CN105203258A - 一种准静压传感器准静态压力校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试装置技术领域的准静压传感器准静态压力校准装置，解决了准静态校准所需压力平台上升时间短、持续时间长的技术问题。本装置由进气阀(1)、高压气室(2)、压力表(3)、传压管(4)、排气阀(5)、传感器安装组件(6)组成，其中高压气室(2)两端各与进气阀(1)、传压管(4)相连，侧壁与压力表(3)相连通，传压管(4)中段、尾端依次装有排气阀(5)、传感器安装组件(6)，被校传感器安装于传感器安装组件(6)上，气体进入高压气室(2)，压强达到定值后关闭进气阀(1)，打开排气阀(5)，气体通过传压管(4)、传感器安装组件(6)一秒内作用于被校传感器，形成时间理论上无限长的压力平台。

Description

一种准静压传感器准静态压力校准装置

技术领域

本发明属于测试装置技术领域，具体涉及一种传感器校准装置，特别是一种用于准静压传感器准静态校准的装置。

背景技术

炸药在密闭空间内爆炸产生大量的气体产物，由于密闭约束作用气体产物不能立即泄放，形成幅值较小、持续时间较长的准静压，它是表征炸药在密闭空间内爆炸威力的重要参数，压阻式准静压传感器是测量准静压值的核心测试元件。在使用传感器的过程中，传感器的校准是爆炸测试数据准确可靠的一个重要环节。

传感器校准主要分为静态校准和动态校准。静态压力校准一般采用静态油压标定机进行校准，获取器灵敏度。但是对爆炸冲击测量用的压力传感器的灵敏度校准要尽量在接近使用条件下的试验条件下进行，且静态标定过程繁琐费时，影响传感器的使用寿命。常用的动态校准装置为激波管，它可以产生上升时间非常短的阶跃压力，校准频率上限可达1MHz压以上；它产生的阶跃压力上升时间可在0.1μs以内，在有限时间内平台压力恒定，校准压力一般在10MPa左右。但是由于激波压力平台时间较短，一般在10ms以内，无法获得传感器100Hz以下的频响特性，大多数动态压力信号的低频分量占信号能量的绝大部分。

由于油压机静态压力校准不能模拟爆炸形成准静压的过程，而激波管动态压力校准难以提供较长的压力平台，因此常用的两种校准方法能难以用于准静态压力传感器的压力校准。准静压传感器的准静态压力校准装置，不仅要求提供上升时间较短的阶跃压力，还要求提供较长时间(大于1s)的压力平台，这种介于静态校准和动态校准之间的校准方法称之为准静态校准。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种适用于准静压传感器准静态压力校准的装置，能模拟内爆炸准静态压力形成过程，具备结构简单、有较短的阶跃压力、较长的压力平台等特点的准静态压力校准装置。

为了实现上述技术要求，本发明采取如下的技术解决方案：

一种准静压传感器准静态压力校准装置，其特征在于，由进气阀、高压气室、压力表、传压管、排气阀、传感器安装组件组成。

所述的进气阀为手动双向直通式不锈钢高压球阀，公称通径10mm，与高压气室连接方式为焊接；

所述的高压气室为钢质柱形密闭容器，与两端分别与进气阀、传压管相连，侧壁开孔与压力表焊接相连，壁厚10mm，外径250mm，长度250mm；容积约为10L；

所述的压力表为精密压力表，量程范围0～1.6MPa，精确度等级为0.25，通过焊接式管接头与高压气室相连；

所述的传压管两端分别与高压气室、传感器安装组件相连，传压管中段安装有排气阀，传压管内径20mm，壁厚5mm，长度50mm，体积约0.016L；

所述的排气阀为快开型电动三通阀，开启时间小于1s，三通阀状态可分为开路A、开路B和关闭，其中开路A连通传压管与传感器安装组件，开路B连通大气与传感器安装组，关闭三路皆不相通；

所述的传感器安装组件为内置机械滤波器的传感器安装转接头，通过螺纹与传压管相连，来自传压管的气体先经过机械滤波器其再作用到被校压力传感器。

本发明的有益效果体现在以下两个方面：

(一)本发明的快开排气阀开启时间小于1s，高压气室内气体迅速通过传压管作用到被校传感器，压力平台上升时间短，能模拟内爆炸准静压上升过程；

(二)本发明装置传压管容积可以忽略不计，排气阀打开后，高压气室的初始压力近似等于作用在被校准静压传感器上的压力，系统密闭，压力平台持续时间理论上无限长，适用于准静压传感器准静态压力校准。

