CN113442459B - 一种电容薄膜真空计膜片张紧机构、系统、方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容薄膜真空计膜片张紧机构、系统、方法及装置，其中，张紧机构包括：压紧机构，用于压紧中心膜片外周以固定中心膜片；多点顶出机构，设置在所述压紧机构下方，其设有通过顶出而张紧固定在所述压紧机构上的中心膜片的顶杆组；对位机构，安装在所述压紧机构与多点顶出机构之间，用于对位调节压紧机构和多点顶出机构，所述顶杆组包括若干通过液压驱动伸缩的顶杆；该张紧机构通过多点顶出机构的顶杆组顶出对中心膜片进行张紧即可完成中心膜片的张紧处理，使得中心膜片达到预定张紧力，具有张紧度可控、中心膜片各区域张紧效果均匀等优点。

Description

一种电容薄膜真空计膜片张紧机构、系统、方法及装置

技术领域

本申请涉及测量仪器技术领域，具体而言，涉及一种电容薄膜真空计膜片张紧机构、系统、方法及装置。

背景技术

电容薄膜真空计（又称电容薄膜规）是一种全压强真空测量仪器，具有高稳定性、高精度、耐腐蚀性等优点，广泛应用在航天航空、核工业、半导体装备等重要领域。

电容薄膜规主要是根据弹性元件（中心膜片）在压差作用下产生应变而引起电容变化的原理制成。电容薄膜规的关键部件是中心膜片，中心膜片的力学性能直接关系到真空计测量的准确性和工作性能。

中心膜片的关键技术在于膜片材料、膜片的张紧、膜片的焊接。当膜片材料确定之后，中心膜片在焊接到基座上之前需要用张紧工装进行张紧，只有中心膜片达到预定张紧力才能达到最好的焊接效果和工作状态。

传统的膜片张紧焊接工装如附图1所示。其主要过程是在压紧螺钉的作用下，上下压紧圈将膜片夹紧，然后旋转体旋转向下运动，带动张紧圈压向膜片，从而将膜片张紧。这种张紧装置，结构相对简单，但是效率低并且存在以下几个技术问题：

（1）张紧力受限。这种夹紧和张紧方式，中心膜片仅内侧边缘部分受到张紧圈挤压形变，从而导致接触部分受应力集中比较大，而膜片比较薄，容易在张紧圈外侧区域拉爆膜片，所以，整个张紧装置张紧力有限。

（2）膜片的张力分布不均匀。这种张紧装置的张紧方式只对膜片外侧张紧圈处产生较大的张力，而由于膜片中心区域变形小而对膜片中心区域产生较小的张紧力，最终导致中心膜片各处张力分布不均匀。

针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电容薄膜真空计的中心膜片张紧方法及张紧装置，达到张紧力度均匀、有效防止中心膜片张紧时被拉爆的效果。

第一方面，本申请提供了一种电容薄膜真空计膜片张紧机构，用于张紧电容薄膜真空计的中心膜片，包括：

压紧机构，用于压紧中心膜片外周以固定中心膜片；

多点顶出机构，设置在所述压紧机构下方，其设有通过顶出而张紧固定在所述压紧机构上的中心膜片的顶杆组；

对位机构，安装在所述压紧机构与多点顶出机构之间，用于对位调节压紧机构和多点顶出机构；

所述顶杆组包括若干通过液压驱动伸缩的顶杆。

本申请实施例的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构,通过多点顶出机构的顶杆组顶出对中心膜片进行张紧即可完成中心膜片的张紧处理，使得中心膜片达到预定张紧力，以便能达到最好的焊接效果和工作状态；另外，采用顶杆组结构对中心膜片进行张紧处理，使得中心膜片仅受到顶杆组顶出方向的作用力，可有效避免中心膜片张紧时被拉爆。

所述的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构，其中，所述压紧机构包括上压紧圈和用于与所述上压紧圈配合压紧所述中心膜片外周的下压紧圈，所述下压紧圈中部设有供顶杆组通过的张紧孔。

