随着液压系统状态监测和故障诊断理论水平的进步,管路流量特别是动态流量作为系统状态信息的丰富载体,越来越受到人们的重视。具有能耗低、高频响等特点的动态流量计是液压系统状态监测和故障诊断所急需的。本文将MEMS传感器与先进的差压发生装置V锥结合起来,实现了能耗低、高频响、可靠性高、成本低的液压系统动态流量测量。主要做的工作有:(1)提出了传统的V锥差压发生装置适合液压系统动态流量测量具有的优势与缺陷。将微观的MEMS传感器引入到宏观的液压系统流量测量中,结合V锥流量计自身的优势,建立了适合液压系统动态流量测量的新模型。(2)分析V锥结构前后流道压力和流速的分布和变化规律,从N-S方程开始推导了V锥节流装置的压差与流量关系的数学模型。通过分析V锥结构关键参数对管路粘性损失、流出系数的影响以及所能产生的压力差大小等,选取了比较优化的结构参数。(3)根据关键参数不同建立了8个不同模型应用Fluent软件进行对比仿真,并根据仿真结果得出了优化的β值和θ角的取值范围。选取了一组优化的参数建立了与实验样机完全一致的三维模型。进一步的仿真结果显示,流道中流速与压力的变化分布符合流量—压差关系数学模型的意义,故可以对其进行进一步的理论和实验研究。(4)对加工制作的样机进行了静态和动态性能测试。通过静态测试,输出结果线性度和重复性较好,精度较高。最后通过动态流量测试试验,得出新型流量传感器具有超过200Hz的动态频宽。证明了这是适合液压系统特点的动态流量测量装置。在下一步的研究中将建立与实际更加贴近的数学模型,总结出根据不同工况V锥结构参数选择的一般性规律,对动态流量测量进行深入研究。为液压系统状态监测和故障诊断提供精确的动态流量测量仪表。