CN112697314A

CN112697314A - 一种提高感压胶片压力测量精度的装置及方法

Info

Publication number: CN112697314A
Application number: CN202011441943.XA
Authority: CN
Inventors: 温世杰; 周海涛; 景国玺
Original assignee: China North Engine Research Institute Tianjin
Current assignee: China North Engine Research Institute Tianjin
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2021-04-23

Abstract

本发明提供了一种提高感压胶片压力测量精度的装置及方法，包括加载装置及压头结构，加载装置用于对压头结构施加载荷，压头结构用于对感压胶片施加载荷。本发明所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置，解决了现有技术中的测量系统所标识的测试精度在‑10％～+10％之间，测量误差较大，不能够满足实际应用中需要的测量精度的技术问题。

Description

一种提高感压胶片压力测量精度的装置及方法

技术领域

本发明属于压力测量技术领域，尤其是涉及一种提高感压胶片压力测量精度的装置及方法。

背景技术

感压胶片可用于测量两个物体接触表面的接触压力，在内燃机领域常用于测量气缸垫的上下表面接触压力、气缸盖水腔密封胶圈的密封压力等。目前市场上最常使用的感压胶片，其测试原理是感压胶片在承受压力时微囊破裂，生色物质与显色物质相互反应，在胶片上会出现红色区、而且颜色的浓度会随着压力的改变而改变。再利用专业图像识别软件对应压力图谱，将图像颜色深浅度数据转化为接触压力数据。

感压胶片的测量精度与测量环境温度、湿度、测量设备状态以及感压胶片的出厂时间、保存状态密切相关，但原测试系统无法避免这些因素对测量精度的影响，现有技术中的测量系统所标识的测试精度在-10％～+10％之间，测量误差较大，不能够满足实际应用中需要的测量精度。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种提高感压胶片压力测量精度的装置及方法，解决了现有技术中的测量系统所标识的测试精度在-10％～+10％之间，测量误差较大，不能够满足实际应用中需要的测量精度的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种提高感压胶片压力测量精度的装置，包括加载装置及压头结构，所述加载装置用于对所述压头结构施加载荷，所述压头结构用于对感压胶片施加载荷。

进一步的，所述加载装置为固定压块。

进一步的，所述压头结构包括至少三个压头，每一所述压头均与所述固定压块可拆卸连接，所述固定压块对每一所述压头施加的载荷相同，所述压头用于对感压胶片施加载荷，所述压头下端面均位于同一平面。

进一步的，所述固定压块上设有多个能够与所述压头配合的凹槽，所述凹槽数量与所述压头数量一致。

进一步的，所述加载装置为载荷加载设备。

进一步的，所述压头结构包括标准压块及钢球，所述标准压块上端面设有能够与所述钢球配合的锥形槽，所述标准压块为圆柱体，当所述钢球设置在所述锥形槽内时，所述钢球的重心与所述标准压块的中心线重合，所述载荷加载设备用于对所述钢球施加载荷，所述标准压块用于对感压胶片施加载荷。

一种提高感压胶片压力测量精度的方法，当使用上述的装置，包括如下步骤：

步骤一：加载装置对压头结构施加的压强值为P1，将压头结构平稳放置在待用感压胶片上，静置5分钟，压头结构在感压胶片上产生压痕；

步骤二：用压力分析设备读取感压胶片得到的压力载荷数值为P2，计算P1/P2的比值；

步骤三：开始实际的压力测量试验，读取感压胶片的压力测量数据，压力测量数据为Pn，并通过之前记录的比值，通过计算得到最终准确的压力值P：P＝Pn×P1/P2。

相对于现有技术，本发明所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置及方法具有以下优势：

本发明所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置及方法，能够显著提高感压胶片的测量精度，在实际应用中能保证压力测量精度控制在-5％～+5％之间

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置工作结构示意图；

图2为本发明实施例二所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置工作结构示意图；

图3为本发明实施例一所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置中的压块与压头组合结构示意图；

图4为本发明实施例二所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置中的压块结构；

图5为本发明实施例一所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置中的压头结构示意图；

图6为本发明实施例一所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置中的压块结构示意图。

附图标记说明：

1、固定压块；11、标准压块；2、压头；3、感压胶片；4、钢球；5、载荷加载设备的压头。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种提高感压胶片压力测量精度的装置，包括固定压块1及至少三个压头2，每一压头2均与固定压块1可拆卸连接，固定压块1对每一压头2施加的载荷相同，压头2用于对感压胶片3施加载荷，压头2下端面均位于同一平面。

