[发明专利]一种具有位移自检测功能的计量活门

说明书

本发明是一种具有位移自检测功能的计量活门，本发明技术方案利用容栅的基本原理将“定栅”所需的基本结构集成在计量活门表面上，实现结构件与传感器的集成设计。基于传统精密制造技术，结合特种加工工艺，采用镀膜、喷涂等先进制备手段，在计量活门表层生成金属条带与非金属条带交替排列的位移自感知结构，使其与计量活门基体牢固接合，成为具备位移自检测功能的计量活门，计量活门与位移检测模块的金属条带材料间的热膨胀系数、化学性能接近，可用于燃油计量工作环境，可靠性高，该技术方案体积小、重量轻、成本低且适用于批量生产。

技术领域

本发明是一种具有位移自检测功能的计量活门，用于航空、航天及自动化机械中气、液压机械结构中，属于产品的结构技术领域。

背景技术

计量活门在航空航天控制系统中起到计量供往发动机燃油的作用。目前，其计量原理是在衬套侧壁开槽，通过齿轮-齿条系相连接的角位移传感器或活门后端连接的线位移传感器将活门位移量转化为反馈电压信号，实现对燃油流量大小的测量及反馈。

然而传统直线式或旋转式计量活门其活门与位置传感器是独立开的，即传感器置于计量活门外侧，虽然稳定性较好，但重量及余度设计均有其局限性，传感器自重较大，空间占用也较大，面对现阶段集成化、小型化、轻量化的控制要求，其应用已显示出劣势。

电容式位移传感原理已在我国发展多年并已获得了广泛的应用，其稳定性和准确性已经在实际应用中得到了有效验证。将电容式位移传感器集成到计量活门上，由原分体式结构变成一体式组合部件，保证原有分体式元器件的各个功能，减小了其所占的重量和空间，提高综合性能。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种具有位移自检测功能的计量活门，其目的是将位移检测功能集成于结构件本体，在满足甚至超过原有检测精度的情况下，减轻系统重量，减少系统体积，结构功能一体化。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种具有位移自检测功能的计量活门，该活门包括活门(1)、活门衬套(2)及位移检测模块(3)，在活门(1)上加工有活门进油阀口(4)和活门出油阀口(5)，在活门衬套(2)上加工有活门衬套进油阀口(6)和活门衬套出油阀口(7)，活门(1)套装在活门衬套(2)中，活门(1)在活门衬套(2)中沿轴向滑动，通过调节活门(1)和活门衬套(2)的相对位置，控制活门进油阀口(4)和活门衬套进油阀口(6)、活门出油阀口(5)和活门衬套出油阀口(7)的开合，其特征在于：在活门(1)的外圆柱面上，沿轴向加工一个与活门进油阀口(4)和活门出油阀口(5)的平面相垂直的平台，在平台上沿轴向制备交替排列的金属条带Ⅰ(9)和非金属条带Ⅰ(10)形成栅状平面结构Ⅰ，金属条带Ⅰ(9)和非金属条带Ⅰ(10)与活门进油阀口(4)和活门出油阀口(5)的平面也是垂直的，金属条带Ⅰ(9)和非金属条带Ⅰ(10)的宽度数值范围均为0.1～5mm，金属条带Ⅰ(9)和非金属条带Ⅰ(10)的厚度相等且厚度数值范围为0.05～10mm，

位移检测模块(3)安装在活门衬套(2)上，位移检测模块(3)位于所述该栅状平面结构Ⅰ的上方，在位移检测模块(3)贴近栅状平面结构的底部，制备与栅状平面结构Ⅰ相对应的栅状平面结构Ⅱ，栅状平面结构Ⅱ由交替排列的金属条带Ⅱ(11)和非金属条带Ⅱ(12)构成，在位移检测模块(3)的上通过孔将数据测试线(13)的一端与金属条带Ⅱ(11)连接，数据测试线(13)的另一端与电容传感器(14)相连；

活门(1)和活门衬套(2)的相对运动时，由于活门(1)的金属条带Ⅰ(9)与位移检测模块(3)的金属条带Ⅱ(11)投影面积发生变化，导致其电容信号发生变化，通过数据测试线将信号传输给电容传感器(14)，通过信号处理单元(15)进行处理分析，获得活门(1)与活门衬套(2)相对位置变化。

金属条带Ⅰ(9)和金属条带Ⅱ(11)的材料为导电性能好且强度高的Cr、Ni、Cu、Ag或Au。