CN101979980B - 具有滤波特性的正弦压力发生腔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动态压力校准装置，提供一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，它包括主辅结构正弦压力腔体，其两侧分别为辅正弦压力腔和主正弦压力腔，在辅正弦压力腔和主正弦压力腔之间相连通的通道内放置有机械滤波器；辅正弦压力腔顶部和底部分别开槽形成传感器安装位置一和传感器安装位置二；主正弦压力腔顶部和底部分别开通孔形成进气口和排气口；主辅结构正弦压力腔体的主正弦压力腔部分固定在一个腔支撑体中部开有的中孔内；腔支撑体顶部开有气体入口，底部开有两个方孔一和方孔二。本发明装置能够消除高次谐波的影响，同时降低机械加工难度，提高机械加工精度，极大的改善正弦压力发生器所产生的正弦压力波形的失真度和动静幅值比。

Description

具有滤波特性的正弦压力发生腔

技术领域

本发明涉及一种动态压力校准装置，具体涉及一种具有滤波特性的正弦压力发生腔。

背景技术

在压力传感器和压力测量系统的动态性能的测量与校准中，常用的测量与校准设备是正弦动态压力校准装置。正弦压力发生器是正弦动态压力校准装置的主要部件。固定容积可变质量正弦压力发生器是最为成熟和应用范围最广的一种，正弦压力发生器中的正弦压力发生腔是固定容积可变质量正弦压力发生器的核心部件。现有正弦压力发生腔均为单腔体结构，这种结构存在以下缺点：(1)入口、出口旋转圆盘会形成反射压力波，造成正弦压力腔内高次谐波失真；(2)低频时排气过快，高频时排气过慢，造成正弦压力腔内压力波形状变形，使压力波形失真；(3)高频时排气过慢，使正弦压力波形在高平时动静幅值比过小，电噪声相对比过大，影响测量和校准精度。

美国普林斯顿大学研制的出口调制固定容积可变质量正弦压力发生器的技术指标为：(1)工作频率范围：12Hz～10kHz；(2)静态工作压力：1.75MPa；(3)最大动静幅值比：32％。

美国NASA研制的入口调制固定容积可变质量正弦压力发生器的技术指标为：(1)工作频率范围：100Hz～20kHz；(2)静态工作压力：2MPa；(3)最大动静幅值比：153％；(4)正弦压力波形频率大于5kHz失真较大(没给出具体数据)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，其能够消除高次谐波的影响，同时降低机械加工难度，提高机械加工精度，极大的改善正弦压力发生器所产生的正弦压力波形的失真度和动静幅值比。

实现本发明目的的技术方案在于：一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，它包括主辅结构正弦压力腔体，该主辅结构正弦压力腔体内部两侧分别为辅正弦压力腔和主正弦压力腔，在辅正弦压力腔和主正弦压力腔之间相连通的通道内放置有机械滤波器；所述的辅正弦压力腔顶部和底部分别开槽形成传感器安装位置一和传感器安装位置二；所述的主正弦压力腔顶部和底部分别开通孔形成了进气口和排气口；主辅结构正弦压力腔体的主正弦压力腔部分固定在一个腔支撑体中部开有的中孔内；腔支撑体顶部开有气体入口，底部开有方孔一和方孔二；所述的主正弦压力腔的进气口与腔支撑体顶部的气体入口相对应连通；所述的主正弦压力腔的排气口与腔支撑体底部的方孔一和方孔二相对应连通。

如上所述的一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，其所述的主正弦压力腔底部的排气口由排气孔一和排气孔二形成；该主正弦压力腔底部的排气孔一和排气孔二分别与腔支撑体底部的方孔一和方孔二相对应连通，且宽度一致。

如上所述的一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，其在主正弦压力腔中部还开有通道，该通道通过密封头封堵。

如上所述的一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，其所述的腔支撑体两端上分别开有腔支撑体固定孔一和腔支撑体固定孔二。

如上所述的一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，其所述的机械滤波器为中空的圆桶形结构，在该圆桶形结构底部开有若干个圆孔。

本发明的效果在于：

本发明为固定容积可变质量正弦动态压力发生器提供了一种新的正弦压力发生腔，其打破了常规的单正弦压力腔结构形式，设计了主辅结构的正弦压力腔、机械滤波器和正弦压力腔支撑体，消除了高次谐波的影响，同时降低了机械加工难度，提高了机械加工精度，极大的改善了正弦压力发生器所产生的正弦压力波形的失真度和动静幅值比，提高了正弦动态压力校准装置的计量特性和校准范围。

本发明所述的具有滤波特性的正弦压力发生腔：(1)工作频率范围：0.1Hz～10kHz；(2)静态工作压力：10MPa；(3)动静幅值比：0.1Hz时小于60％，10kHz时大于15％；(4)正弦压力波形失真：小于3％。

附图说明

图1为本发明所述的具有滤波特性的正弦压力发生腔结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为主辅结构正弦压力腔体结构示意图；

图4为图3的A-A向剖视图；

图5为机械滤波器结构结构示意图；

图6为图5的A-A向剖视图；

图7为腔支撑体结构示意图；

图8为图7的A-A向剖视图；

图中：1.主辅结构正弦压力腔体；2.腔支撑体；3.腔支撑体固定孔一；4.密封头；5.腔支撑体固定孔二；6.机械滤波器；7.密封圈一；8.密封圈二；9.传感器安装位置一；10.传感器安装位置二；11.辅正弦压力腔；12.主正弦压力腔；13.进气口；14.排气口；15.方孔一；16.方孔二；17.气体入口；18.中孔；19.方孔二；20.圆孔；21.排气孔一；22.排气孔二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的具有滤波特性的正弦压力发生腔作进一步描述。

