CN113432783A - 一种气体高温状态下的压力测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体高温状态下的压力测量装置，包括装载仓、平衡冷却隔离仓、隔热传压管、温度调控单元和压力调控单元；装载仓包括封盖和仓体，封盖与仓体封闭围纳形成加热腔，封盖设有导气口和加压口，导气口和加压口均与加热腔导通，仓体设有加热口，加热口与加热腔导通；平衡冷却隔离仓内部填充有冷却液；隔热传压管穿过平衡冷却隔离仓，以浸泡于冷却液内；隔热传压管的一端与导气口连接导通，隔热传压管的另一端用于与参考压力计连接；温度调控单元与加热口连接，温度调控单元用于监测调控加热腔内的温度；压力调控单元与加压口连接，压力调控单元用于监测调控加热腔内的压力；以此解决现有技术无法实现高温工作状态压力溯源的问题。

Description

一种气体高温状态下的压力测量装置

技术领域

本发明涉及压力测量的技术领域，特别涉及一种气体高温状态下的压力测量装置。

背景技术

计量溯源是指通过一条形成文件的、具有规定测量不确定度及不间断的校准链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准(通常是国家计量基准或国际计量基准)联系起来的特性。

由于压力基准的溯源都是基于常温，因此在现有的压力溯源链都是基于常温状态下的压力溯源，常温状态下的压力仪表溯源方式无法很好的反应被溯源压力仪表在高温工作状态下的压力值。并且现有的常温压力检测需要人员现场操作，人员与设备直接接触。

即现有技术中存在多种问题，譬如缺少高温溯源环境、无高温环境中的压力检测、无法复现高温工作状态的压力溯源、需要高温环境下人员的现场检测、以及存在意外伤害危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体高温状态下的压力测量装置，以解决现有技术无法实现高温工作状态压力溯源的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气体高温状态下的压力测量装置，包括装载仓、平衡冷却隔离仓、隔热传压管、温度调控单元和压力调控单元；所述装载仓包括封盖和仓体，所述封盖与所述仓体封闭围纳形成加热腔，所述封盖设有导气口和加压口，所述导气口和所述加压口均与所述加热腔导通，所述仓体设有加热口，所述加热口与所述加热腔导通；所述平衡冷却隔离仓内部填充有冷却液；所述隔热传压管穿过所述平衡冷却隔离仓，以浸泡于所述冷却液内；所述隔热传压管的一端与所述导气口连接导通，所述隔热传压管的另一端用于与参考压力计连接；所述温度调控单元与所述加热口连接，所述温度调控单元用于监测所述加热腔内的温度，以及调控所述加热腔内的温度至预设值；所述压力调控单元与所述加压口连接，所述压力调控单元用于监测所述加热腔内的压力，以及调控所述加热腔内的压力至预设值。

在其中一个实施例中，所述封盖的周侧和所述仓体的周侧均设有一圈凸缘，两所述凸缘相对的表面均设有一圈凹槽，两所述凹槽内均嵌入有密封圈。

在其中一个实施例中，所述隔热传压管包括依次连接导通的第一管段、第二管段和第三管段；所述第一管段与所述导气口连接导通；所述第二管段设于所述平衡冷却隔离仓内，所述第二管段呈螺旋状布置；所述第三管段置于所述平衡冷却隔离仓外，所述第三管段用于与所述参考压力计连接。

在其中一个实施例中，所述装载仓为铜制的装载仓。

在其中一个实施例中，所述压力测量装置还包括控制主机，所述控制主机与所述温度调控单元、所述压力调控单元之间为无线信号传输，所述控制主机用于无线调控所述温度调控单元的发热温度、以及所述压力调控单元的施加压力。

在其中一个实施例中，所述温度调控单元包括加热器、温度传感器和加热控制器；所述加热器与所述加热口连接；所述温度传感器用于检测所述加热腔的温度；所述加热控制器与所述控制主机之间为无线信号传输，所述加热控制器用于根据检测的温度结果调控所述加热器的发热状态。