所述的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构，其中，若干所述顶杆为多重圆环均匀分布。

第二方面，本申请还提供了一种电容薄膜真空计的中心膜片张紧系统，用于张紧电容薄膜真空计的中心膜片，其特征在于，包括：

上述电容薄膜真空计膜片张紧机构，用于通过顶杆组伸出而张紧中心膜片；

仿真模块，用于仿真计算中心膜片需求的顶杆组的仿真顶出信息；

液压模块，用于驱动所述顶杆组伸出进行中心膜片张紧；

主控模块，用于根据所述仿真顶出信息控制液压模块输出驱动所述顶杆组伸出进行中心膜片张紧，并在中心膜片处于张紧状态下控制液压模块保持液压而对中心膜片进行保压定型处理。

本申请实施例的一种电容薄膜真空计的中心膜片张紧系统，通过主控模块驱动液压模块使张紧机构的顶杆组伸出而对中心膜片进行张紧处理，顶杆组具体顶出情况基于仿真模块的仿真顶出信息进行，使得中心膜片达到预定张紧力，可有效避免中心膜片张紧时被拉爆，具有自动化程度高、张紧力范围大、张紧度可控、中心膜片各区域张紧效果均匀等优点。

所述的一种电容薄膜真空计的中心膜片张紧系统，其中，还包括在线测量模块，用于在线测量顶杆组的实际顶出信息；所述主控模块基于实际顶出信息和仿真顶出信息校正液压模块输出情况。

所述的一种电容薄膜真空计的中心膜片张紧系统，其中，还包括溢流模块，用于对液压模块进行溢流处理，当所述实际顶出信息超过所述仿真顶出信息时，所述主控模块控制溢流模块对所述液压模块进行溢流处理而使所述实际顶出信息与所述仿真顶出信息一致。

所述的一种电容薄膜真空计的中心膜片张紧系统，其中，所述仿真顶出信息包括顶出距离信息和顶出速度信息。

第三方面，本申请还提供了一种基于上述电容薄膜真空计膜片张紧机构的中心膜片张紧方法，所述方法包括以下步骤：

S1、获取仿真计算出的中心膜片需求的顶杆组的仿真顶出信息；

S2、基于所述仿真顶出信息控制所述多点顶出机构张紧中心膜片；

S3、在中心膜片处于张紧状态下控制多点顶出机构保持位置而对中心膜片进行保压定型处理。

本申请实施例的中心膜片张紧方法，基于获取仿真顶出信息控制多点顶出机构中顶杆组定量顶出而张紧中心膜片，再通过定性处理使得中心膜片张紧成型稳定，具有张紧力度精确可控、中心膜片各区域张紧效果均匀等优点。

第四方面，本申请还提供了一种基于上述电容薄膜真空计膜片张紧机构的中心膜片张紧装置，包括：

获取模块，用于获取仿真计算出的中心膜片需求的顶杆组的仿真顶出信息；

发送模块，基于获取模块获取的仿真顶出信息发出液压控制信息以驱动多点顶出机构张紧中心膜片；

保持模块，在中心膜片处于张紧状态下发出保持信息控制多点顶出机构保持位置而对中心膜片进行保压定型处理。

本申请实施例的中心膜片张紧方法，基于获取模块获取仿真顶出信息，然后利用发送模块发送控制信息以控制多点顶出机构中顶杆组定量顶出而张紧中心膜片，再通过保持模块发出保持信息对中心膜片进行保压定型处理，使得中心膜片张紧成型稳定，具有张紧力度精确可控、中心膜片各区域张紧效果均匀等优点。

由上可知，本申请提供了一种电容薄膜真空计膜片张紧机构、系统、方法及装置，其中，张紧机构通过多点顶出机构的顶杆组顶出对中心膜片进行张紧即可完成中心膜片的张紧处理，使得中心膜片达到预定张紧力，具有张紧度可控、中心膜片各区域张紧效果均匀等优点；另外，采用顶杆组结构对中心膜片进行张紧处理，使得中心膜片仅受到顶杆组顶出方向的作用力，可有效避免中心膜片张紧时被拉爆。

