CN113029434A - 压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统及方法，属于机电一体化及压力仪表的测量精度检测技术领域。所述系统包括：包括：直线驱动装置、液体压力调节装置、标准表、被检测表、排气补液装置、控制器、操作控制台；所述直线驱动装置与控制器连接；所述液体压力调节装置与直线驱动装置动力连接；所述排气补液装置分别连接于液体压力调节装置与液体管路；所述控制器与标准表连接；所述操作控制台与控制器通过数据线通信连接。本发明能对液体压力调节装置输出液体介质进行精确控制，可以同时满足低压至高压仪表检测的高精度需求，具有结构简单、制造成本低、压力控制精度高等特点，具备良好的性价比。

Description

压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统及方法

技术领域

本发明涉及机电一体化及压力仪表的测量精度检测技术领域，尤其是指压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统及方法。

背景技术

根据规定，指针式机械压力表、压力变送器、差压变送器、压力开关、数字压力计、压力传感器、I/P控制器/定位器等仪表仪器(以下统称：仪表)均需要进行定期检测，以确保其测试出的数据能达到所要求的精度要求；计量检测需要在有相关资质的检测机构完成，检测合格的仪表将获得有资质的检测机构出具的计量检定证书计量校准证书。

仪表的量程有高有低，检测时均需要产生所需的压力，压力可由气体(压缩空气、氮气等)或液体(油、水等)等介质产生，检测时需要在介质压力达到各个检定点时读取被测仪表的读数，进而确定测试精度是否合格。因此，检测过程中需要将介质压力精确地控制达到各个检定点的值，并要能进行停顿保压。

传统的手动打压的方式不仅工作效率低，且由于很难一次性将压力准确地控制到各个检定点的压力，所以对检测的准确度也会产生不利影响。出于安全等原因，气体介质自动压力源一般只能提供6MPa左右的压力，无法满足高压与超高压仪表的检测需求。而“气驱液”等高压压力源也存在着结构复杂、价格昂贵、且需要外接气源或配备打压泵等弊端。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中自动压力源结构复杂、价格昂贵、且需要外接气源或配备打压泵等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统，包括：直线驱动装置、液体压力调节装置、标准表、被检测表、排气补液装置、控制器、操作控制台；所述直线驱动装置与控制器通过第一导线连接；所述液体压力调节装置与直线驱动装置动力连接，所述液体压力调节装置通过直线驱动装置来输出相应的压力的液体介质；所述被检测表与所述标准表均通过液体管路连接于液体压力调节装置的输出端；所述排气补液装置分别连接于液体压力调节装置与液体管路，所述排气补液装置用于将液体介质中的空气排出以及补充液体介质；所述控制器与标准表通过第二导线连接并通过控制器获取标准表的实时压力；所述操作控制台用于设定检定点的数量与检定点的压力，所述操作控制台与控制器通过数据线通信连接。

在本发明的一个实施例中，所述直线驱动装置包括：电机、平移机构、伸缩轴，所述电机的输出端与平移机构连接，所述平移机构用于将电机的转动运动转换成直线运动，由伸缩轴对外输出直线往复运动的动力。

在本发明的一个实施例中，所述液体压力调节装置包括：液压缸、柱塞，所述柱塞与伸缩轴通过轴连接套连接，通过伸缩轴的往复运动使得柱塞在液压缸内做往复运动。

在本发明的一个实施例中，所述排气补液装置包括：第一阀门、液体输送泵、液体储槽、回液管、第二阀门；所述回液管一端连接于液压缸上，另一端连接于液体储槽，所述液体管路通过液体输送泵与液体储槽连接，所述第一阀门设于液体管路上，所述第二阀门设于回液管上，所述第一阀门包括单向阀、电磁阀，所述第二阀门包括电磁阀。

在本发明的一个实施例中，所述液体管路连接于液压缸的输出端，所述被检测表、标准表连接于液体管路上且所述被检测表、标准表压力保持一致。

在本发明的一个实施例中，所述标准表、被检测表均包括：压力变送器。

在本发明的一个实施例中，所述操作控制台包括：电脑、人机界面或手动控制旋钮。

在本发明的一个实施例中，所述控制器包括：PLC、单片机。

本发明还提供所述的控制系统的控制方法，包括：检定点的数量与各个检定点的压力预先被输入到操作控制台的电脑或人机界面，操作控制台发送“开始”指令，同时所述第一阀门和第二阀门处于关闭状态；控制器接收所述指令，并将标准表的压力上传到操作控制台的电脑或人机界面；所述控制器根据当前液体介质输出压力与检定点之间的压力差来控制电机转动的速率，包括：当压力差的数值从大到小变化时，电机转动速率由快变慢，当输出压力与检定点压力相等时，电机停止转动；进行被检测表测试精度的检验流程，包括：通过控制器控制电机使得输出压力进行升高、停顿与下降、停顿；当被检测表测试精度检测流程完成后，操作控制台的电脑或人机界面发出“结束”指令到控制器，所述控制器控制电机停止转动；第一阀门和第二阀门打开，液体输送泵将液体储槽内的液体介质在液体管路、液压缸、回液管之间循环流动，以将系统中液体介质的空气排出及补充液体介质。

