一种低气压试验方法及设备与流程

1.本发明实施例涉及测试设备技术，尤其涉及一种低气压试验方法及设备。


背景技术：

2.低气压试验设备主要用于进行设备(包括仪器仪表、电工产品、材料、零部件等)在低气压、高温、低温单项或同时作用下的环境适应性与可靠性试验(例如，在上述试验条件下完成设备通电时的电气性能参数的测量，通过测量参数确定设备的可靠性)。
3.在《军用装备实验室环境试验方法第2部分：低气压(高度)试验》(文件编号gjb150.2a-2008)标准中规定有一个快速减压测试，测试要求在小于15s的时间内将试验设备中的试验箱内的气压由75.2kpa,降低到18.8kpa。
4.现有的低气压环境试验设备实现上述快速减压的方式为采用大功率真空泵往外抽气，测试成本高。


技术实现要素：

5.本发明提供一种低气压试验方法及设备，以达到在满足试验条件的前提下，降低试验配套设备成本的目的。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种低气压试验设备，包括泄压箱以及试验箱；
7.所述泄压箱配置有第一接口、第二接口，所述第一接口配置有第一阀组、所述第二接口配置有第二阀组；
8.所述泄压箱通过所述第一阀组与真空泵相连接，所述泄压箱通过所述第二阀组与所述试验箱相连接，所述试验箱通过第三阀组与所述真空泵相连接；
9.其中，所述泄压箱内的压力达到设定值前，所述第一阀组打开、所述第二阀组关闭、所述第三阀组关闭，达到所述设定值后，所述第一阀组关闭，所述第二阀组打开，所述第三阀组关闭；
10.所述第二阀组打开后，当所述泄压箱与所述试验箱内的压力相同时，所述第一阀组关闭、所述第二阀组关闭、所述第三阀组打开。
11.可选的，所述阀组包括真空挡板阀，所述真空挡板阀通过波纹管与所述试验箱相连接。
12.可选的，第二接口连接试验箱处为喇叭口，喇叭口开口方向指向试验箱，可以更有效实施试验箱向泄压箱的快速泄压。
13.可选的，所述试验箱配置有温度控制单元，所述温度控制单元包括磁流体电机、风机；
14.所述风机设置在所述试验箱内，所述磁流体电机与所述风机相连接。
15.可选的，所述磁流体电机配置有自循环水箱、磁力泵；
16.所述磁力泵串联在连接所述自循环水箱与所述磁流体电机的循环管路中。
17.可选的，所述试验箱配置有湿度控制单元，所述湿度控制单元包括湿度传感器、第
一阀、加湿器以及湿度控制器；
18.所述湿度传感器设置予所述试验箱的内部，所述第一阀、加湿器以湿度控制器设置于所述试验箱的外部；
19.所述湿度控制器与所述湿度传感器以及所述第一阀相连接，所述加湿器通过所述第一阀与所述试验箱相连接。
20.可选的，所述湿度控制单元还包括浮球传感器、补水控制阀、排水控制阀；
21.所述浮球传感器设置于所述加湿器内，所述加湿器通过所述补水控制阀与水源相连接，所述加湿器还与所述排水控制阀相连接；
22.所述湿度控制器分别与所述浮球传感器、补水控制器、排水控制阀相连接。
23.可选的，所述试验箱配置有压力控制单元，所述压力控制单元包括压力传感器、第二阀、第一进气阀、压力控制器；
24.所述压力传感器设置于所述试验箱的内部，所述第二阀、第一进气阀、压力控制器设置于所述试验箱的外部；
25.所述试验箱通过所述第二阀与所述真空泵相连接，所述压力控制器与所述压力传感器、第二阀相连接；
26.所述第一进气阀分别与所述试验箱、压力控制器相连接。
27.可选的，所述压力控制单元还包括第二进气阀；
28.所述第二进气阀分别与所述试验箱、压力控制器相连接。
29.可选的，所述试验箱还配置有冷阱、第一积水桶以及第一排水泵；
30.所述试验箱通过所述冷阱与所述第二阀相连接，所述冷阱与所述第一积水桶相连接，所述第一排水泵与所述第一积水桶相连接。
31.可选的，所述试验箱还配置有第三阀、第二积水桶、第二排水泵、第三排水泵；
32.所述试验箱通过所述第三阀与所述第二积水桶相连接，所述试验箱通过所述第二排水泵与所述第二积水桶相连接，所述第三排水泵与所述第二积水桶相连接。
33.第二方面，本发明实施例还提供了一种低气压试验方法，应用于本发明实施例记载的低气压试验设备，方法包括：
34.控制第一阀组打开、所述第二阀组关闭、所述第三阀组关闭，判断泄压箱内的压力是否达到设定值，若所述泄压箱内的压力达到所述设定值，则控制控制第一阀组打开关闭、所述第二阀组打开；
35.所述第二阀组打开后，判断所述泄压箱与所述试验箱内的压力是否相同，相同时，控制所述第二阀组关闭、所述第三阀组打开。
36.可选的，低气压试验方法还包括：
37.获取所述试验箱内的压力，根据所述压力调整所述第二阀、进气阀的开度，控制所述试验箱内的压力维持在设定压力。
