基于等温容器放气法的气动元件流量特性测试方法研究与系统设计
2021-03-29李苇白李刚炎
数字制造科学 2021年1期
李苇白,胡 剑,李刚炎
(武汉理工大学 机电工程学院,湖北 武汉 430070)
气动技术是一种以压缩气体为动力源的传动技术,气动元件和气动系统因污染少、成本低、抗干扰强、维护方便等优点,被广泛应用于工厂生产过程的机械化和自动化[1-2]。其中,反映压力与流量之间关系的流量特性是气动元件最重要的参数,为了设计出节能、低成本的气动系统,并实现其高精度控制,必须准确、有效地测试气动元件的流量特性[3]。国内外学者提出了不同的气动元件流量特性测试方法,并经过多次修订,制定了国际标准ISO 6358-1-2013、ISO 6358-2-2013、JIS 8390[4-6]。其中,ISO 6358是世界上应用最为广泛的方法之一,ISO 6358-1-2013提出的恒定上游压力测试方法,一直被用作评估其他测试方法的标准。然而,该方法效率低、成本高,且空气消耗量大。为了克服该缺点,ISO 6358-2-2013提出了一种等温容器放气法,该方法成本较低、效率较高,且测试过程简单,因而被广泛应用[7]。
目前国内外学者对流量特性测试系统的研究多集中在恒定上游压力测试方法上,如司冀[8]、龚睿[9]等均基于恒定上游压力测试方法开发了流量特性测试系统,实现了自动测量与数据记录等功能,但基于等温容器放气法的测试系统研究较少。ISO 6358-2-2013规定采用音速流导C、临界压力比b和亚音速指数m作为表征气动元件流量特性的参数,该方法数据处理与计算较为复杂,人工计算与记录测试结果不仅效率低,且计算误差较大。笔者针对等温容器放气法,开发了一种气动元件流量特性测试系统,该系统自动化程度高、计算效率高、误差小,且能自动记录管理多组测试数据。……
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