Метрологический стенд для калибровки уровнемеров

Область техники
Полезная модель относится к устройствам для калибровки уровнемеров аппаратуры для измерения уровня жидкости.
Предшествующий уровень техники
Известен метрологический стенд для калибровки уровнемеров (патент РФ 197046 от 26.03.2020 г.), включающий установленную на основании платформу с экраном-имитатором уровня с возможностью перемещения электроприводом вдоль направляющих основания. Электропривод не обеспечивает точного заданного перемещения экрана-имитатора уровня, установленного на платформе, и, соответственно, не позволяет калибровать уровнемер. Поэтому для калибровки уровнемера используется дополнительное устройство - лазерный дальномер или интерферометр.
Известен также метрологический стенд для калибровки уровнемеров (патент РФ №2690701 от 05.06.2019 г.), включающий установленные на основании платформу с экраном-имитатором уровня и электроприводом для перемещения вдоль направляющих основания и блок управления перемещением платформы. Этот известный метрологический стенд для калибровки уровнемеров является прототипом заявленной полезной модели.
Вместе с тем, это известное техническое решение также не обеспечивает точного заданного перемещения электроприводом экрана-имитатора уровня, установленного на платформе, и, соответственно, не позволяет калибровать уровнемер. Это вынуждает использовать дополнительное устройство лазерный дальномер или интерферометр.
Заявленная полезная модель направлена на решения проблемы управления электроприводом для перемещения платформы с экраном-имитатором уровня с точностью, необходимой для калибровки уровнемера.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, достигаемый при использовании заявленного метрологического стенда для калибровки уровнемеров, заключается в повышении точности перемещения электроприводом платформы с экраном-имитатором уровня, обеспечивающей калибровку уровнемера за счет использования безлюфтовой реечной передачи с рейкой, сопряженной с направляющей путем установки в продольном пазу направляющей и использованием блоком управления калибровочной зависимости между поворотом шестерни реечной передачи и перемещением платформы с экраном-имитатором уровня.
Указанный технический результат достигается в метрологическом стенде для калибровки уровнемеров, включающем установленную на направляющих основания платформу с экраном-имитатором уровня и цифровым сервоприводом с инкрементным поворотным энкодером, безлюфтовую реечную передачу с зубчатой металлической рейкой, установленной вдоль направляющих, и шестерню, вращаемую цифровым сервоприводом для перемещения платформы вдоль направляющих, и блок управления перемещением платформы, соединенный с контроллером цифрового сервопривода кабелем в гибком кабеле-канале, сворачиваемым и разворачиваемым при перемещении платформы, и выполненный с возможностью определять перемещение платформы в соответствии со значением числа импульсов инкрементного поворотного энкодера, полученных от контроллера цифрового сервопривода.
Платформа с экраном-имитатором уровня может быть установлена на шариковых или роликовых рельсовых направляющих, а зубчатая металлическая рейка может быть установлена в пазах рельсовой направляющей.
Метрологический стенд может включать датчик температуры металлической (стальной) зубчатой рейки, соединенный с блоком управления, выполненным с возможностью корректировать зависимость величины перемещения платформы вдоль направляющих основания от числа импульсов инкрементного поворотного энкодера в соответствии с изменением температуры.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан метрологический стенд для калибровки уровнемеров, выполненный в соответствии с заявленной полезной моделью.
На фиг. 2 показан поперечный разрез направляющей и зубчатой рейки, установленной в этой направляющей, и находящейся над ними части платформы с шестерней реечной передачи, приводимой во вращение цифровым серводвигателем.
Осуществление полезной модели
Заявленный метрологический стенд для калибровки уровнемеров, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, включает основание с расположенными параллельно друг другу металлическими шариковыми (роликовыми) рельсовые направляющими 1, металлическую зубчатую рейку 2, установленную в одной из двух рельсовых направляющих 1, установленную на рельсовых направляющих 1 платформу 3 с экраном-имитатором 4 и цифровым сервоприводом 5 с шестерней 6, находящейся в зацеплении с металлической зубчатой рейкой 2; и блок управления 7, установленный на неподвижной стойке 8 основания рядом с местом 9 для установки проверяемого и калибруемого уровнемера.
Цифровой сервопривод 5 включает электродвигатель, управляющий контроллер и инкрементный поворотный энкодер, преобразующий угол поворота вала двигателя в последовательность электрических импульсов, причем один импульс строго соответствует определенному углу поворота вала электродвигателя сервопривода, соответственно, шестерни 6 и перемещению платформы 3, вместе с сервоприводом вдоль зубчатой рейки 2 и направляющих 1. Например, при использовании сервопривода СПШ20-23017/2000 одному обороту вала двигателя сервопривода соответствует 2000 импульсов инкрементного поворотного энкодера и 2 мм линейного перемещения платформы, соответственно, 1 импульсу соответствует 0,001 мм линейного перемещения.
Управляющий контроллер сервопривода соединен с блоком управления 7. Обмен данных между блоком управления 7 и управляющим контроллером производится по протоколу RS-485 по сигнальному кабелю, размещенному в кабеле-канале, проложенном с внешней стороны направляющих. Кабель-канал имеет гибкую конструкцию, позволяющую ему раскручиваться при отдалении платформы с экраном-имитатором уровня от стойки для установки поверяемого прибора и скручиваться при движении стойки с экраном-имитатором уровня в обратном направлении, при этом в кабеле-канале проложены также кабели питания сервопривода.
Для калибровки самого метрологического стенда используется лазерный измеритель перемещений, устанавливаемый на стойке 8. Для калибровки перемещают платформу 3, при этом регистрируют в блоке управления 7 соответствие измеренного расстояния и числа импульсов, полученных от сервопривода, и формируют калибровочную характеристику линейного перемещения платформы, позволяющую воспроизводить и измерять расстояние между стойкой 8 (местом 9 установки уровнемера) и экраном-имитатором 4 при его перемещении, как в прямом, так и в обратном направлении без использования при эксплуатации стенда дорогостоящего лазерного измерителя перемещений.