38.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出的低气压试验设备配置有泄压箱，在正式进行低气压试验前，可以先将泄压箱抽至真空，在进行低气压试验时，连通泄压箱与试验箱，通过泄压箱和试验箱之间的压力差使试验箱内的压力快速降低至试验所需的压力，由于在试验前对泄压箱抽至真空时，泄压箱的压力降低速率没有限制，因此可以使用功率较小的真空泵将泄压箱抽至真空，进而降低试验配套设备的成本。
附图说明
39.图1是实施例中的低气压试验设备结构框图；
40.图2是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图；
41.图3是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图；
42.图4是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图；
43.图5是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图；
44.图6是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图；
45.图7是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图；
46.图8是实施例中的低气压试验设备原理图。
具体实施方式
47.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
48.实施例一
49.图1是实施例中的低气压试验设备结构框图，参考图1，本实施例提出一种低气压试验设备，包括泄压箱100以及试验箱200。
50.泄压箱100配置有第一接口、第二接口，第一接口用于与真空泵1相连接，泄压箱100通过第二接口与试验箱200相连接。
51.第二接口配置有阀组101，阀组101用于泄压箱100与试验箱200之间的连通或隔离。
52.示例性的，本实施例中，阀组101包括真空挡板阀，真空挡板阀通过波纹管与试验箱相连接，其中，真空挡板阀可以由手动控制或电动控制。
53.示例性的，本方案中，低气压试验设备的工作和使用方式包括：
54.需要进行测试试验时，关闭泄压箱100与试验箱200之间的阀组101，启动真空泵1对泄压箱100抽气，直至泄压箱100内部的压力达到设定压力；
55.泄压箱100内部压力达到设定压力后，关闭真空泵1，打开泄压箱100与试验箱200之间的阀组101，借助泄压箱100与试验箱200之间的压力差，使试验箱200内部的压力快速降低至指定的范围内。
56.示例性的，可以通过设计泄压箱与试验箱的体积比，以及用于连接泄压箱与试验箱的管路的直径使试验箱内的压力下降速率可以满足试验需求；
57.例如，可以将泄压箱和试验箱体积比设定在1：5～2：5之间，泄压箱和试验箱之间的管道直径优选大于40mm。
58.示例性的，本实施例中，低气压试验设备配置有泄压箱，在正式进行低气压试验前，可以先将泄压箱抽至真空，在进行低气压试验时，连通泄压箱与试验箱，通过泄压箱和试验箱之间的压力差使试验箱内的压力快速降低至试验所需的压力，由于在试验前对泄压箱抽至真空时，泄压箱的压力降低速率没有限制，因此可以使用功率较小的真空泵将泄压箱抽至真空，进而降低试验配套设备的成本。
59.图2是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图，参考图2，作为一种可实施方
案，泄压箱100配置有第一接口、第二接口，第一接口配置有第一阀组102、第二接口配置有第二阀组103。泄压箱100通过第一阀组102与真空泵相连接，泄压箱100通过第二阀组103与试验箱300相连接。
60.低气压试验设备还包括第三阀组104，试验箱200通过第三阀组104与真空泵1相连接。
61.示例性的，本方案中，低气压试验设备的工作和使用方式包括：
62.需要进行测试试验时，控制第一阀组102打开、第二阀组103关闭、第三阀组104关闭，启动真空泵1对泄压箱100抽气，直至泄压箱100内部的压力达到设定值；
63.泄压箱100内部压力达到设定值后，控制第一阀组102关闭，第二阀组103打开，第三阀组104关闭，借助泄压箱100与试验箱200之间的压力差，使试验箱200内部的压力降低直至泄压箱100与试验箱200内部的压力相同；