如图1所示，本发明所述的具有滤波特性的正弦压力发生腔主要由主辅结构正弦压力腔体1、机械滤波器6、密封头4、腔支撑体2等部件组成。

如图2～4所示，主辅结构正弦压力腔体1内部中空，一侧为辅正弦压力腔11，另一侧为主正弦压力腔12；在连通辅正弦压力腔11和主正弦压力腔12的通道上安置有机械滤波器6。辅正弦压力腔11顶部和底部分别开槽，形成了传感器安装位置一9和传感器安装位置二10。主正弦压力腔12的顶部和底部分别开通孔，形成了进气口13和排气口14，该排气口14由排气孔一21和排气孔二22形成。在主正弦压力腔12中部还开有通道，该通道通过密封头4封堵。

如图7和图8所示，主辅结构正弦压力腔体1的主正弦压力腔12部分穿过腔支撑体2的中孔18，并固定在中孔18内。腔支撑体2顶部开有气体入口17，底部开有两个方孔一15和方孔二16。主正弦压力腔12的进气口13与腔支撑体2顶部的气体入口17相对应连通。主正弦压力腔12底部的两个排气孔一21和排气孔二22分别与腔支撑体2底部的方孔一15和方孔二16相对应连通，且宽度一致。腔支撑体2的两端开有腔支撑体固定孔一3和腔支撑体固定孔二5。

如图5和图6所示，机械滤波器6为中空的圆桶形结构，在该圆桶形结构底部开有一圈10个圆孔20。该机械滤波器6为铜材料，其长度与正弦压力波的频率有关。

本发明所述的正弦压力发生腔安装时，将加工好的主辅结构正弦压力腔体1穿过腔支撑体2上的中孔，装配时应保证腔支撑体的方孔一15和方孔二16与主辅结构正弦压力腔体的排气孔一21和排气孔二22对齐。然后将机械滤波器6装入主辅结构正弦压力腔体1内，最后装上密封头4即可。

本发明所述的具有滤波特性的正弦压力发生腔使用时，将其装配到正弦压力发生器上，标准压力传感器和被测压力传感器分别安装在传感器安装位置一10和传感器安装位置二11处。电机转动后，气体从进气口13进入主正弦压力腔12，在主正弦压力腔12形成正弦压力，从排气口14排出。由于气流的反射作用、气流的扰动以及主正弦压力腔本身机械结构造成的高次谐波使主正弦压力腔12形成的压力波形有较大的失真。失真波形经机械滤波器6滤除高次谐波后传入辅正弦压力腔11，此时在辅正弦压力腔11内可得到比较纯净的正弦压力波。通过比较法对传感器输出信号的分析，即可达到对被校传感器校准的目的。由于传感器的安装完全对称，使得这种结构中标准传感器和被测传感器感受到的正弦压力的幅值和相位有非常好的一直性。

本发明所述的具有滤波特性的正弦压力发生腔，提高了高频时正弦压力波的动静幅值比，降低了低频时的动静幅值比，减少了压力波形的失真和奇变，使固定容积可变质量正弦压力发生器的质量得到了极大的提高。

Claims (5)

1.一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，其特征在于：

它包括主辅结构正弦压力腔体(1)，该主辅结构正弦压力腔体(1)内部两侧分别为辅正弦压力腔(11)和主正弦压力腔(12)，在辅正弦压力腔(11)和主正弦压力腔(12)之间相连通的通道内放置有机械滤波器(6)；所述的辅正弦压力腔(11)顶部和底部分别开槽形成传感器安装位置一(9)和传感器安装位置二(10)；所述的主正弦压力腔(12)顶部和底部分别开通孔形成进气口(13)和排气口(14)；

主辅结构正弦压力腔体(1)的主正弦压力腔(12)固定在一个腔支撑体(2)中部开有的中孔(18)内；腔支撑体(2)顶部开有气体入口(17)，底部开有方孔一(15)和方孔二(16)；所述的主正弦压力腔(12)的进气口(13)与腔支撑体(2)顶部的气体入口(17)相对应连通；所述的主正弦压力腔(12)的排气口(14)与腔支撑体(2)底部的方孔一(15)和方孔二(16)相对应连通。

2.根据权利要求1所述的一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，其特征在于：所述的主正弦压力腔(12)底部的排气口(14)由排气孔一(21)和排气孔二(22)形成；该主正弦压力腔(12)底部的排气孔一(21)和排气孔二(22)分别与腔支撑体(2)底部的方孔一(15)和方孔二(16)相对应连通，且宽度一致。

3.根据权利要求1所述的一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，其特征在于：在主正弦压力腔(12)中部还开有通道，该通道通过密封头(4)封堵。

4.根据权利要求1所述的一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，其特征在于：所述的腔支撑体(2)两端上分别开有腔支撑体固定孔一(3)和腔支撑体固定孔二(5)。

5.根据权利要求1所述的一种具有滤波特性的正弦压力发生腔，其特征在于：所述的机械滤波器(6)为中空的圆桶形结构，在该圆桶形结构底部开有若干个圆孔(20)。

Images