一种无谐振式负阶跃压力校准装置的制作方法

1.本发明涉及一种无谐振式负阶跃压力校准装置，尤其涉及一种压力快速变化的负阶跃压力激励源，属于阶跃压力试验技术领域。


背景技术：

2.随着科学技术的不断发展，需要进行动态测试的领域不断增加，目前阶跃类压力校准装置是应用最广的压力校准装置之一，阶跃类压力校准装置在实验中可使传感器激振起来，从而得到压力传感器的时域指标和频响特性。目前国内阶跃压力信号校准装置主要以正阶跃信号为主，但是在油气管道领域中，大部分仪器仪表主要用来监测是否泄露，被测信号为下降的负阶跃信号，现有的校准装置大部分无法产生负阶跃信号进行测试，有的可以产生负阶跃信号，但是下降沿时间过长，也无法满足实际的测试需求，加之现在的校准装置都只能在实验室里进行试验，所以研制无谐振式负阶跃压力校准装置是十分必要的。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种无谐振式负阶跃压力校准装置，该发生器能够提供快速变化的负阶跃压力激励源，产生较大幅值无谐振式负阶跃压力变化。本发明与传统的阶跃压力校准装置相比，阶跃压力下降沿更快，能够更好地激励出压力传感器的高阶特性；本发明采用压力介质为气体，有效的避免液体介质泄露、长时间变质以及需要单独提供液压源等不方便之处；本发明结构简单可靠，能够根据试验需求随意挪动。本发明还能够对一些无法拆卸的仪器仪表进行原位校准。
4.本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
5.本发明公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置，包括外框架、被测压力传感器、压力室、校准引压管、标准压力传感器、加压管、法兰、排气挡板、柔性件、气源、消波结构。
6.发生器为正方体结构，压力室安装在外框架上部，外框架放置在桌面或地面上均可，被测压力传感器和校准引压管安装在压力室上侧，通过螺纹连接并密封，压力室中下侧安装标准压力传感器与加压管，压力室下端为法兰，柔性件安装在法兰上，使整个压力室为密闭环境，气源通过加压管与压力室相接，排气挡板安装在外框架的侧壁上，消波结构安装在外框架的下端。
7.进行负阶跃压力试验时，首先把被测压力传感器和标准传感器安装在压力室上，将校准引压管封闭关死，根据被测压力传感器量程选择相应的柔性件安装在法兰上，待压力室各个部分都密封好了之后，打开气源，通过加压管向压力室中充压，当压力室中的压力达到柔性件的耐压极限时，柔性件破裂，气体快速从压力室中流出，产生的压力波会通过消波结构消除，然后通过排气挡板进入空气中，被测压力传感器会受到一个快速的无谐振式负阶跃压力的变化，通过采集数据计算分析结果。
8.作为优选，所述消波结构为并排排列的三角锯齿形结构。
9.作为优选，发生的负阶跃压力的幅值大小能够根据柔性件的耐压极限进行调整。
10.作为优选，所述压力室内介质采用的压缩空气。
11.为实现阶跃压力幅值精准可控，本发明公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置，还包括撞针、气缸、三向阀。通过气缸、三向阀控制压力室内的压力值，压力达到设定压力值后配合撞针刺破柔性件，实现阶跃压力幅值精准可控。
12.有益效果：
13.1、本发明公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置，产生一个快速的负阶跃压力，压力的幅值大小能够根据柔性件的耐压极限进行调整，装置产生的压力信号下降沿比目前现有的阶跃压力发生装置快很多，并且平台时间理论可达无限长，和现有的负阶跃压力实验装置相比，本发明能够实现快速的负阶跃压力信号。
14.2、本发明公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置，产生的压力波会通过消波结构消除，进而产生较大幅值无谐振式负阶跃压力变化。
15.3、本发明公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置，介质采用的压缩空气，储存、运输方便，做完试验后的空气可直接排入大气之中，对环境无污染，处理方便；采用空气也不用担心长时间使用介质变质、对管路的腐蚀性以及补充更换等问题；并且气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易阻塞。
16.4、本发明公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置，操作简单，无污染，不损毁传感器，和传统的阶跃压力校准装置相比，产生的压力波会通过消波装置进行消除，不会产生压力波的二次反弹，影响校准结果的准确性，具有非常高的耐用性和可靠性，
