流体振动

在现代工业生产中，利用振动冲击原理作功的设备应用非常广泛，特别是在矿山、建筑施工中应用更为普遍。这是因为振动冲击实现比较容易。，而且振动频率较高，并能在极短时间内产生很大的力(如有的冲击机械在极短时间可产生近20000KN的力)，在施工中会产生意想不到的效果。

产生振动的方法有很多，有电动、液压、气动和机械等方式。但是液压与气动振动较其它振动方式，更容易产生大功率，易于控制、调节和噪声低等优点，因而在矿山、建筑、交通、市政等部门，获得越广泛的应用。应用液压与气动的设备，不仅可以提高劳动生产率，改善施工质量，还会为企业和社会带来明显的经济效益和社会效益。

流体振动技术，主要指应用液体(液压)和气体(气压)，作为传动介质来传动动力，产生振动冲击做功的应用技术。通常，振动型以高频低振幅为主，冲击型以低频打振幅为主，两者在实际中均获得广泛应用。流体振动技术，也是液压传动和气压传动的一种形式，只不过能量输出形式不同而已。

远在古代，人们已经利用水的能量做功，利用冲击原理劈柴、岩石钻孔等工作;在军事上，利用木桩、石桩冲击城门，这都是属于水平低、效率低的原始作业。随着人们对自然不断认识和实践，振动冲击设备业日臻完善。

1650年，巴斯卡根据实践总结传动基本原理--巴斯卡原理，使液压传动技术有了飞速的发展，也促进了液压振动技术的发展。1876年，德国的弗·布兰特发明了世界低一台水力凿岩机，它以压缩空气作动力，冲击频率达30Hz，与现在广泛应用的气动凿岩机无本质区别。

1900-1905年期间，原苏联液动冲击回转钻进技术进行了卓有成效的研究，但直至1970年才开始在生产实践中得到应用(它主要应用在地质研究钻探方面)。

我国的液压与气压振动技术的发展起步比较的晚，振动冲击设备的质量与世界先进水平还有一定差距。但经过我们几代人的努力，近几年已有较大进步，差距正在缩小。解放前，我们根本不能设计制造流体振动设备;解放后才开始研究与开发。1955年我国生产出第一批矿用气动凿岩机。60年代后，才能自行设计制造液压振动冲击设备，最早研制的产品只适用于凿岩和道路破碎。1958年，我国才开始对液动冲击回转钻进技术进行研究，到1965年设计研究出了七种不同结构形式的液动冲击器，并在实验室中进行了大量的试验。次年，在矿山实地进行生产试验，推动这门技术在我国的发展。在建筑施工中，我国开发应用液压振动冲击打桩的设备，压路机上应用振动压实设备，应用气压振动铺设地下管道的设备，也只是近十年发展起来。在研究分析国外先进技术的基础上，经过我国技术人员的不断努力创新，已研制开发出一批具有中国特色的液压振动设备，在不到十年时间，研究发展成一门比较成熟的技术。

随着计算机技术的发展，流体振动设备的研制与开发产生革命性的变更，不仅可以快速完成设计，而且设计正确性也大大提高;同时可以采用优化设计，使振动元件的参数更合理、能量更省，还可采用优化设计--出图一条龙程序，更加速振动元件更新换代的速度。

流体振动冲击装置测试参数主要有:压力、流量、位移、频率、速度、加速度、振动力、冲击力和冲击功等物理量。这些参数都是时间的函数，是瞬态值，变化极其迅速，一般的机械测量仪表，由于惯性大，不能适用快速性的要求，所以需要采用电测、光测和数码显示来完成。今年来，又将测试系统与计算机网络连成一体，连续自动采样、快速综合分析，这样就提高测试精度，也加快测试速度。从而加速振动设备的研制和改进周期，为直接观察振动设备的活塞运动的瞬态过程，还可用高速摄影法来达到。

目前，有些流体振动冲击元件功率已发展相当大，仅其冲击柱塞质量已达2500Kg，冲击力已达2000×104Kn，行程达0.5m以上。常规传感装置已不能满足要求，而且反力支撑装置很难处理，测试和试验较困难，需要研制新的试验装置及方法，这也是我们面临的新课题。

随着科技发展及实践的需要，流体振动设备应用越来越广泛，功率也越趋增大，虽然我们已在基础理论、设计方法、材料选择和应用方面，已积累一定经验，但需要我们去解决的问题还很多，而且我们和世界先进水平还有一定差距，我们还需要不断努力去超赶。

在特定的流动条件下，一部分流体动能转化为流体振动，其振动频率与流速(流量)有确定的比例关系，依据这种原理工作的流量计称为流体振动流量计。

目前流体振动流量计有三类:涡街流量计、旋进(旋涡进动)流量计和射流流量计。

流体振动流量计具有以下一些特点:

1)输出为脉冲频率，其频率与被测流体的实际体积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、温度的影响;

2)测量范围宽，一般范围度可达10:1以上;

3)精确度为中上水平;

4)无可动部件，可靠性高;

5)结构简单牢固，安装方便，维护费较低;

6)应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。