附图说明

图1为现有张紧工装的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构的立体结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构的中部剖视结构示意图。

图4为腔体的剖视结构示意图。

图5为本申请实施例提供的张紧系统的结构示意图。

图6为本申请实施例提供的张紧系统的详细结构示意图。

图7为顶杆组顶杆伸出的过程图。

图8为本申请实施例提供的张紧方法的流程图。

图9为本申请实施例提供的张紧装置的结构示意图。

图10为仿真过程中的有限元模型的结构示意图。

图11为现有张紧装置的张紧仿真结果图。

图12为本申请实施例提供的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构的张紧仿真结果图。

图13为本申请实施例提供的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构的应力取点示意图。

附图标记：1、压紧机构；2、多点顶出机构；3、对位机构；11、上压紧圈；12、下压紧圈；21、顶杆组；31、腔体；32、压紧螺钉；121、张紧孔。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一方面，请参照图2-4，图2-4是本申请一些实施例中的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构，用于张紧电容薄膜真空计的中心膜片，包括：

压紧机构1，用于压紧中心膜片外周以固定中心膜片；

多点顶出机构2，设置在压紧机构1下方，其设有通过顶出而张紧固定在压紧机构1上的中心膜片的顶杆组21；

对位机构3，安装在压紧机构1与多点顶出机构2之间，用于对位调节压紧机构1和多点顶出机构2；

顶杆组21包括若干通过液压驱动伸缩的顶杆。

具体地，顶杆通过液压驱动的方式进行顶出，使得顶杆具有足够的顶出力度、速度对中心膜片进行张紧处理，其次，还可通过调节液压改变顶杆的顶出深度，进而改变中心膜片的张紧效果，具有调节方便、张紧效果好的特点。

本申请实施例的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构使用时，利用压紧机构1固定中心膜片外周，然后通过对位机构3将压紧机构1连同中心膜片设置在多点顶出机构2上，使中心膜片中部对正多点顶出机构2的顶杆组21，再通过多点顶出机构2的顶杆组21顶出对中心膜片进行张紧即可完成中心膜片的张紧处理，使得中心膜片达到预定张紧力，以便能达到最好的焊接效果和工作状态。

具体地，本申请实施例的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构采用顶杆组21结构对中心膜片进行张紧处理，使得中心膜片仅受到顶杆组21顶出方向的作用力，可有效避免中心膜片张紧时被拉爆。

具体地，顶杆组21顶出而对中心膜片进行张紧处理的过程为使中心膜片中部朝上凸出的过程。

更具体地，由于采用了顶杆组21结构顶出实现中心膜片的张紧处理，使得中心膜片可根据顶杆组21的设计分布、顶出深度精准调节张紧效果，即精准调节中心膜片的受力分布，实现张紧力度、张紧位置的精准控制，从而优化中心膜片的张紧处理效果。

在一些优选的实施方式中，压紧机构1包括上压紧圈11和用于与上压紧圈11配合压紧中心膜片外周的下压紧圈12，下压紧圈12中部设有供顶杆组21通过的张紧孔121。

具体地，在申请实施例的张紧机构使用时，通过上压紧圈11和下压紧圈12相互配合压紧锁定中心膜片外周边缘，使得多点顶出机构2上顶杆组21顶出对中心膜片中部施压产生张紧形变而外周边缘固定不变，从而使得中心膜片达到预定张紧力，获得需求形态的中心膜片。