在本发明的一个实施例中，通过手动操作按钮来控制电机的转动速率，以进行被检测表测试精度的检验流程。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明根据操作控制台预设的检定点压力以及升降压速率对液体压力调节装置输出液体介质进行精确控制，该精确控制的精度能够达到微米级，可以同时满足低压至高压仪表检测的高精度需求，此外，通过排气补液装置能以将系统中液体介质的空气排出以及能及时地补充液体介质。本发明具有结构简单、制造成本低、压力控制精度高等特点，具备良好的性价比。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的压力仪表测量精度检测用液体介质的压力精确控制系统图。

说明书附图标记说明：1、液压缸；2、柱塞；3、轴连接套；4、伸缩轴；5、平移机构；6、电机；7、第一导线；8、控制器；9、数据线；10、第二导线；11、操作控制台；12、标准表；13、被检测表；14、液体管路；15、第一阀门；16、液体输送泵；17、液体储槽；18、回液管；19、第二阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例

参见图1所示，本发明的压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统，包括：直线驱动装置、液体压力调节装置、标准表12、被检测表13、排气补液装置、控制器8、操作控制台11；所述直线驱动装置与控制器8通过第一导线7连接；所述液体压力调节装置与直线驱动装置动力连接，所述液体压力调节装置通过直线驱动装置来输出相应的压力的液体介质；所述被检测表13与所述标准表12均通过液体管路14连接于液体压力调节装置的输出端；所述排气补液装置分别连接于液体压力调节装置与液体管路14，所述排气补液装置用于将液体介质中的空气排出以及补充液体介质；所述控制器8与标准表12通过第二导线10连接并通过控制器8获取标准表12的实时压力；所述操作控制台11用于设定检定点的数量与检定点的压力，所述操作控制台11与控制器8通过数据线9通信连接。通过上述结构，所述系统能根据操作控制台11预设的检定点压力以及升降压速率对液体压力调节装置输出与液体介质进行精确控制，可以同时满足低压至高压仪表检测的高精度需求，此外，通过排气补液装置能以将系统中液体介质的空气排出以及能及时地补充液体介质。

具体地，所述直线驱动装置包括：电机6、平移机构5、伸缩轴4，所述电机6的输出端与平移机构5连接，所述平移机构5用于将电机6的转动运动转换成直线运动，由伸缩轴4对外输出直线往复运动的动力；所述电机6的类型包括：伺服电机、步进电机；所述平移机构5可以为以下机构：丝杆，所述丝杆的一端与电机连接，所述丝杆的另一端连接所述伸缩轴4。通过上述结构设置，能稳定地将电机6的转动运动转换成直线运动，从而精确地控制伸缩轴4的位移，保证其精度达到微米级别。

具体地，所述液体压力调节装置包括：液压缸1、柱塞2，所述柱塞2与伸缩轴4通过轴连接套3连接，通过伸缩轴4的往复运动使得柱塞2在液压缸1内做往复运动。通过上述结构，使液压缸1内输出液体介质的压力升高或下降。

具体地，所述排气补液装置包括：第一阀门15、液体输送泵16、液体储槽17、回液管18、第二阀门19；所述回液管18一端连接于液压缸1上，另一端连接于液体储槽17，所述液体管路14通过液体输送泵16与液体储槽17连接，所述第一阀门15设于液体管路14上，所述第二阀门19设于回液管18上，所述第一阀门15包括单向阀、电磁阀，所述第二阀门19包括电磁阀，所述液体储槽17装有的液体介质可以为水或油等。通过上述结构设置，使得在第一阀门15和第二阀门19在打开状态下，液体输送泵16将液体储槽17内的液体介质在液体管路14、液压缸1、回液管18之间循环流动，以将系统回路中液体介质的空气排出及补充液体介质。

具体地，所述液体管路14连接于液压缸1的输出端，所述被检测表13、标准表12连接于液体管路14上且所述被检测表13、标准表12压力保持一致。所述标准表12将压力信号传输至控制器8中，既能对液体介质输出压力进行精确测量、又同时为升降压的控制提供控制反馈信号。

具体地，所述标准表12、被检测表13均包括：压力变送器。

具体地，所述操作控制台11包括：电脑、人机界面或手动控制旋钮。

具体地，所述控制器8包括：PLC、单片机。如果选择采用手动操作来控制液体介质压力的升、停、降等过程，则控制器8内不需要PLC或单片机，操作控制台1111也仅仅需要手动控制旋钮(或其它类似开关)来控制电机6的转动速率(包括正反转、停止)。

需要说明的是，对所述待检仪表14的压力度数可以通过自动检测的方式实现，具体可以采用申请号为202010753060.6中公开的“机械指针式仪表自动检测装置”实现，此处不再赘述。

