CN108195508A - 一种便携式负压传感器现场校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种便携式负压传感器现场校准装置，采用微型抽打两用气泵连接小型储气罐，通过控制四个两位两通电磁阀的开关实现了抽气或打气气路的自动切换,建立了抽真空和增压两种工作模式；由三通结构的精密调节阀配合高精度数显压力计可以实现对储气罐内压力的精确控制，形成10～300KPa可连续调节的压力环境；所有部件安装在体积较小、便于携带的校准箱内。本发明设计合理、操作简单、便于携带，适用于试验及工业现场环境下的负压传感器校准。

Description

一种便携式负压传感器现场校准装置

技术领域

本发明具体涉及负压传感器在试验及工业现场的校准装置，适用于0～250KPa负压传感器的现场校准，属于测量领域。

背景技术

负压传感器广泛应用于航天、军工、医疗、试验及工业现场的压力监测，是压力判断的主要设备。因为校准同时需要负压(低于大气压)和正压(高于大气压)环境，试验及工业现场条件下难以实现，而专业的负压传感器校准设备对使用条件及环境要求较高且不便于携带，主要用于实验室环境。

在实际应用中，若实现对负压传感器的现场校准，不仅可以使校准条件和使用条件一致，保证校准精度，也避免了因传感器送检导致设备暂停使用而造成的时间和经济损失。

当前具有类似功能的便携式真空校准装置，仅是针对真空度进行校准，并且只能产生低于当地大气压的负压环境，不能同时形成高于当地大气压的正压环境，所以不能满足最大量程高于当地大气压的负压传感器校准要求。

根据试验及工业现场传感器安装及布线环境复杂，操作空间有限的实际使用条件，需要设计一种便于携带、操作简单，能够同时制造负压和正压环境并可精确调节的便携式负压传感器校准装置。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种适用于试验及工业现场环境，可精确调节的便携式负压传感器现场校准装置。

本发明的技术方案为：

所述一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：包括抽打两用气泵(1)、四个两位两通电磁阀、精密三通调节阀(8)和储气罐(17)；

抽打两用气泵(1)的抽气口通过三通转接头与第二两位两通电磁阀(4)和第三两位两通电磁阀(5)连接；抽打两用气泵(1)的排气口与管路安全阀(2)连接，管路安全阀(2)再通过三通转接头与第一两位两通电磁阀(3)和第四两位两通电磁阀(6)连接；

精密三通调节阀(8)一端通过三通转接头与第一两位两通电磁阀(3)和第二两位两通电磁阀(4)连接，一端为泄压口，通过空气过滤器与外界大气连通，还有一端与储气罐(17)连接；

第三两位两通电磁阀(5)和第四两位两通电磁阀(6)通过空气过滤器与外界大气连通；

储气罐(17)上安装有传感器接座、压力计、放气阀和安全阀。

进一步的优选方案，所述一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：通过控制四个两位两通电磁阀的开关可实现抽气或打气气路的自动切换，分别建立抽真空或增压两种工作模式；其中抽真空模式下，第一两位两通电磁阀(3)、第三两位两通电磁阀(5)关闭，第二两位两通电磁阀(4)、第四两位两通电磁阀(6)打开，抽打两用气泵(1)抽气口通过第二两位两通电磁阀(4)与储气罐连接，排气口通过第四两位两通电磁阀(6)与外部大气相通，通过调节精密三通调节阀(8)旋钮能够控制储气罐内真空度；增压模式下，第一两位两通电磁阀(3)、第三两位两通电磁阀(5)打开，第二两位两通电磁阀(4)、第四两位两通电磁阀(6)关闭，抽打两用气泵(1)排气口通过第一两位两通电磁阀(3)与储气罐连接，抽气口通过第三两位两通电磁阀(5)与外部大气相通，通过调节精密三通调节阀(8)旋钮能够控制储气罐内压力。

进一步的优选方案，所述一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：通过调节精密三通调节阀旋钮并配合压力计能够实现对储气罐内压力的精确控制，形成10～300KPa可连续调节的压力环境。

进一步的优选方案，所述一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：排气口处的管路安全阀的开启压力为0.3MPa，确保管道内压力不大于0.3Mpa。

进一步的优选方案，所述一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：储气罐设计耐压0.7MPa，罐上安全阀设定开启压力0.3MPa，并采用高精度数显压力计，通过N个传感器接座，能够同时对N个相同量程的负压传感器进行校准操作，适用于量程0～250KPa负压传感器的校准。

