CN111220325A - 一种正弦压力发生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种正弦压力发生方法，属于试验技术领域。本发明涉及一种基于压力弹性薄膜的正弦压力发生技术，通过为压力弹性薄膜施加不同的压力脉动激励，使压力弹性薄膜按正弦方式产生形变，进而在压力室内部产生正弦变化的脉动压力，压力室初始状态可为正压或负压状态，压力介质可以为气体或液体，该方法可在不同静态压力(包括负压、正压)条件下产生正弦脉动压力；压力介质可以为任意气体或液体，而无需考虑激励压力为何种介质；激励压力介质与正弦脉动压力通过压力弹性薄膜隔离，保证了压力传感器实验介质与使用介质相同；可使用任意一种脉动压力发生装置驱动压力弹性薄膜，满足了不同条件对正弦压力脉动的需求。

Description

一种正弦压力发生方法
技术领域
本发明涉及一种正弦压力发生方法，特别涉及一种基于压力弹性薄膜的可变静压条件可变压力介质的正弦脉动压力发生方法，属于动态压力校准领域。
背景技术
正弦压力校准装置用于压力传感器幅频特性的测试与校准，正弦压力发生装置作为正弦压力校准装置的核心部分，用于产生一定频率和压力幅值的正弦压力脉动。现有正弦压力发生装置按其发生原理可以分为调制式正弦压力发生装置、活塞式正弦压力发生装置及谐振式正弦压力发生装置等。调制式正弦压力发生方法可以产生频率较高的正弦压力，但压力平均值和压力幅值无法调节，且无法在负压条件下产生脉动压力；活塞式正弦压力发生方法的压力幅值和平均值虽可以调节，但其频率较低，且因驱动源功率等限制压力平均值较低；谐振式正弦压力发生方法压力介质只能为气体或液体，在同一个发生装置上无法实现压力介质的转换，且其压力平均值较低。随着动态压力测试与校准需求增加，需要一种即可以在负压条件，也可以在高静压条件下，且压力介质既可以为液体也可以为气体的正弦压力发生方法，来完成高静压、小动压和需要压力介质隔离的动态压力校准。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于压力弹性薄膜的正弦压力发生方法，通过现有的正弦压力发生装置如调制式压力发生装置、活塞式正弦压力发生装置或谐振式正弦压力发生装置产生的正弦压力，驱动压力弹性薄膜，使压力弹性薄膜按正弦方式产生形变，进而在压力室内部产生正弦变化的脉动压力，压力室初始状态可为正压或负压状态，压力介质可以为气体或液体，基于此种方法制作的正弦压力校准装置可以对各种不同用途的压力传感器进行校准或/和检定。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种正弦压力发生方法，通过弹性薄膜将驱动介质和试验介质隔离开，在弹性薄膜外侧的驱动介质以正弦方式发生变化，使弹性薄膜发生相应的形变，进而使压力腔体内部产生正弦压力脉动。可以实现压力腔体内部正负压预压、气体介质改变等试验条件。
实现上述方法的装置，包括：加压口、入口开关、压力室、静态压力传感器、出口开关、泄压口和弹性薄膜。其中利用已有的正弦压力发生方式作为激励源为所述弹性薄膜提供正弦压力脉动，所述激励源可以是调制式正弦压力、气缸—活塞式正弦压力或谐振式正弦压力。所述弹性薄膜在正弦脉动激励下，产生周期性微小形变，使所述压力室内压力产生与所述激励源相同频率的微小脉动压力。所述加压口一侧与压力源连接，所述压力源可以为正压或负压，压力介质可以为气体或液体。另一侧与所述入口开关连接，所述入口开关处于打开状态时，所述压力室内部压力增加/减小，所述静态压力传感器安装于所述压力室侧壁，用于监控所述压力室内部初始压力。所述出口开关与所述泄压口连接，用于调节所述压力室内部压力或/和用于实验接收后的泄压。所述正弦压力激励源幅值变化可在一定程度上改变所述压力室内部正弦脉动压力幅值。所述弹性薄膜一方面可以通过变形在所述压力室内部产生正弦压力，另一方面可以将隔离激励源介质与压力传感器感压面接触介质隔离。
