[实用新型]一种回流式亚跨超风洞增量引射器的位置控制与保护装置

说明书

一种回流式亚跨超风洞增量引射器的位置控制与保护装置，涉及风洞本体的试验装置领域；包括框架、开限位、关限位、行程传感器、销轴、双向拨杆、挡块、弹簧、切断开关和螺旋升降机；开限位和关限位沿竖直方向依次设置在框架上；行程传感器固定安装在框架的上端；且行程传感器的触点与螺旋升降机连通；且销轴垂直穿过双向拨杆将双向拨杆分为左侧的L形短臂和右侧长臂；挡块固定安装在框架上；弹簧的一端与框架的上端连接；弹簧的另一端与双向拨杆右侧长臂的端处固定连接；切断开关固定安装在双向拨杆右侧长臂的端处；本实用新型结构简单、安装方便，提升了风洞设备的精确控制水平和严格的安全防护水平，从而提升了风洞设备的耐用性和设备可靠性。

技术领域

本实用新型涉及一种风洞本体的试验装置领域，特别是一种回流式亚跨超风洞增量引射器的位置控制与保护装置。

背景技术

原有风洞增量引射器叶片的位置控制和极限位置安全保护可靠性不高，体现在四方面：

第一方面，位置控制不够精确，软件级的极限位置保护容易失效。螺旋升降机电机的转动经过大减速比的减速机减速后，传递至多圈电位计，由人工进入风洞内部测量叶片位置，得到电位计电压与叶片位置的对应关系，并在软件内设置开关极限位置进行保护。这种方法的缺点是，电位计反馈的其实是减速机输出端的旋转角度，当电机的旋转运动通过电机→减速机→电位计的传递后，任何一环出现传递失误，都会造成控制失效。比如，当减速机与电位计之间的联轴节损坏时，电位计没有得到减速机输出端的角度输出，电位计反馈的叶片位置就会失效。

第二方面：单纯采用机械式的限位开关作为极限位置的限位保护并不可靠。在螺旋升降机的顶端也有一块端板，风洞外壁的框架上设置机械式的限位开关，当电位计控制失效时，端板继续运行撞到限位开关触臂，触发限位开关动作切断控制电路，电机停止运行。风洞增量引射器叶片在关闭状态下要求尽量密封，比较理想的情况是叶片与壁板缝隙不大于1mm，此时对于限位开关被触发的精度要求较高，可以说是无法达到的。这是因为，当电位计反馈叶片与壁板缝隙为1mm，控制程序应当停止电机转动但控制失效时，电机依然转动，则要求限位开关在不大于1mm的距离内被触发，才能防止叶片撞击风洞壁造成机械损伤。以常用的一种机械式限位开关为例，其触臂有10mm左右的摆动行程(备注：不同型号机械式限位开关触臂的摆动行程略有不同，但一般远大于1mm)，调整限位开关触臂与端板的接触位置，使限位开关触臂在叶片与壁板缝隙为 11mm时刚刚好接触到端板，当缝隙变为1mm时，限位开关触臂的摆动行程由10mm被压缩为0，限位开关内部切换通断状态的触点处于“通断临界转换状态”，当缝隙进一步小于1mm超过“通断临界转换状态”误差带时，通断状态才被转换。但是“通断临界转换状态”的重复性误差并不固定，全新限位开关的重复性误差一般为±0.10mm尚能满足使用要求，但由于触臂被压缩，触点处于弹簧片的不稳平衡受力状态而很快磨损，将“通断临界转换状态”误差带迅速放大，一般能在短期内达到±1mm，进一步发展达到±2mm或者失效，也就是说误差带接近甚至超过控制精度，控制无法实现，因而叶片与壁板缝隙不大于1mm的要求也就无法实现。

第三方面，单独采用非接触式的接近开关作为限位保护可靠性也不高。非接触式的接近开关重复性误差一般可达到±0.01mm以内，可以作为叶片极限位置的限位保护使用，但是在原有风洞系统当中单独使用接近开关作为限位开关使用，仍然出现各种机械故障和电气故障导致限位失效，机械类故障主要包括：风洞试验带来传感器、线缆、插头的强烈震动，风洞试验制冷效应造成的水汽凝结；电气类故障主要包括：由于风洞试验制冷效应造成靠近风洞的设备处于震动和潮湿环境，引发屏蔽层失效、地线带电、中性点带电、电源干扰、电磁干扰等一系列问题，造成接近开关失效、控制电路失效、PLC系统失效。因此单独使用接近开关作为限位保护可靠性并不高。

第四方面，相似的硬件配置容易造成软件级和控制电路级的极限位置保护同时失效。一般情况下，软件级和控制电路级的极限位置保护同时失效的概率不高，但由于电位计与接近开关所处的安装位置、线路走向很相似，接线也引入同一个控制箱，在潮湿振动环境下，控制箱内部分线路漏电带电，会同时影响到两者的正常输出，进而发生同时失效的情况。