在其中一个实施例中，所述压力调控单元包括加压器、压力传感器和加压控制器；所述加压器与所述加压口连接；所述压力传感器用于检测所述加热腔的压力；所述加压控制器与所述控制主机之间为无线信号传输，所述加压控制器用于根据检测的压力结果调控所述加压器的加压状态。

在其中一个实施例中，所述隔热传压管用于与所述参考压力计连接的一端设有副装载仓，所述副装载仓的结构与所述装载仓的结构相同，所述副装载仓用于装载所述参考压力计。

在其中一个实施例中，所述温度调控单元采用相同的方式与所述装载仓和所述副装载仓连接调控。

在其中一个实施例中，所述压力调控单元采用相同的方式与所述装载仓和所述副装载仓连接调控。

本发明的有益效果如下：

在进行应用时，可将检测仪器放置于加热腔内，由于所述隔热传压管穿过所述平衡冷却隔离仓，以浸泡于所述冷却液内，所述隔热传压管的一端与所述导气口连接导通，所述隔热传压管的另一端用于与参考压力计连接，所以隔热传压管可将加热腔内的高温压力传输至平衡冷却隔离仓变为低温压力，然后由参考压力计实现检测溯源，从而切实解决了现有技术无法实现高温工作状态压力溯源的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的结构示意图；

图2是图1的剖视结构示意图；

图3是图2的A部份放大结构示意图；

图4是图1的各单元连接示意图。

附图标记如下：

10、装载仓；11、封盖；111、导气口；112、加压口；12、仓体；121、加热口；13、加热腔；14、凸缘；15、凹槽；16、密封圈；

20、平衡冷却隔离仓；21、冷却液；

30、隔热传压管；31、第一管段；32、第二管段；33、第三管段；

40、温度调控单元；41、加热器；42、温度传感器；43、加热控制器；

50、压力调控单元；51、加压器；52、压力传感器；53、加压控制器；

60、控制主机；

70、副装载仓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种气体高温状态下的压力测量装置，其实施例如图1、图2和图4所示，包括装载仓10、平衡冷却隔离仓20、隔热传压管30、温度调控单元40和压力调控单元50；装载仓10包括封盖11和仓体12，封盖11与仓体12封闭围纳形成加热腔13，封盖11设有导气口111和加压口112，导气口111和加压口112均与加热腔13导通，仓体12设有加热口121，加热口121与加热腔13导通；平衡冷却隔离仓20内部填充有冷却液21；隔热传压管30穿过平衡冷却隔离仓20，以浸泡于冷却液21内；隔热传压管30的一端与导气口111连接导通，隔热传压管30的另一端用于与参考压力计(未示出)连接；温度调控单元40与加热口121连接，温度调控单元40用于监测加热腔13内的温度，以及调控加热腔13内的温度至预设值；压力调控单元50与加压口112连接，压力调控单元50用于监测加热腔13内的压力，以及调控加热腔13内的压力至预设值。

在进行应用时，可将检测仪器放置于加热腔13内，并通过温度调控单元40调控加热腔13内的温度，通过压力调控单元50调控加热腔13内的压力，然后隔热传压管30可将加热腔13内的高温压力传输至平衡冷却隔离仓20变为低温压力，最后由参考压力计实现检测溯源，从而切实解决了现有技术无法实现高温工作状态压力溯源的问题。

如图1至图3所示，封盖11的周侧和仓体12的周侧均设有一圈凸缘14，两凸缘14相对的表面均设有一圈凹槽15，两凹槽15内均嵌入有密封圈16。

在采用此设置方式后，则可确保封盖11与仓体12之间的密封连接，能够保证在高温状态下有效密封，避免高温液体进入加热腔13内影响检测结果，还能够保护被检仪器免受高温液体侵蚀而损坏。