具体地，上压紧圈11中部具有与张紧孔121大小、位置对应的避让孔，使得顶杆组21顶出张紧中心膜片而使中心膜片可在避让孔中凸出，利于中心膜片张紧形变。

更具体地，在本申请实施例的张紧机构使用时，顶杆组21位于下压紧圈12的张紧孔121内，其朝向中心膜片顶出即可对中心膜片进行张紧处理。

更具体地，利用上压紧圈11和下压紧圈12固定中心膜片外周时，可从避让孔观察上压紧圈11和下压紧圈12是否成功固定中心膜片外周边缘。

在一些优选的实施方式中，若干顶杆为多重圆环均匀分布。

在一些优选的实施方式中，呈多重圆环均匀分布的顶杆顶端高度为平齐设计；另外，多个顶杆可同时顶出，或为中间顶杆率先顶出再逐步辐射至外圈顶杆顶出；在第二种顶出过程中，位于中心处的顶杆率先顶出到预定位置对中心膜片进行张紧，然后由中心向外圈扩散，即由中间到外圈上的顶杆逐圈在顶出过程中逐步与中心膜片接触，使得中心膜片中部均匀朝上凸出；相比起传统单一圆环状张紧圈对中心膜片进行张紧处理，本申请实施例采用多重圆环均匀分布的顶杆进行张紧处理，可提高中心膜片的张紧成型质量，使中心膜片能受顶杆顶出而均匀凸出，并有效防止中心膜片被拉爆。

在本申请实施例中，顶杆优选为由中间到外圈逐步伸出而对中心膜片进行张紧处理，即如图7所示，顶杆组21设置为三重圆环设计，如图7（a）所示，先由张紧机构中心部分的顶杆顶出张紧膜片，再如图7（b）所示，由中部圆环上的顶杆顶出而与中心部分的顶杆共同张紧膜片，最后由外圆环上的顶杆顶出张紧膜片，最终张紧状态时，所有顶杆伸出距离一致，该张紧过程可有效降低应力集中，从而提高膜片的耐受力，有效防止膜片被拉爆。

具体地，在中心膜片张紧处理过程的结束阶段，还包含保压定型处理，在本申请实施例中，在顶杆顶出使得中心膜片需要的凸出形态后，保持液压输出而使得顶杆保持在该顶出位置一段时间而使中心膜片定型，可利用多个顶杆对中心膜片进行多点支撑而实现多点定型处理，可使中心膜片定型效果更佳。

具体地，在实际设计中根据张紧精度相应设计顶杆数量、分布密度，在本实施例中，顶杆优选为5圈共62根设置，因此，顶杆进行张紧时可分为1-5个阶段进行顶出张紧。

在一些优选的实施方式中，多点顶出机构2包括顶杆组21、顶出基座，顶出基座中设有若干通孔，顶杆组21中顶杆与通孔滑动连接，并由外部液压驱动机构驱动在通孔上滑动。

具体地，设置通孔可限定顶杆组21的顶出方向，确保顶杆初始时能垂直朝向中心膜片表面进行张紧处理。

在一些优选的实施方式中，对位机构3包括腔体31。

具体地，顶出基座成阶梯圆柱状，腔体31套接在基座上，而下压紧圈12设于腔体31内，使得压紧机构1设于腔体31上实现与多点顶出机构2的自动对位。

在一些优选的实施方式中，对位机构3还包括压紧螺钉32；具体地，上压紧圈11设有通孔，腔体31上设有螺孔，压紧螺钉32穿过通孔后与螺孔螺纹连接而将上压紧圈11、下压紧圈12固定，进而使得上压紧圈11与下压紧圈12可更牢固定中心膜片，防止顶杆进行中心膜片张紧时中心膜片松动。

在一些优选的实施方式中，下压紧圈12外周设有若干圆周阵列的凹槽，腔体31内周设有若干与凹槽对应且可与凹槽配合的凸块，螺孔竖向设于凸块上；凹槽与凸块配合可使下压紧圈12与腔体31配合严密，确保压紧机构1与多点顶出机构2对位准确。

具体地，上压紧圈11底部具有若干可与凹槽配合的插条，使得上压紧圈11可与下压紧圈12配合严密，可有效防止上压紧圈11、下压紧圈12相对转动。

更具体地，压紧螺钉32穿过插条而与螺孔螺纹连接，进而将上压紧圈11、中心膜片、下压紧圈12紧固在对位机构3上，并有效防止上压紧圈11、下压紧圈12之间松动而导致中心膜片松脱。

