CN109236807B - 基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法属于计量测试技术领域。本发明的基于液气压力转换的微小动态压力发生器，主要由振动台控制器、振动台体、振动台面、变容积液压腔体、活塞、活塞套筒、气体压力室组成；振动台控制器连接振动台体；振动台体固定于隔振地基上与振动台面竖直固定连接，振动台体推动振动台面上下运动；振动台面上固定安装变容积液压腔体。本发明还公开基于液气压力转换的微小动态压力发生器的工作方法。本发明能够提高微小动态压力发生器在中高频产生的压力幅值，并减少或消除振动台面的横向位移和振动对活塞寿命的影响。微小动态压力范围指在绝压20kPa～300kPa环境下能产生0.1kPa～10kPa的脉动压力。

Description

基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法
技术领域
本发明属于计量测试技术领域，涉及一种基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法。
背景技术
微小动态压力发生器是微表压或微压差传感器动态校准的标准装置中不可缺少的部分。现有微小动态压力发生器利用振动台激励气体压力室中活塞，活塞压缩气体介质，使气体介质容积产生正弦或脉冲变化，从而在一定平均压力范围内产生微小正弦压力或脉冲压力。但电磁振动台的振动位移会随频率增加而急剧减少，会导致产生的压力幅值在中高频时较小；而且电磁振动台在使用中不可避免的会产生横向位移和振动，这会导致连接的活塞弯曲或损坏，极大影响使用寿命。因此，现有微小动态压力发生器存在一定缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有微小动态压力发生器的下述不足：(1)、活塞横向位移和振动；(2)、在中高频率段输出的压力幅值较低。本发明公开的基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法要解决的技术问题是：提供一种基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法，能够提高微小动态压力发生器在中高频产生的压力幅值，并减少或消除振动台面的横向位移和振动对活塞寿命的影响。
所述微小动态压力发生器中微小动态压力范围指在绝压20kPa～300kPa环境下能产生0.1kPa～10kPa的脉动压力。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明公开的基于液气压力转换的微小动态压力发生器，主要由振动台控制器、振动台体、振动台面、变容积液压腔体、活塞、活塞套筒、气体压力室组成。
振动台控制器连接振动台体，控制振动台体运动。
振动台体固定于隔振地基上与振动台面竖直固定连接，振动台体推动振动台面上下运动。
振动台面上固定安装变容积液压腔体。
为保证液体介质质量不变的前提下实现改变变容积液压腔体的内部容积，所述变容积液压腔体为具有伸长或缩短功能的金属波纹管结构，变容积液压腔体的内部充满液体介质，变容积液压腔体底部与振动台面固定连接，顶部与活塞套筒固定连接，将振动台面与活塞套筒柔性连接在一起，变容积液压腔体内部无其他气体介质。
为保证所述活塞能够在活塞套筒中上下滑动，但始终位于变容积液压腔体顶部，隔绝变容积液压腔体中的液体介质流入活塞套筒，所述活塞与活塞套筒间隙配合，形成动密封结构。
活塞套筒内部形成气体压力室，保证所述的气体压力室内部只有气体介质，无任何液体介质。
本发明公开的基于液气压力转换的微小动态压力发生器的工作方法，包括如下步骤：
步骤一：将振动台体固定于隔振地基上，将活塞放入活塞套筒中，在振动台面上固定安装变容积液压腔体，使变容积液压腔体内部充满液体介质，变容积液压腔体柔性连接振动台面与活塞套筒；往变容积液压腔体中充满液体介质，排出空气介质；
步骤二：通过振动台控制器将控制信号发送给振动台体，振动台体驱动振动台面产生振动；
步骤三：振动台面振动带动变容积液压腔体结构伸长或压缩，变容积液压腔体内部液体介质容积改变，推动活塞上下移动；
步骤四：活塞移动改变气体压力室的容积，使气体压力室中的气体压力发生动态改变。
相对于现有的单纯气体介质驱动活塞位移，本发明公开的基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法，能够提高微小动态压力发生器在中高频产生压力幅值，并减少或消除振动台面的横向位移和振动对活塞寿命的影响。
有益效果：
1、本发明公开的基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法，采用变容积液压腔体将振动台面与活塞套筒柔性连接在一起，相比刚性连接的方法，可实现质有效减少振动台面横向位移和振动对活塞的影响。
2、本发明公开的基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法，利用液体的不可压缩性，同样的驱动力采用液体介质驱动活塞压缩产生压力，相比现有单纯气体驱动活塞压缩产生压力的方法，更能够提高微小动态压力发生器在中高频率下的输出幅值。
3、相对于现有的单纯气体介质驱动活塞位移，本发明公开的基于液气压力转换的微小动态压力发生器及工作方法，能够提高微小动态压力发生器在中高频产生压力幅值，并减少或消除振动台面的横向振动对活塞寿命的影响。
附图说明
图1为本发明具体实时方式中装置结构示意图；
其中，1—振动台控制器、2—振动台体、3—振动台面、4—变容积液压腔体、5—活塞、6—活塞套筒、7—气体压力室。
图2为新旧结构微小动态压力发生器输出频谱对比图。
其中，实线为老结构微小动态压力发生器输出幅值随频率变化曲线，虚线为新结构微小动态压力发生器输出幅值随频率变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
如图1所示，本实施例公开的基于液气压力转换的微小动态压力发生器，由振动台控制器1、振动台体2、振动台面3、变容积液压腔体4、活塞5、活塞套筒6、气体压力室7组成。
振动台控制器1连接振动台体2，控制振动台体2运动。
振动台体2固定于隔振地基上与振动台面3竖直固定连接，振动台体2推动振动台面3上下运动。
振动台面3上固定安装变容积液压腔体4。
为保证液体介质质量不变的前提下实现改变变容积液压腔体4的内部容积，所述变容积液压腔体4为具有伸长或缩短功能的金属波纹管结构，变容积液压腔体4的内部充满液体介质，变容积液压腔体4底部与振动台面3固定连接，顶部与活塞套筒6固定连接，将振动台面3与活塞套筒6柔性连接在一起，变容积液压腔体4内部无其他气体介质。
为保证所述活塞5能够在活塞套筒6中上下滑动，但始终位于变容积液压腔体4顶部，隔绝变容积液压腔体4中的液体介质流入活塞套筒6，所述活塞5与活塞套筒6间隙配合，形成动密封结构。
活塞套筒6内部形成气体压力室7，保证所述的气体压力室7内部只有气体介质，无任何液体介质。
本实施例公开的基于液气压力转换的微小动态压力发生器的工作方法，具体实现步骤如下：
步骤一：如图1所示组装结构，将振动台体2固定于隔振地基上，将活塞5置入活塞套筒6与气体压力室7间隙配合；在振动台面3上固定安装变容积液压腔体4，变容积液压腔体腔4与振动台面3和活塞套筒6间保持封闭；往变容积液压腔体4中充满液体介质，排出空气介质；
步骤二：通过振动台控制器1将控制信号发送给振动台体2，振动台体2驱动振动台面3产生振动；
步骤三：振动台面3振动带动变容积液压腔体4结构伸长或压缩，变容积液压腔体4内部液体介质容积改变，推动活塞5上下移动；
步骤四：活塞5移动改变气体压力室7的容积，使气体压力室7中的气体压力发生动态改变。
相对于现有的单纯气体介质驱动活塞位移，本实施例能够提高微小动态压力发生器在中高频产生压力幅值，并减少或消除振动台面3的横向位移和振动对活塞5寿命的影响。
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。