如图1和图2所示，隔热传压管30包括依次连接导通的第一管段31、第二管段32和第三管段33；第一管段31与导气口111连接导通；第二管段32设于平衡冷却隔离仓20内，第二管段32呈螺旋状布置；第三管段33置于平衡冷却隔离仓20外，第三管段33用于与参考压力计连接。

由于第二管段32呈螺旋状布置，所以确保了第二管段32的长度充足，以此为高温压力往低温压力的转化提供了充足时间。

优选的，装载仓10为铜制的装载仓10。

采用铜制装载仓10的好处在于加强了导热性，为加热腔13内部的快速温度调控提供了重要帮助。

如图4所示，压力测量装置还包括控制主机60，控制主机60与温度调控单元40、压力调控单元50之间为无线信号传输，控制主机60用于无线调控温度调控单元40的发热温度、以及压力调控单元50的施加压力。

在采用上述的设置方式后，则实现了温度和压力的无线调控；具体的，控制主机60配有软件控制功能，通过无线传输功能，可以实现快速有效的对温度、压力准确控制，并可以实时进行补温、补压，达到高精度的压力和稳定的温度控制。软件可基于LabVIEW编制，实际采用专用无线记录系统编制流程图，系统软件将事件分为执行测试、波形显示、列表显示、暂停、校准和退出系统6个事件，并以元素入列的形式排入队列中循环扫描事件，6个事件各自的执行内容，初始化串口配置参数以及初始化波形图表、初始化历史导入TDMS文件的合并数据簇，各路串口的执行测试程序负责对信号的解码数据处理以及显示为波形图表，其中还加入初始化串口控制、禁用控件、启动控件、打开历史TDMS文件、关闭文件、等待、保存各路历史数据TDMS文件、导入历史数据显示、关闭串口、最大值的保存清零的功能。该软件能通过高速数据采集，对温度参数进行记录和分析。设置一个串口配置参数：com口、波特率、校验位，数据帧大小、每次采样字符串长度，将实时采集的通道信号通过串口连接，经过删除校验码及字符串处理，将信号解码为信号输出，并拥有最大示值显示和最大示值清零功能。每路数据通过堆栈存入大小为1000的数组中，并使用波形图表显示出来。系统软件将实时数据通过TDMS文件读取方法存入特定的TDMS文件中，可用于导出历史曲线。并且具备无线传输功能，在高温溯源的时候可以保证足够的安全距离进行溯源工作，在保证溯源的准确度的情况下还能有效防止意外事故对检测人员的伤害。

如图1、图2和图4所示，温度调控单元40包括加热器41、温度传感器42和加热控制器43；加热器41与加热口121连接；温度传感器42用于检测加热腔13的温度；加热控制器43与控制主机60之间为无线信号传输，加热控制器43用于根据检测的温度结果调控加热器41的发热状态。

譬如当温度传感器42测得加热腔13内部温度过低时，加热控制器43则可控制加热器41提高发热量，若测得加热腔13内部温度过高，加热控制器43则可控制加热器41降低发热量；而且温度传感器42测得的温度信息可送至控制主机60进行显示，所以测试人员则可根据需求再手动进行温度调控，从而满足了各种各样的实用需求。

如图1、图2和图4所示，压力调控单元50包括加压器51、压力传感器52和加压控制器53；加压器51与加压口112连接；压力传感器52用于检测加热腔13的压力；加压控制器53与控制主机60之间为无线信号传输，加压控制器53用于根据检测的压力结果调控加压器51的加压状态。

譬如当压力传感器52测得加热腔13内部压力过低时，加压控制器53则可控制加压器51提高压力，若测得加热腔13内部压力过高，加压控制器53则可控制加压器51降低压力；而且压力传感器52测得的压力信息可送至控制主机60进行显示，所以测试人员则可根据需求再手动进行压力调控，从而满足了各种各样的实用需求。