有益效果
本发明的一种正弦压力发生方法，可在不同静态压力(包括负压、正压)条件下产生正弦脉动压力；压力介质可以为任意气体或液体，而无需考虑激励压力为何种介质；激励压力介质与正弦脉动压力通过压力弹性薄膜隔离，保证了压力传感器实验介质与使用介质相同；可使用任意一种脉动压力发生装置驱动压力弹性薄膜，满足了不同条件下对正弦压力脉动的需求。
附图说明
图1是本发明方法原理示意图。
其中，1—加压口、2—入口开关、3—静态压力传感器、4—泄压口、5—出口开关、6—弹性薄膜、7—压力室。
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。
在特定情况下，如压力传感器测量介质为腐蚀性介质或压力传感器测量的为高静压条件下的微小脉动压力等，为保证校准结果的可靠性与准确性，需要将压力传感器校准环境与实际使用环境保持一致。利用一种弹性膜片将驱动介质与试验介质隔离的方式，不仅能实现介质的隔离，还能再压力腔体内部充压或者降压，实现不同静压加载条件下传感器动态性能的校准。
一种正弦压力发生方法，通过弹性薄膜将驱动介质和试验介质隔离开，在弹性薄膜外侧的驱动介质以正弦方式发生变化，使弹性薄膜发生相应的形变，进而使压力腔体内部产生正弦压力脉动。可以实现压力腔体内部正负压预压、气体介质改变等试验条件。
实施例1
压力传感器测量介质为腐蚀性介质为例，如用于硫酸管路压力测量、发动机排气脉动压力测量的传感器，因特殊性的介质可能会对压力传感器动态性能产生影响，故需要在压力传感器动态校准时，保证校准环境与实际使用环境相同。而现有正弦压力发生装置发生介质为压缩空气或液压油等，试验过程中，介质会直接或间接的排出，且腐蚀性介质或有害介质会损坏发生器主要结构，故在试验时不能直接采用腐蚀性介质或有害介质等作为压力介质。利用本发明中的正弦压力发生方法则可以解决此问题。
本实施例中使用的所述正弦压力发生方法基本原理如图1所示，其主要包括加压口(1)、入口开关(2)、压力室(7)、静态压力传感器(3)、出口开关(5)、泄压口(4)和弹性薄膜(6)。其中利用已有的正弦压力发生方式作为激励源为所述弹性薄膜(6)提供正弦压力脉动，所述激励源可以是调制式正弦压力、气缸—活塞式正弦压力或谐振式正弦压力。所述弹性薄膜(6)在正弦脉动激励下，产生周期性微小形变，使所述压力室(7)内压力产生与所述激励源相同频率的脉动压力。
所述加压口(1)一侧与需要的试验介质相连，另一侧与所述入口开关(2)连接，所述入口开关(2)处于打开状态时，试验介质会进入到压力室(7)，所述弹性薄膜(6)一方面可以通过变形在所述压力室(7)内部产生正弦压力，另一方面可以将隔离激励源介质与压力传感器感压面接触介质隔离。
通过该实施例可以将传感器直接接触介质与发生器驱动介质隔离，保证发生器不会受到损坏，并且腐蚀性介质也不会产生泄露或直接排出，保证了试验的安全性和环保性。
实施例2
在汽车、飞机、发动机等上的输油管路中，往往需要测量在大的静态压力下的微小脉动值，现有的正弦压力发生器不能产生高静压下的小脉动压力；另外还有一些场合，如负压条件下的脉动压力测量，则需要在低于大气压下产生脉动压力，现有气缸—活塞式正弦压力发生器虽能实现，但是因为压力室直接与运动件连接，故会出现泄漏导致内部平均压力发生变化等情况。利用本发明中的正弦压力发生方法可以解决高静压或负压下脉动压力的发生。