Claims (5)

1.基于液气压力转换的微小动态压力发生器，其特征在于：主要由振动台控制器(1)、振动台体(2)、振动台面(3)、变容积液压腔体(4)、活塞(5)、活塞套筒(6)、气体压力室(7)组成；
振动台控制器(1)连接振动台体(2)，控制振动台体(2)运动；
振动台体(2)固定于隔振地基上与振动台面(3)竖直固定连接，振动台体(2)推动振动台面(3)上下运动；
振动台面(3)上固定安装变容积液压腔体(4)；
为保证液体介质质量不变的前提下实现改变变容积液压腔体(4)的内部容积，所述变容积液压腔体(4)为具有伸长或缩短功能的金属波纹管结构，变容积液压腔体(4)的内部充满液体介质，变容积液压腔体(4)底部与振动台面(3)固定连接，顶部与活塞套筒(6)固定连接，将振动台面(3)与活塞套筒(6)柔性连接在一起，变容积液压腔体(4)内部无其他气体介质。
2.如权利要求1所述的基于液气压力转换的微小动态压力发生器，其特征在于：为保证所述活塞(5)能够在活塞套筒(6)中上下滑动，但始终位于变容积液压腔体(4)顶部，隔绝变容积液压腔体(4)中的液体介质流入活塞套筒(6)，所述活塞(5)与活塞套筒(6)间隙配合，形成动密封结构。
3.如权利要求2所述的基于液气压力转换的微小动态压力发生器，其特征在于：活塞套筒(6)内部形成气体压力室(7)，保证所述的气体压力室(7)内部只有气体介质，无任何液体介质。
4.如权利要求3所述的基于液气压力转换的微小动态压力发生器，其特征在于：所述微小动态压力发生器中微小动态压力范围指在绝压20kPa～300kPa环境下能产生0.1kPa～10kPa的脉动压力。
5.利用如权利要求1、2、3或4所述的基于液气压力转换的微小动态压力发生器实现的基于液气压力转换的微小动态压力发生器的工作方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：将振动台体(2)固定于隔振地基上，将活塞(5)放入活塞套筒(6)中，在振动台面(3)上固定安装变容积液压腔体(4)，使变容积液压腔体(4)内部充满液体介质，变容积液压腔体(4)柔性连接振动台面(3)与活塞套筒(6)；往变容积液压腔体(4)中充满液体介质，排出空气介质；
步骤二：通过振动台控制器(1)将控制信号发送给振动台体(2)，振动台体(2)驱动振动台面(3)产生振动；
步骤三：振动台面(3)振动带动变容积液压腔体(4)结构伸长或压缩，变容积液压腔体(4)内部液体介质容积改变，推动活塞(5)上下移动；
步骤四：活塞(5)移动改变气体压力室(7)的容积，使气体压力室(7)中的气体压力发生动态改变。
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