固定压块1上设有多个能够与压头2配合的凹槽，凹槽数量与压头2数量一致，本实施例中，压头2数量为3个，压头2结构如图5所示，固定压块1如图6所示。

一种提高感压胶片压力测量精度的方法，如图1所示，当使用上述的装置时，包括如下步骤：

步骤一：固定压块1的每一凹槽内均对应安装一个压头2；

步骤二：固定压块1能够对压头2产生压强值为P1，将每一压头2均平稳放置在待用感压胶片3上，静置5分钟，每一压头2均在感压胶片3上产生红色压痕；

步骤三：用压力分析设备读取感压胶片3得到的压力载荷数值为P2，计算P1/P2的比值；

步骤四：开始实际的压力测量试验，读取感压胶片3的压力测量数据，压力测量数据为Pn，并通过之前记录的比值，通过计算得到最终准确的压力值P：P＝Pn×P1/P2。

一种提高感压胶片压力测量精度的装置，包括标准压块11、钢球4及载荷加载设备；

标准压块11上端面设有能够与钢球4配合的锥形槽，标准压块11为圆柱体，当钢球4设置在锥形槽内时，钢球4的重心与标准压块11的中心线重合，载荷加载设备用于对钢球4施加载荷，标准压块11用于对感压胶片3施加载荷。

一种提高感压胶片压力测量精度的方法，如图2所示，当使用上述的装置，包括如下步骤：

步骤一：将钢球4放置在锥形槽内；

步骤二：载荷加载设备的压头5对钢球4施加的压强值为P1，将标准压块11平稳放置在待用感压胶片3上，静置5分钟，标准压块11在感压胶片3上产生红色压痕；

步骤四：开始实际的压力测量试验，如车用发动机气缸垫面压试验，在气缸垫上表面放置感压胶片(3)，将气缸垫、缸体、气缸盖组合结构按照预紧规范通过紧固螺丝紧固，静置五分钟后拆卸取下感压胶片(3)，读取感压胶片3的压力测量数据，压力测量数据为Pn，并通过之前记录的比值，通过计算得到最终准确的压力值P：P＝Pn×P1/P2。

实施例一的方法及实施例二的方法均能够避免环境温度、湿度、感压胶片状态对原测量系统的影响，从而获得高精度的压力测量数据。

常用的感压胶片分低压、中压、高压和超高压胶片，测量的压力范围如表1所示：

表1

种类	低压(MPa)	中压(MPa)	高压(MPa)	超高压(MPa)
					测量范围	2.5～10	10～50	50～130	130～300

实施例一中的固定压块1和压头2组合后可以分别产生5MPa或20MPa的压强值，所以实施例一的装置适用于低压和中压感压胶片的标定，高压和超高压感压胶片应使用压力试验机来提供较高的载荷值完成标定如图1所示。

实施例二中的载荷加载设备为压力试验机，压力试验机标定装置用标准压块11为圆柱体，如图4所示，压块1的上表面加工有锥形槽，锥形槽用于放置钢球4，压块1的下表面可根据感压胶片压力测量范围加工成环形或圆柱形，记录压块1实际接触面的面积即可。钢球4的作用可以将载荷均匀施加在标准压块11上，有效避免了载荷加载设备加载的端面平行度不足导致的感压胶片成像不均匀的情况，是该系统的重要零件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种提高感压胶片压力测量精度的装置，其特征在于：包括加载装置及压头结构，所述加载装置用于对所述压头结构施加载荷，所述压头结构用于对感压胶片(3)施加载荷。

2.根据权利要求1所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置，其特征在于：所述加载装置为固定压块(1)。

3.根据权利要求2所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置，其特征在于：所述压头结构包括至少三个压头(2)，每一所述压头(2)均与所述固定压块(1)可拆卸连接，所述固定压块(1)对每一所述压头(2)施加的载荷相同，所述压头(2)用于对感压胶片(3)施加载荷，所述压头(2)下端面均位于同一平面。

4.根据权利要求3所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置，其特征在于：所述固定压块(1)上设有多个能够与所述压头(2)配合的凹槽，所述凹槽数量与所述压头(2)数量一致。

5.根据权利要求1所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置，其特征在于：所述加载装置为载荷加载设备。

6.根据权利要求5所述的一种提高感压胶片压力测量精度的装置，其特征在于：所述压头结构包括标准压块(11)及钢球(4)，所述标准压块(11)上端面设有能够与所述钢球(4)配合的锥形槽，所述标准压块(11)为圆柱体，当所述钢球(4)设置在所述锥形槽内时，所述钢球(4)的重心与所述标准压块(11)的中心线重合，所述载荷加载设备用于对所述钢球(4)施加载荷，所述标准压块(11)用于对感压胶片(3)施加载荷。

7.一种提高感压胶片压力测量精度的方法，其特征在于：当使用权利要求1-6任一项所述的装置，包括如下步骤：

步骤一：加载装置对压头结构施加的压强值为P1，将压头结构平稳放置在待用感压胶片(3)上，静置5分钟，压头结构在感压胶片(3)上产生压痕；

步骤二：用压力分析设备读取感压胶片(3)得到的压力载荷数值为P2，计算P1/P2的比值；

步骤三：开始实际的压力测量试验，读取感压胶片(3)的压力测量数据，压力测量数据为Pn，并通过之前记录的比值，通过计算得到最终准确的压力值P：P＝Pn×P1/P2。