64.当泄压箱100与试验箱200内的压力相同时，控制第一阀组102关闭、第二阀组103关闭、第三阀组104打开，此时通过真空泵1对试验箱200抽真空，使试验箱200内部的压力稳定在试验所需的压力。
65.本方案中，第二阀组103与图1所示方案中的阀组101的作用相同，在图1所示方案有益效果的基础上，本方案中，低气压试验设备还配置有第一阀组102以及第三阀组104。通过针对第一阀组102以及第二阀组103的控制，可以将泄压箱100与真空泵以及试验箱隔离，避免仅需要对试验箱200抽真空时以维持试验箱200内的压力时，由于泄压箱100内部的压力变化而影响试验箱200内的压力的问题，通过针对第三阀组104的控制，可以在泄压箱100与试验箱200内部的压力均衡后，通过真空泵继续对试验箱200抽真空，可以保证试验箱200内的压力能够准确的维持在试验所需的压力。
66.图3是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图，参考图3，在图1或图2所示方案的基础上，作为一种可实施方案，试验箱200配置有温度控制单元，温度控制单元包括磁流体电机21、风机22，其中，磁流体电机21配置有自循环水箱23、磁力泵24。
67.参考图3，风机22设置在试验箱200内，磁流体电机21与风机22相连接。磁力泵24串联在连接自循环水箱23与磁流体电机21的循环管路中。
68.示例性的，图3所示的方案中，风机22用于调节试验箱内部的温度，磁流体电机21用于为风机22供电，自循环水箱23用于提供冷却磁流体电机21的水，磁力泵24用于将水泵入磁流体电机21与自循环水箱23之间的循环管路中，以实现水在磁流体电机21和自循环水箱23之间的循环。
69.示例性的，作为一种可实施方案，温度控制单元还包括温度控制器(图中未示出)，试验箱内还配置有一温度传感器，该温度传感器与温度控制器相连接，温度控制器通过该温度传感器确定试验箱内的温度。
70.作为一种可实施方案，磁流体电机21与自循环水箱23之间的循环管路中还配置流量开关25，自循环水箱23中还配置有一温度传感器以及一浮球传感器。
71.示例性的，自循环水箱23中的温度传感器以及浮球传感器分别与温度控制器相连接，温度控制器还与磁流体电机21、磁力泵24相连接。
72.示例性的，自循环水箱23中的温度传感器用于采集自循环水箱23中水的温度、浮球传感器用于采集自循环水箱23中水的液位；
73.温度控制器配置为当自循环水箱23中的水的温度或液位异常时报警，同时控制磁流体电机21停机。
74.示例性的，温度控制器还与流量开关25相连接，温度控制器还配置为当流量开关25发出报警信号时，控制磁流体电机21停机。
75.示例性的，配置在自循环水箱中的温度传感器、浮球传感器以及配置在循环管路中的流量开关用于采集指定的传感信息，以使温度控制器在检测到磁流体电机工作在异常条件时，能够及时控制磁流体电机停机，确保磁流体电机的使用安全。
76.图4是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图，参考图4，在图1或图2所示方案的基础上，作为一种可实施方案，试验箱配置有湿度控制单元，湿度控制单元包括湿度传感器31、第一阀32、加湿器33以及湿度控制器(图中未示出)。
77.湿度传感器31设置予试验箱200的内部，第一阀32、加湿器33以湿度控制器设置于试验箱200的外部。
78.湿度控制器与湿度传感器31以及第一阀32相连接，加湿器33通过第一阀32与试验箱200相连接。
79.示例性的，第一阀32可以采用高温球阀，湿度控制器可以配置为根据湿度传感器31采集的试验箱200内部的湿度控制第一阀32的开度，以实现试验箱200内部湿度的调节。
80.参考图4，作为一种可实施方案，湿度控制单元还包括补水控制阀34、排水控制阀35，加湿器33内部还设置有一浮球传感器，加湿器33还配置有逆渗透纯水机36。
81.进水口与逆渗透纯水机36相连接，逆渗透纯水机36通过补水控制阀34与加湿器33相连接，加湿器33通过排水控制器35与排水口相连接；
82.湿度控制器还分别与加湿器33内部的浮球传感器、补水控制阀34以及排水控制阀35相连接。
83.示例性的，逆渗透纯水机36用于进入加湿器33的水的过滤。
84.湿度控制器还可以配置为根据加湿器33内部的浮球传感器采集的液位控制补水控制阀34的开闭，以实现对加湿器33内部水量的控制；
85.湿度控制器还可以配置为根据控制指令控制排水控制阀35的开闭，以实现在排出加湿器33内部的水。