第二方面，请参照图5-7，图5-7是本申请一些实施例中提供的一种电容薄膜真空计的中心膜片张紧系统，用于张紧电容薄膜真空计的中心膜片，其特征在于，包括：

如上述实施例的电容薄膜真空计膜片张紧机构，用于通过顶杆组21伸出而张紧中心膜片；

仿真模块，用于仿真计算中心膜片需求的顶杆组21的仿真顶出信息；

液压模块，用于驱动顶杆组21伸出进行中心膜片张紧；

主控模块，用于根据仿真顶出信息控制液压模块输出驱动顶杆组21伸出进行中心膜片张紧，并在中心膜片处于张紧状态下控制液压模块保持液压而对中心膜片进行保压定型处理。

本申请实施例的一种电容薄膜真空计的中心膜片张紧系统，通过主控模块驱动液压模块使张紧机构的顶杆组21伸出而对中心膜片进行张紧处理，顶杆组21具体顶出情况基于仿真模块的仿真顶出信息进行，使得中心膜片达到预定张紧力，可有效避免中心膜片张紧时被拉爆。

具体地，仿真顶出信息为顶杆组进行中心膜片张紧时需要的顶出情况，如包括顶出速度、顶出距离。

具体地，仿真模块预先仿真整个中心膜片张紧过程，计算出中心膜片张紧成型所需的关于顶杆组21顶出情况的仿真顶出信息，主控模块基于该仿真顶出信息控制液压模块提供合适的液压驱动力进而使得张紧机构中顶杆顶出对中心膜片进行张紧处理，有效确保顶杆顶出到位使得中心膜片具有良好的张紧成型效果，具有自动化程度高、张紧力范围大、张紧度可控、中心膜片各区域张紧效果均匀等优点。

具体地，顶杆组21为多重圆环分布的顶杆组成，相应地，液压模块具有多个液压组件，液压组件数量优选为与圆环数量一致，由此，可独立驱动不同圆环上顶杆进行顶出，从而使得顶杆可实现由中间到外圈逐圈顶出而与中心膜片接触进行张紧处理，达到降低应力集中、提高膜片的耐受力、防止膜片被拉爆的目的。

在一些优选的实施方式中，还包括在线测量模块，用于在线测量顶杆组21的实际顶出信息；主控模块基于实际顶出信息和仿真顶出信息校正液压模块输出情况。

具体地，主控模块实时读取在线测量模块测取的实际顶出信息，并将实际顶出信息与仿真顶出信息进行比较，根据比较结果的差值实时调整液压模块的液压以改变张紧机构中顶杆组21的顶出深度，确保顶杆组21顶出到位确保中心膜片的张紧效果，并避免顶杆组21顶出过度而损坏中心膜片。

在一些优选的实施方式中，在线测量模块可以是检测顶杆组21伸出深度来直接测量顶杆组21的实际顶出信息，还可以是测量液压模块的液压运动端的位置来间接测量顶杆组21的实际顶出信息，还可以是测量液压模块的液压来间接测量顶杆组21的实际顶出信息。

在一些优选的实施方式中，还包括溢流模块，用于对液压模块进行溢流处理，当实际顶出信息超过仿真顶出信息时，主控模块控制溢流模块对液压模块进行溢流处理而使实际顶出信息与仿真顶出信息一致。

具体地，当主控模块识别出实际顶出信息超出仿真顶出信息时，即表面顶杆组21过度顶出，此时，主控模块控制溢流模块启动而溢流液压模块中液体，以使得顶杆组21受压减少，并利用中心膜片自身弹性作用力撤回顶杆组21，避免顶杆组21过度顶出时间过长而导致中心膜片在非需求张紧状态中稳定下来。

在一些优选的实施方式中，仿真顶出信息包括顶出距离信息和顶出速度信息。

具体地，顶出距离信息用于限定中心膜片张紧凸出时顶杆组21的顶出深度，顶出速度信息用于限定中心膜片张紧过程中顶杆组21的伸出速度，两类信息配合下可限定顶杆组21在张紧过程中的运动情况，确保中心膜片张紧过程顺利进行。