本实施例中使用的所述正弦压力发生方法基本原理如图1所示，其主要包括加压口(1)、入口开关(2)、压力室(7)、静态压力传感器(3)、出口开关(5)、泄压口(4)和弹性薄膜(6)。其中利用已有的正弦压力发生方式作为激励源为所述弹性薄膜(6)提供正弦压力脉动，所述激励源可以是调制式正弦压力、气缸—活塞式正弦压力或谐振式正弦压力。所述弹性薄膜(6)在正弦脉动激励下，产生周期性微小形变，使所述压力室(7)内压力产生与所述激励源相同频率的脉动压力。
所述加压口(1)一侧与压力源连接，所述压力源可以为正压或负压，所述压力源的压力介质可以为气体或液体，另一侧与所述入口开关(2)连接，所述入口开关(2)处于打开状态时，所述压力室(7)内部压力增加/减小，所述静态压力传感器(3)安装于所述压力室(7)侧壁，用于监控所述压力室(7)内部初始压力。所述出口开关(5)与所述泄压口(4)连接，用于调节所述压力室(7)内部压力或/和用于实验接收后的泄压。所述正弦压力激励源幅值变化可在一定程度上改变所述压力室(7)内部正弦脉动压力幅值。所述弹性薄膜(6)一方面可以通过变形在所述压力室(7)内部产生正弦压力，另一方面可以将隔离激励源介质与压力传感器感压面接触介质隔离。
本实施例中使用所述正弦压力发生方法的具体操作步骤为：
第一步：根据实验需要选择合适的压力介质，如气体介质或液体介质；
第二步：连接加压口(1)与压力源，调节压力源压力，打开入口开关(2)，为压力室(7)加压；
第三步：观察静态压力传感器(3)的输出值，通过出口开关(5)，控制压力室(7)内部达到所需静态压力后，关闭入口开关(2)和出口开关(5)；
第四步：为弹性薄膜(6)加载压力脉动，并根据所需正弦压力频率和幅值改变激励源频率和幅值；
第五步：实验结束后，关闭压力脉动激励源，断开加压口(1)与压力源的连接，打开出口开关(5)，当压力室(7)内部压力下降至大气压后，打开入口开关(2)，排空压力室(7)内部压力介质；
第六步：关闭入口开关(2)和出口开关(5)，对发生器进行整理。
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 (4)

1.一种正弦压力发生方法，其特征在于：通过弹性薄膜(6)将驱动介质和试验介质隔离开，在弹性薄膜(6)外侧的驱动介质以正弦方式发生变化，使弹性薄膜(6)发生相应的形变，进而使压力腔体内部产生正弦压力脉动；实现压力腔体内部正负压预压、气体介质改变的试验条件。
2.实现如权利要求1所述方法的装置，其特征在于：包括：加压口(1)、入口开关(2)、压力室(7)、静态压力传感器(3)、出口开关(5)、泄压口(4)和弹性薄膜(6)；其中利用已有的正弦压力发生方式作为激励源为所述弹性薄膜(6)提供正弦压力脉动，所述弹性薄膜(6)在正弦脉动激励下，产生周期性微小形变，使所述压力室(7)内压力产生与所述激励源相同频率的微小脉动压力；所述加压口(1)一侧与压力源连接，另一侧与所述入口开关(2)连接，所述入口开关(2)处于打开状态时，所述压力室(7)内部压力增加/减小，所述静态压力传感器(3)安装于所述压力室(7)侧壁，用于监控所述压力室(7)内部初始压力；所述出口开关(5)与所述泄压口(4)连接，用于调节所述压力室(7)内部压力或/和用于实验接收后的泄压；所述正弦压力激励源幅值变化可在一定程度上改变所述压力室(7)内部正弦脉动压力幅值；所述弹性薄膜(6)一方面可以通过变形在所述压力室(7)内部产生正弦压力，另一方面可以将隔离激励源介质与压力传感器感压面接触介质隔离。
3.如权利要求2所述装置，其特征在于：所述激励源可以是调制式正弦压力、气缸—活塞式正弦压力或谐振式正弦压力。
4.如权利要求2所述装置，其特征在于：所述压力源为正压或负压，压力介质为气体或液体。
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