86.图5是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图，参考图5，作为一种可实施方案，试验箱200配置有压力控制单元，压力控制单元包括压力传感器41、第二阀42、第一进气阀43、压力控制器(图中未示出)。
87.压力传感器41设置于试验箱200的内部，第二阀42、第一进气阀43、压力控制器设置于试验箱200的外部。
88.试验箱200通过第二阀42与真空泵1相连接，压力控制器与压力传感器41、第二阀42相连接，第一进气阀43分别与试验箱200、压力控制器相连接。
89.低气压试验设备还包括电磁阀45，泄压箱100通过电磁阀45与真空泵1相连接。
90.示例性的，本方案中，电磁阀45的作用与图2所示方案中第一阀组102的作用相同，阀组101的作用与图2所示方案中第二阀组103的作用相同，第二阀42与图2所示方案中第三阀组104的作用相同。
91.示例性的，图5所示的方案中，低气压试验设备的工作方式包括：
92.需要进行测试试验时，压力控制器控制关闭阀组101、第二阀42、第一进气阀43，打开电磁阀45，启动真空泵1对泄压箱100抽气，直至泄压箱100内部的压力达到设定压力；
93.泄压箱100内部压力达到设定压力后，打开阀组101，关闭电磁阀45，借助泄压箱100与试验箱200之间的压力差，使试验箱200内部的压力快速降低；
94.压力控制器根据压力传感器41的测量值控制第二阀42以及第一进气阀43的开度，以控制试验箱200的进气量和抽气量，进而控制试验箱200内部的压力维持在设定的范围内。
95.参考图5，作为一种可实施方案，压力控制单元还包括第二进气阀44，第二进气阀44分别与试验箱200、压力控制器相连接。
96.示例性的，配置第一进气阀43和第二进气阀44时，可以配置第一进气阀43作为高气压进气阀，配置第二进气阀44作为低气压进气阀。
97.示例性的，高气压进气阀用于保证试验箱200内部处于高气压时控制气体的进入，低气压进气阀用于保证试验箱200内部处于低气压时控制气体的进入。
98.图6是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图，参考图6，在图5所示方案的基础上，作为一种可实施方案，试验箱200还配置有冷阱51、第一积水桶52、第一排水泵53、积水排水阀54、积水进气阀55。
99.试验箱200通过积水排水阀54与冷阱51相连接，冷阱51通过第二阀42与真空泵1相连接，积水进气阀55设置在冷阱51与第二阀42之间，冷阱51还与第一积水桶52相连接，第一排水泵53与第一积水桶52相连接。
100.示例性的，冷阱51用于将通过的水汽冷却为水，避免真空泵1运行时，试验箱200内的水汽直接进入真空泵1中腐蚀真空泵1。
101.示例性的，经过冷阱51冷凝的水流入第一积水桶52中，第一排水泵53用于排出第一积水桶52中的水，其中，第一排水泵53的排水过程包括：
102.关闭积水排水阀54、第二阀42，打开积水进气阀55，随后，控制第一排水泵53启动以排出第一积水桶52中的水。
103.图7是实施例中的另一种低气压试验设备结构框图，参考图7，在图6所示方案的基础上，作为一种可实施方案，试验箱200还配置有第三阀61、第二积水桶62、第二排水泵63、第三排水泵64、进气阀65。
104.试验箱200通过第三阀61与第二积水桶62相连接，试验箱200通过第二排水泵63与第二积水桶62相连接，第三排水泵64与第二积水桶62相连接，进气阀65与第二积水桶62相连接。
105.示例性的，若需要排出试验箱200内的冷凝水，则可以打开第三阀61、进气阀65，关闭其余阀，启动第二排水泵63和第三排水泵64后，试验箱200内的冷凝水可以进入第二积水桶62内，最后通过第三排水泵64排出。
106.参考图7，作为一种可实施方案，试验箱200还配置有手动进气阀71，手动进气阀71与试验箱200相连接。
107.图8是实施例中的低气压试验设备原理图，参考图8，低气压试验设备可以配置图1～图5以及图7所示方案中的全部器件，各器件的连接方式与前述对应的方案相同。
108.实施例二
109.本实施例提出一种低气压试验方法，应用于图1所示的低气压试验设备，低气压试验方法可以通过软件的方式实现，其可以配置在控制器中，典型的控制器包括plc，结合图1，低气压试验方法包括：
110.控制器判断泄压箱100内的压力是否达到设定值，若泄压箱100内的压力达到设定值，则控制器控制阀组101开启，连通泄压箱100与试验箱200。
111.具体的，本实施例中，泄压箱100内设置有压力传感器，控制器根据泄压箱100内的压力传感器的测量值确定泄压箱100内的压力。