更具体地，实际顶出信息用于反映顶杆组21实际顶出情况，其包含对应于仿真顶出信息中顶出距离信息的实际顶出距离，对应于仿真顶出信息中顶出速度信息的实际顶出速度。

在一些优选的实施方式中，仿真顶出信息还包括保压信息；在中心膜片张紧凸出后，需要保持张紧状态一段时间，使其形态成型固定，因而顶杆组21张紧中心膜片后需要维持顶出状态一段时间，该保压信息限定中心膜片张紧时液压模块稳定供压的时间，即限定顶杆组21顶出到位的持续时间。

在一些优选的实施方式中，液压模块包括通过油路连接的油泵、过滤器、单向阀、节流阀、换向阀、液压缸，其中，换向阀另一端与油箱连接，油泵连接有供压用的电机，液压缸用于驱动张紧机构的顶杆组21顶出或撤回。

其中，溢流模块为电磁溢流阀，设于油路中，可避免液压模块供压过大。

具体地，主控模块通过控制油泵供油以增压使顶杆组21顶出，通过换向阀切换液压缸连接位置再进行供压的方式实现顶杆组21撤回，另外，顶杆组21顶出过度后需利用换向阀切换液压缸连接方式，然后在不供压情况下启动电磁溢流阀进行溢流而避免供压过大。

第三方面，请参照图8，图8是本申请一些实施例中提供的一种基于上述实施例电容薄膜真空计膜片张紧机构的中心膜片张紧方法，方法包括以下步骤：

S1、获取仿真计算出的中心膜片需求的顶杆组21的仿真顶出信息；

S2、基于仿真顶出信息控制多点顶出机构2张紧中心膜片；

S3、在中心膜片处于张紧状态下控制多点顶出机构2保持位置而对中心膜片进行保压定型处理。

本申请实施例的中心膜片张紧方法，基于获取仿真顶出信息控制多点顶出机构2中顶杆组21定量顶出而张紧中心膜片，再通过定性处理使得中心膜片张紧成型稳定，具有张紧力度精确可控、中心膜片各区域张紧效果均匀等优点。

在一些优选的实施方式中，基于仿真顶出信息控制多点顶出机构2张紧中心膜片的步骤包括获取顶杆组21的实际顶出信息，并将实际顶出信息与仿真顶出信息进行比较，根据比较结果的差值实时调整控制多点顶出机构2张紧中心膜片，确保顶杆组21顶出到位确保中心膜片的张紧效果，并避免过度而损坏中心膜片。

具体地，步骤S2中基于仿真顶出信息控制多点顶出机构2张紧中心膜片的过程为：基于仿真顶出信息中的速度信息、距离信息、时序信息，由中间到外圈地控制顶杆组中顶杆逐圈顶出而对中心膜片进行张紧处理。该张紧过程可有效降低应力集中，从而提高膜片的耐受力，有效防止膜片被拉爆。

第四方面，请参照图9，图9是本申请一些实施例中提供的一种基于上述实施例的电容薄膜真空计膜片张紧机构的中心膜片张紧装置，包括：

获取模块，用于获取仿真计算出的中心膜片需求的顶杆组21的仿真顶出信息；

发送模块，基于获取模块获取的仿真顶出信息发出液压控制信息以驱动多点顶出机构2张紧中心膜片；

保持模块，在中心膜片处于张紧状态下发出保持信息控制多点顶出机构2保持位置而对中心膜片进行保压定型处理。

本申请实施例的中心膜片张紧方法，基于获取模块获取仿真顶出信息，然后利用发送模块发送控制信息以控制多点顶出机构2中顶杆组21定量顶出而张紧中心膜片，再通过保持模块发出保持信息对中心膜片进行保压定型处理，使得中心膜片张紧成型稳定，具有张紧力度精确可控、中心膜片各区域张紧效果均匀等优点。