进一步的优选方案，所述一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：将抽打两用气泵(1)、四个两位两通电磁阀、精密三通调节阀(8)和储气罐(17)均布置在便携式校准箱内，面板上有电源开关、调节旋钮、启动泵按钮、抽真空按钮和增压按钮；电源开关连接交流220V为抽打两用气泵和开关电源供电，启动泵按钮为抽打两用气泵开关，抽真空按钮控制常闭式第二两位两通电磁阀(4)、第四两位两通电磁阀(6)打开，增压按钮控制常闭式第一两位两通电磁阀(3)、第三两位两通电磁阀(5)打开，调节旋钮为精密三通调节阀(8)的控制旋钮。

有益效果

采用本发明具有以下效果：

(1)满足现场环境下的校准要求，实现了校准条件和使用条件一致，保证了校准精度；

(2)可进行抽真空和增压两种操作，实现了对量程0～250KPa负压传感器的校准；

(3)通过控制4个两位两通电磁阀构成气路切换通道，解决了普通多位多通电磁阀不能在负压环境下正常工作的问题；

(4)校准箱设计合理，体积较小，携带方便，操作简单。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

附图1装置结构图；

附图2抽真空工作模式示意图；

附图3增压工作模式示意图；

附图4便携式校准箱示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实施例中的便携式负压传感器现场校准装置，装置外观如附图4所示，内部连接结构如附图1所示。主要包括：1)微型抽打两用气泵，2)管路安全阀，3、4、5、6)四个两位两通电磁阀，7、9)两个空气过滤器，8)精密调节阀、10、11、12、13)四个传感器接座，14)高精度数显压力计，15)安全阀，16)手动放气阀，17)储气罐。

气泵的抽气口通过耐压硅胶管、三通转接头与电磁阀4、5连接，排气口与管路安全阀连接；管路安全阀通过耐压硅胶管、三通转接头与电磁阀3、6连接；精密调节阀为具有良好密封的三通结构，一端通过耐压硅胶管、三通转接头与电磁阀3、4连接，一端为泄压口安装有空气过滤器，另一端和储气罐连接；储气罐上安装有传感器接座、数显压力计、手动放气阀和安全阀。

通过控制四个两位两通电磁阀的开关可实现抽气或打气气路的自动切换，以建立抽真空或增压两种工作模式，如附图2、3所示。通过调节精密调节阀旋钮并配合高精度数显压力计可以实现对储气罐内压力的精确控制，形成10～300KPa可连续调节的压力环境，本装置具有携带方便，操作简单和调节精度高的特点，满足试验及工业现场环境的校准要求。

(1)微型抽打两用气泵在额定功率下配套相应容积的小型储气罐在可形成10～300KPa的压力环境。排气口安装管路安全阀，开启压力0.3MPa，确保管道内压力不大于0.3MPa。储气罐设计耐压0.7MPa，罐上安全阀设定开启压力0.3MPa，并装有一个高精度数显压力计和四个传感器接座，可同时对四个相同量程的负压传感器进行校准操作，适用于量程0～250KPa负压传感器的校准。

(2)精密调节阀为具有良好密封的三通结构，其中一端为泄压口，通过空气过滤器连接外部大气环境，通过阀体旋钮可以控制泄压口开启大小，以改变气泵对储气罐的抽/打气能力。另外两端通过耐压硅胶管分别连接储气罐和电磁阀。调节阀体旋钮就可以精确控制储气罐内压力，通过数显压力计可以实时读取储气罐内压力数值。

(3)为克服普通多位多通电磁阀不能在负压环境下正常工作的问题，采用四个直动式两位两通常闭电磁阀构成气路切换通道，建立了抽真空和增压两种工作模式。其中，抽真空工作模式如附图2所示：电磁阀3、5关闭、4、6打开，气泵抽气口通过电磁阀4与储气罐连接，排气口通过电磁阀6与外部大气相通，通过调节阀旋钮可以控制储气罐内真空度。增压工作模式如附图3所示：电磁阀3、5打开，4、6关闭，气泵排气口通过电磁阀3与储气罐连接，抽气口通过电磁阀5与外部大气相通，通过调节阀旋钮可以控制储气罐内压力。

(4)气泵工作电压为交流220V，电磁阀和数显压力计由DC24V开关电源供电，两种工作模式下的阀门开关由校准箱上的通断按钮控制。

(5)为满足现场环境操作空间有限，传感器安装及布线环境复杂的实际条件，上述所有部件均安装在便于携带的校准箱内，如附图4所示。其中，电源开关连接交流220V为气泵和开关电源供电，启动泵按钮为气泵开关，抽真空按钮控制电磁阀4、6，增压按控制电磁阀3、5，调节旋钮为精密调节阀旋钮。