本实施例还提供上述控制系统的控制方法，包括：

检定点的数量与各个检定点的压力预先被输入到操作控制台11的电脑或人机界面，操作控制台11发送“开始”指令，同时所述第一阀门15和第二阀门19处于关闭状态；

控制器8接收所述指令，并将标准表12的压力上传到操作控制台11的电脑或人机界面；所述控制器8根据当前液体介质输出压力与检定点之间的压力差来控制电机6转动的速率(包括停止)，包括：当压力差的数值从大到小变化时，电机6转动速率由快变慢，当输出压力与检定点压力相等时，电机6停止转动；上述控制过程使得压力差较大时电机6转速快，越接近检定点压力时电机6转速越慢，当前输出压力与检定点压力相等时，电机6停止转动，从而控制液体介质压力能准确地达到一个个检定点的压力、并在各检定点压力处实现要求的停顿(保压)。

进行被检测表13测试精度的检验流程，包括：通过控制器8控制电机6使得输出压力进行升高、停顿与下降、停顿；具体为：控制器8其按预先输入的程序转动，进而控制液体压力按压力表或压力变送器“检验规程”的规定升高、停顿与下降、停顿，以完成对被检压力表测试精度的检验流程；

当被检测表13测试精度检测流程完成后，操作控制台11的电脑或人机界面发出“结束”指令到控制器8，所述控制器8控制电机6停止转动；

第一阀门15和第二阀门19打开，液体输送泵16将液体储槽17内的液体介质在液体管路14、液压缸1、回液管18之间循环流动，以将系统中液体介质的空气排出及补充液体介质。

进一步地，上述控制过程也可通过手动操作按钮来控制电机6的转动速率，以进行被检测表13测试精度的检验流程。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统，其特征在于，包括：

直线驱动装置，所述直线驱动装置与控制器通过第一导线连接；

液体压力调节装置，所述液体压力调节装置与直线驱动装置动力连接，所述液体压力调节装置通过直线驱动装置来输出相应的压力的液体介质；

标准表与被检测表，所述被检测表与所述标准表均通过液体管路连接于液体压力调节装置的输出端；

排气补液装置，所述排气补液装置分别连接于液体压力调节装置与液体管路，所述排气补液装置用于将液体介质中的空气排出以及补充液体介质；

控制器，所述控制器与标准表通过第二导线连接并通过控制器获取标准表的实时压力；

操作控制台，所述操作控制台用于设定检定点的数量与检定点的压力，所述操作控制台与控制器通过数据线通信连接。

2.根据权利要求1所述的压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统，其特征在于，所述直线驱动装置包括：电机、平移机构、伸缩轴，所述电机的输出端与平移机构连接，所述平移机构用于将电机的转动运动转换成直线运动，由伸缩轴对外输出直线往复运动的动力。

3.根据权利要求2所述的压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统，其特征在于，所述液体压力调节装置包括：液压缸、柱塞，所述柱塞与伸缩轴通过轴连接套连接，通过伸缩轴的往复运动使得柱塞在液压缸内做往复运动。

4.根据权利要求2或3所述的压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统，其特征在于，所述排气补液装置包括：第一阀门、液体输送泵、液体储槽、回液管、第二阀门；所述回液管一端连接于液压缸上，另一端连接于液体储槽，所述液体管路通过液体输送泵与液体储槽连接，所述第一阀门设于液体管路上，所述第二阀门设于回液管上，所述第一阀门包括单向阀、电磁阀，所述第二阀门包括电磁阀。

5.根据权利要求3所述的压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统，其特征在于，所述液体管路连接于液压缸的输出端，所述被检测表、标准表连接于液体管路上且所述被检测表、标准表压力保持一致。

6.根据权利要求1所述的压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统，其特征在于，所述标准表、被检测表均包括：压力变送器。

7.根据权利要求1所述的压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统，其特征在于，所述操作控制台包括：电脑、人机界面或手动控制旋钮。

8.根据权利要求1所述的压力仪表测量精度检测用液体介质的压力控制系统，其特征在于，所述控制器包括：PLC、单片机。

9.利用权利要求1-8所述的控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

检定点的数量与各个检定点的压力预先被输入到操作控制台的电脑或人机界面，操作控制台发送“开始”指令，同时所述第一阀门和第二阀门处于关闭状态；

控制器接收所述指令，并将标准表的压力上传到操作控制台的电脑或人机界面；所述控制器根据当前液体介质输出压力与检定点之间的压力差来控制电机转动的速率，包括：当压力差的数值从大到小变化时，电机转动速率由快变慢，当输出压力与检定点压力相等时，电机停止转动；

进行被检测表测试精度的检验流程，包括：通过控制器控制电机使得输出压力进行升高、停顿与下降、停顿；

当被检测表测试精度检测流程完成后，操作控制台的电脑或人机界面发出“结束”指令到控制器，所述控制器控制电机停止转动；

第一阀门和第二阀门打开，液体输送泵将液体储槽内的液体介质在液体管路、液压缸、回液管之间循环流动，以将系统中液体介质的空气排出及补充液体介质。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过手动操作按钮来控制电机的转动速率，以进行被检测表测试精度的检验流程。

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