附图说明

图1是本发明的结构组成示意图，其中：1—进气阀、2—高压气室、3—压力表、4—传压管、5—排气阀、6—传感器安装组件。

图2校准电压曲线。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详述。

具体实施方式

如图1所示，本发明的优选实施例包括进气阀1、高压气室2、精密压力表3、传压管4、排气阀5、传感器安装组件6。进气阀1为公称通径10mm手动双向直通式不锈钢高压球阀，与高压气室2连接方式为焊接，高压气室2为钢质柱形密闭容器，与两端分别与进气阀1、传压管4相连，侧壁开孔与精密压力表4压力表焊接相连，壁厚10mm，外径250mm，长度250mm，传压管4中段、尾端依次设置有排气阀5、、传感器安装组件6，传压管4内径20mm，壁厚5mm，长度50mm，容积相对高压气室2容积可忽略不计，校准系统密闭时，可提供理论上无线长度的压力平台，排气阀5为快开型电动三通阀，开启时间小于1s，压力上升迅速，可模拟内爆炸时准静压的形成过程，排气阀5进气口连接高压气室传压管端，两出口一个连与传感器安装组件相通，另一个与大气相通。传感器安装组件6通过螺纹与传压管4尾端相连，内置机械滤波器，用于安装被校准静压传感器。

校准流程如下：首先将被校准静压传感安装于传感器安装组件6上，测压系统准备就绪，关闭进气阀1、将排气阀5状态置为关闭，确认后打开进气阀1，读取精密压力表3数值，达到指定压力值后关闭进气阀1，充气环节结束；将排气阀5状态变为开路A，将高压气室与传感器安装组件接通，高压气室2内气体压力1s内迅速作用到准静压传感器敏感端，系统处于密闭状态，压力平台时间理论上无限长，记录压力波形，读取上升时间与电压峰值，由于传压管4容积相对高压气室2容积可忽略不计，传感器感受压力与高压室气室2排气前压力相同，将压力表值与输出电压平台峰值相除得到被校传感器灵敏度，校准环节结束；将排气阀5状态置为开路B，将传感器安装组6件于空气连通，传感器安装组件6腔内气体释放并恢复为大气压力，然后关闭排气阀，整个操作流程结束。

利用本装置对昆山双桥传感器测控技术有限公司生产的GYC400型、量程0～1MPa、灵敏度0.2MPa/V的压阻型压力传感器进行了准静态校准，获取了高压气室压力为0.8MPa时准静压传感器的压力输出曲线，如图2所示，电压峰值为4.03V，传感器灵敏度为0.1985MPa/V，说明本装置可以对准静压传感器进行准静态校准。

Claims (4)

1.一种准静压传感器准静态压力校准装置，由进气阀(1)、高压气室(2)、压力表(3)、传压管(4)、排气阀(5)、传感器安组件(6)组成；

所述高压气室(2)为钢质柱形密闭容器，壁厚10mm，外径250mm，长度250mm，头尾端分别与进气阀(1)、传压管(4)相连，侧壁开孔与压力表(3)焊接相连，压力表(3)量程0～1.6MPa，精确度等级为0.25；

传压管(4)内径20mm，壁厚5mm，长度50mm，中部、尾端依次设置有排气阀(5)、传感器安装组件(6)，容积相对高压气室(2)容积可忽略不计；

排气阀(5)为快开型三通排气阀，开启时间小于1s，校准装置密闭，能模拟内爆炸准静压形成过程，可提供理论上无限长、与高压气室(2)排气前压力相同压力平台。

2.如权利1所述的准静压传感器准静态压力校准装置，其特征在于：传压管(4)容积小于高压气室(2)容积的0.2％，可忽略不计；

3.如权利1所述的准静压传感器准静态压力校准装置，其特征在于：排气阀(5)为快开型电动三通阀，状态可分为开路A、开路B和关闭，其中开路A连通传压管(4)与传感器安装组件(6)，开路B连通大气与传感器安装组件(6)，关闭三路皆不相通。

4.如权利1所述的准静压传感器准静态压力校准装置，其特征在于：传感器安装组件(6)为内置机械滤波器的转接头，气体经过传压管(4)的后通过内置机械滤波器后再作用到压力传感器上。