112.示例性的，本实施例中，试验箱200内设置有压力传感器，试验前，控制器可以将试验箱200内的压力作为试验箱200内的压力初始值。
113.示例性的，泄压箱100与试验箱200的体积比为固定值，控制器根据泄压箱100与试验箱200的体积比以及试验箱200内的压力初始值确定与泄压箱100对应的设定值。
114.示例性的，本实施例中，上述设定值用于：在泄压箱100内部压力达到设定值且连通泄压箱100与试验箱200后，试验箱200内的压力可以下降到试验所需的压力值(例如18.8kpa)。
115.示例性的，上述体积比、压力初始值以及设定值之间的关系可以通过理论推导或者标定试验确定，控制器内配置基于理论推导或者标定试验确定的关系式，控制器根据关系式确定上述设定值。
116.结合图2，作为一种可实施方案，低气压试验方法还可以为：
117.需要进行测试试验时，控制器控制第一阀组102打开、第二阀组103关闭、第三阀组104关闭，启动真空泵1对泄压箱100抽气；
118.控制器判断泄压箱100内部的压力是否达到设定值，泄压箱100内部压力达到设定值后，控制器控制第一阀组102关闭，第二阀组103打开，第三阀组104关闭，此时，借助泄压箱100与试验箱200之间的压力差，使试验箱200内部的压力降低直至泄压箱100与试验箱200内部的压力相同；
119.控制器判断泄压箱100与试验箱200内的压力是否相同，当泄压箱100与试验箱200内的压力相同时，控制器控制第一阀组102关闭、第二阀组103关闭、第三阀组104打开，此时通过真空泵1对试验箱200抽真空，使试验箱200内部的压力稳定在试验所需的压力。
120.结合图5，作为一种可实施方案，低气压试验方法还可以为：
121.控制器判断泄压箱100内的压力是否达到设定值，若泄压箱100内的压力达到设定值，则控制器控制阀组101、第二阀42开启，控制电磁阀45关闭；
122.控制器获取试验箱200内的压力，控制器根据试验箱200内的压力调整第二阀42、第一进气阀43或者第二进气阀44的开度。
123.示例性的，本方案中，阀组101、第二阀42开启时，试验箱200与泄压箱100以及真空泵1相连接，电磁阀45关闭时，泄压箱100与真空泵1之间的连接管路断开。
124.示例性的，本实施例中，与泄压箱100对应的设定值可以为一固定值，对试验箱200降压时，使试验箱200同时与泄压箱100以及真空泵1连通，可以提高试验箱200的降压速率。
125.示例性的，为使试验箱200内的压力能够到达以及维持在试验所需的压力值，控制器根据试验箱200内的压力调整第二阀42、进气阀的开度，进而使试验箱200内的压力能够维持在试验所需的压力值。
126.示例性的，本方案中，进气阀包括第一进气阀43、第二进气阀44，其中，第一进气阀43作为高气压进气阀，第二进气阀44作为低气压进气阀。
127.示例性的，第一进气阀43可以用于接入高压气源，试验时可以通过第一进气阀43控制试验箱200内部的压力至指定的高压值(例如75.2kpa)；
128.试验箱200自上述高压值泄压时，控制第一进气阀43关闭，通过调节第二阀42、第二进气阀44的开度使试验箱200内部的压力稳定在指定的低压值(例如18.8kpa)。
129.结合图8，本实施例中，控制器内配置的低气压试验方法还可以用于实现磁流体电机21的冷却控制、试验箱200的排水控制。
130.示例性的，磁流体电机21的冷却控制包括：
131.控制器通过自循环水箱23中的温度传感器确定采集自循环水箱23中水的温度、通过自循环水箱23中的浮球传感器确定自循环水箱23中水的液位；
132.若控制器判断自循环水箱23中的水的温度或液位异常，则报警，同时控制磁流体电机21停机；
133.控制器判断流量开关25是否发出发出报警信号，若流量开关25发出报警信号，则控制器控制磁流体电机21停机。
134.示例性的，试验箱200的排水控制包括：
135.当需要排出第一挤水桶52中的水时，控制器控制关闭积水排水阀54、第二阀42，控制打开积水进气阀55，随后，控制器控制第一排水泵53启动以排出第一积水桶52中的水；
136.当需要排出试验箱200内的冷凝水，控制器控制打开第三阀61、进气阀65，控制关闭其余阀，控制器启动第二排水泵63和第三排水泵64，试验箱200内的冷凝水进入第二积水桶62后，通过第三排水泵64排出。
137.本实施例提出的低气压试验方法的有益效果与实施例一记载的对应内容相同，具体内容不再赘述。
138.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。