该发明已成功应用于某自由射流试验系统用于压力反馈控制的负压传感器现场校准中，校准精度优于3‰，校准结果满足试验要求。

具体校准操作步骤如下：

(1)将需校准的负压传感器安装在传感器接座上，未使用的接座用配套堵头拧紧，传感器信号线与现场采集系统连接；

(2)顺时针转动放气阀手柄，关紧放气阀；

(3)打开电源开关，按下启动泵按钮，此时电源开关和启动泵按钮被点亮，气泵启动；

(4)按下抽真空或增压按钮，此时按下的按钮被点亮，校准箱工作在抽真空模式或增压模式；

(5)通过调节旋钮开启大小，观察数显压力计实时显示的压力值，可以实现对储气罐内压力(10～300KPa)调节的精确控制，配合现场采集系统完成校准工作；

(6)校准结束后，按一下启动泵按钮，按钮将弹起并熄灭，气泵停止工作；

(7)按一下抽真空或增压按钮，按钮将弹起并熄灭，再关闭电源开关；

(8)逆时针转动放气阀手柄，打开放气阀，使储气罐内压力回复到当地大气压。

现场实际使用过程中，校准操作简单，同时具有以下优点：

1)该发明体积较小，便于携带，标定时只需将传感器拆下安装至校准箱的传感器接座上，现场布线无需改动，适用于试验及工业现场传感器安装及布线环境复杂，操作空间有限的实际使用条件；

2)传感器现场校准过程中采集设备及传输线缆与实际使用条件一致，避免了将传感器送检校准过程中，采集设备及传输电缆与实际使用条件不一致带来的校准误差。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：包括抽打两用气泵(1)、四个两位两通电磁阀、精密三通调节阀(8)和储气罐(17)；

抽打两用气泵(1)的抽气口通过三通转接头与第二两位两通电磁阀(4)和第三两位两通电磁阀(5)连接；抽打两用气泵(1)的排气口与管路安全阀(2)连接，管路安全阀(2)再通过三通转接头与第一两位两通电磁阀(3)和第四两位两通电磁阀(6)连接；

精密三通调节阀(8)一端通过三通转接头与第一两位两通电磁阀(3)和第二两位两通电磁阀(4)连接，一端为泄压口，通过空气过滤器与外界大气连通，还有一端与储气罐(17)连接；

第三两位两通电磁阀(5)和第四两位两通电磁阀(6)通过空气过滤器与外界大气连通；

储气罐(17)上安装有传感器接座、压力计、放气阀和安全阀。

2.根据权利要求1所述一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：通过控制四个两位两通电磁阀的开关可实现抽气或打气气路的自动切换，分别建立抽真空或增压两种工作模式；其中抽真空模式下，第一两位两通电磁阀(3)、第三两位两通电磁阀(5)关闭，第二两位两通电磁阀(4)、第四两位两通电磁阀(6)打开，抽打两用气泵(1)抽气口通过第二两位两通电磁阀(4)与储气罐连接，排气口通过第四两位两通电磁阀(6)与外部大气相通，通过调节精密三通调节阀(8)旋钮能够控制储气罐内真空度；增压模式下，第一两位两通电磁阀(3)、第三两位两通电磁阀(5)打开，第二两位两通电磁阀(4)、第四两位两通电磁阀(6)关闭，抽打两用气泵(1)排气口通过第一两位两通电磁阀(3)与储气罐连接，抽气口通过第三两位两通电磁阀(5)与外部大气相通，通过调节精密三通调节阀(8)旋钮能够控制储气罐内压力。

3.根据权利要求2所述一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：通过调节精密三通调节阀旋钮并配合压力计能够实现对储气罐内压力的精确控制，形成10～300KPa可连续调节的压力环境。

4.根据权利要求2所述一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：排气口处的管路安全阀的开启压力为0.3MPa，确保管道内压力不大于0.3Mpa。

5.根据权利要求2所述一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：储气罐设计耐压0.7MPa，罐上安全阀设定开启压力0.3MPa，并采用高精度数显压力计，通过N个传感器接座，能够同时对N个相同量程的负压传感器进行校准操作，适用于量程0～250KPa负压传感器的校准。

6.根据权利要求2所述一种便携式负压传感器现场校准装置，其特征在于：将抽打两用气泵(1)、四个两位两通电磁阀、精密三通调节阀(8)和储气罐(17)均布置在便携式校准箱内，面板上有电源开关、调节旋钮、启动泵按钮、抽真空按钮和增压按钮；电源开关连接交流220V为抽打两用气泵和开关电源供电，启动泵按钮为抽打两用气泵开关，抽真空按钮控制常闭式第二两位两通电磁阀(4)、第四两位两通电磁阀(6)打开，增压按钮控制常闭式第一两位两通电磁阀(3)、第三两位两通电磁阀(5)打开，调节旋钮为精密三通调节阀(8)的控制旋钮。