如图1和图2所示，隔热传压管30用于与参考压力计连接的一端设有副装载仓70，副装载仓70的结构与装载仓的结构相同，副装载仓70用于装载参考压力计。

在采用此设置方式后，则可便于将参考压力计密封放置于副装载仓70内，从而提高了溯源的准确性。

其中，此实施例还优选设置温度调控单元采用相同的方式与装载仓和副装载仓70连接调控，压力调控单元采用相同的方式与装载仓和副装载仓70连接调控，从而便于在特殊情况下对参考压力计进行环境调控，以满足各种实验检测的需求。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气体高温状态下的压力测量装置，其特征在于，

包括装载仓、平衡冷却隔离仓、隔热传压管、温度调控单元和压力调控单元；

所述装载仓包括封盖和仓体，所述封盖与所述仓体封闭围纳形成加热腔，所述封盖设有导气口和加压口，所述导气口和所述加压口均与所述加热腔导通，所述仓体设有加热口，所述加热口与所述加热腔导通；

所述平衡冷却隔离仓内部填充有冷却液；

所述隔热传压管穿过所述平衡冷却隔离仓，以浸泡于所述冷却液内；所述隔热传压管的一端与所述导气口连接导通，所述隔热传压管的另一端用于与参考压力计连接；

所述温度调控单元与所述加热口连接，所述温度调控单元用于监测所述加热腔内的温度，以及调控所述加热腔内的温度至预设值；

所述压力调控单元与所述加压口连接，所述压力调控单元用于监测所述加热腔内的压力，以及调控所述加热腔内的压力至预设值。

2.根据权利要求1所述的压力测量装置，其特征在于，所述封盖的周侧和所述仓体的周侧均设有一圈凸缘，两所述凸缘相对的表面均设有一圈凹槽，两所述凹槽内均嵌入有密封圈。

3.根据权利要求1所述的压力测量装置，其特征在于，

所述隔热传压管包括依次连接导通的第一管段、第二管段和第三管段；

所述第一管段与所述导气口连接导通；

所述第二管段设于所述平衡冷却隔离仓内，所述第二管段呈螺旋状布置；

所述第三管段置于所述平衡冷却隔离仓外，所述第三管段用于与所述参考压力计连接。

4.根据权利要求1所述的压力测量装置，其特征在于，所述装载仓为铜制的装载仓。

5.根据权利要求1所述的压力测量装置，其特征在于，所述压力测量装置还包括控制主机，所述控制主机与所述温度调控单元、所述压力调控单元之间为无线信号传输，所述控制主机用于无线调控所述温度调控单元的发热温度、以及所述压力调控单元的施加压力。

6.根据权利要求5所述的压力测量装置，其特征在于，

所述温度调控单元包括加热器、温度传感器和加热控制器；

所述加热器与所述加热口连接；

所述温度传感器用于检测所述加热腔的温度；

所述加热控制器与所述控制主机之间为无线信号传输，所述加热控制器用于根据检测的温度结果调控所述加热器的发热状态。

7.根据权利要求5所述的压力测量装置，其特征在于，

所述压力调控单元包括加压器、压力传感器和加压控制器；

所述加压器与所述加压口连接；

所述压力传感器用于检测所述加热腔的压力；

所述加压控制器与所述控制主机之间为无线信号传输，所述加压控制器用于根据检测的压力结果调控所述加压器的加压状态。

8.根据权利要求1所述的压力测量装置，其特征在于，所述隔热传压管用于与所述参考压力计连接的一端设有副装载仓，所述副装载仓的结构与所述装载仓的结构相同，所述副装载仓用于装载所述参考压力计。

9.根据权利要求8所述的压力测量装置，其特征在于，所述温度调控单元采用相同的方式与所述装载仓和所述副装载仓连接调控。

10.根据权利要求8所述的压力测量装置，其特征在于，所述压力调控单元采用相同的方式与所述装载仓和所述副装载仓连接调控。

Images