17.5、本发明公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置，携带轻便，考虑到现场原位计量测试的需求，有些仪器仪表无法拆卸的情况，设计专用的校准引压管接口，在试验时将校准引压管与被测仪器仪表相连接，这样就可以保证被测仪器仪表在无需拆卸的情况下进行试验，极大的提高的操作的便利性以及试验人员的工作量。
18.6、本发明公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置，通过气缸、三向阀控制压力室内的压力值，压力达到设定压力值后配合撞针刺破柔性件，实现阶跃压力幅值精准可控。
附图说明
19.图1是本发明公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置示意图。
20.其中：1—外框架、2—被测压力传感器、3—压力室、4—校准引压管、5—标准压力传感器、6—加压管、7—法兰、8—排气挡板、9—柔性件、10—气源、11—消波结构。
具体实施方式
21.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
22.实施例1
23.如图1所示，本实施例公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置，包括外框架1、被测压力传感器2、压力室3、校准引压管4、标准压力传感器5、加压管6、法兰7、排气挡板8、柔性件9、气源10、消波结构11。
24.发生器为正方体结构，压力室3安装在外框架1上部，外框架1放置在桌面或地面上均可，被测压力传感器2和校准引压管4安装在压力室3上侧，通过螺纹连接并密封，压力室3中下侧安装标准压力传感器5与加压管6，压力室3下端为法兰7，柔性件9安装在安装法兰7
上，使整个压力室3为密闭环境，气源10通过加压管6与压力室3相接，排气挡板8安装在外框架1的侧壁上消波结构11。
25.进行实验室负阶跃压力试验时，首先把压力室3中的气体排空，将量程为1mpa被测压力传感器2和标准传感器5安装在压力室3上，将校准引压管4封闭关死，根据被测压力传感器2的量程选择耐压极限为0.9mpa的柔性件9安装在法兰7上，待压力室3各个部分都密封好了之后，打开气源10，通过加压管6向压力室3中充压，当压力室3中的压力达到柔性材料9的耐压极限时，柔性材料9破裂，气体快速从压力室3中流出，产生的压力波会通过消波结构11消除，然后通过排气挡板8进入空气中，被测压力传感器2会感受到一个快速的负阶跃压力的变化，通过采集数据计算分析结果。
26.实施例2
27.如图1所示，本实施例公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置，包括外框架1、被测压力传感器2、压力室3、校准引压管4、标准压力传感器5、加压管6、法兰7、排气挡板8、柔性件9、气源10、消波结构11。
28.发生器为正方体结构，压力室3安装在外框架1上部，外框架1放置在桌面或地面上均可，被测压力传感器2和校准引压管4安装在压力室3上侧，通过螺纹连接并密封，压力室3中下侧安装标准压力传感器5与加压管6，压力室3下端为法兰7，柔性件9安装在安装法兰7上，使整个压力室3为密闭环境，气源10通过加压管6与压力室3相接，排气挡板8安装在外框架1的侧壁上，消波结构11安装在外框架1的下端。
29.进行现场原位负阶跃压力试验时，被测压力传感器2的量程为0.5mpa，首先把压力室3中的气体排空，将被测压力传感器2与校准引压管4相接，标准传感器5安装在压力室3上，在压力室3上安装堵头将被测传感器的安装孔封死，根据被测压力传感器2的量程选择耐压极限为0.4mpa的柔性件9安装在法兰7上，待压力室3的各个部分都密封好了之后，打开气源10，通过加压管6向压力室3中充压，当压力室3中的压力达到柔性材料9的耐压极限时，柔性材料9破裂，气体快速从压力室3中流出，产生的压力波会通过消波结构11消除，然后通过排气挡板8进入空气中，被测压力传感器2会感受到一个快速的负阶跃压力的变化，通过采集数据计算分析结果。
30.发生的负阶跃压力的幅值大小能够根据柔性件9的耐压极限进行调整。
31.所述压力室3内介质采用的压缩空气。
32.为实现阶跃压力幅值精准可控，本实施例公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置，还包括撞针、气缸、三向阀。通过气缸、三向阀控制压力室3内的压力值，压力达到设定压力值后配合撞针刺破柔性件，实现阶跃压力幅值精准可控。
33.本实施例公开的一种无谐振式负阶跃压力校准装置所涉及的机械结构都具有非常长的使用寿命以及长时间连续使用能力，并且使用气体介质，对传感器以及使用环境都不会造成损坏与污染。
34.以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。