具体地，液压控制信息为用于控制液压模块输出量的控制指令。

具体地，保持信息为用于控制液压模块维持液压不变进行一定时间输出的控制指令。

在一些优选的实施方式中，还包括：

测量模块，用于在线获取顶杆组21的实际顶出信息；

比较模块，用于比较实际顶出信息与仿真顶出信息。

具体地，本申请实施例的张紧装置通过测量模块获取顶杆组21的实际顶出信息，并利用比较模块将实际顶出信息与仿真顶出信息进行比较，根据比较结果的差值实时调整控制多点顶出机构2张紧中心膜片，确保顶杆组21顶出到位确保中心膜片的张紧效果，并避免过度而损坏中心膜片。

为更清楚地反映出本申请实施例的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构、系统、方法及装置与现有膜片张紧方式的优劣，本申请实施例基于有限元分析方法，使用deform软件对现有膜片张紧过程和本申请实施例的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构、系统、方法及装置的张紧过程进行如图10-13所示的仿真分析。

具体地，仿真分析过程中，为满足Deform软件分析需求，做如下假设：

1、假设上压紧圈、下压紧圈、张紧圈为刚体；

2、假设膜片受力是均匀的，目的是简化模型；

3、假设膜片材质均匀分布，膜片的厚度为0.25μm，直径为80mm；

4、如图10所示，假设膜片受力为二维轴对称模型，目的是提高计算效率。

基于上述假设在Deform软件中建立仿真模型，然后分别进行现有张紧装置和本申请实施例的张紧机构对膜片进行张紧的仿真模拟，其中，在仿真过程中，本申请实施例的张紧机构中的顶杆组为三圈顶杆设计以简化计算过程。

在仿真过程中，本申请实施例的张紧机构的三圈顶杆错开张紧时间，即内圈顶杆顶出到设定距离后中圈顶杆开始顶出，中圈顶杆顶出到设定距离后外圈顶杆再开始顶出，且三圈顶杆均顶出相同的距离。其中最外圈的顶杆与传统张紧方法的张紧圈位置相一致，以保证控制变量以及结果的可靠性，同时要求现有张紧装置和本申请实施例的张紧机构的摩擦力、下压速度、下压距离等参数都保持一致，使得最终的有限元应力分析结果如图11-12所示。

参见图11-12可知，现有张紧装置对膜片张紧时，产生明显集中的应力，且最高达到516MPa，而本申请实施例的张紧机构张紧过程中的应力最高为433MPa。因此，在同等参数条件下，本申请实施例的张紧机构用于张紧膜片时，可有效降低应力集中，从而提高膜片的耐受力，有效防止膜片被拉爆。

为更进一步地分析膜片的受力情况，分别对两种张紧方式的应力分析结果做进一步分析：沿膜片的水平方向，测取从最左端（膜片的中心位置）到膜片与张紧圈外侧接触的位置之间100个均匀设置的参考点的应力值，然后对每10个参考点的应力值求平均数，获得下表：

表1 现有张紧装置和本申请实施例的张紧机构张紧时的应力值分布及其离散程度

	#1	#2	#3	#4	#5	#6	#7	#8	#9	#10	极差	标准差
													现有张紧装置	153.68	154.43	156.19	160.49	157.30	157.80	157.96	158.40	159.00	197.80	44.11	12.31
本申请	143.32	143.32	143.32	143.32	143.32	143.32	143.33	143.37	143.94	178.55	35.22	10.54

根据上表可知，现有张紧装置张紧时的极差与标准差分别为44.11和12.31，而本申请实施例的张紧机构张紧时的极差与标准差分别为35.22和10.5。在统计学中，常用极差以及标准差来综合衡量一组数据的离散程度，因此，在该仿真结果中，可反映膜片内部各处张力分布的均匀性，由此可见，本申请实施例的张紧机构相比于现有张紧装置用于膜片张紧时，其对膜片产生的径向应力的分布更加均匀。综上，本申请实施例提供了一种电容薄膜真空计膜片张紧机构、系统、方法及装置，其中，张紧机构通过多点顶出机构2的顶杆组21顶出对中心膜片进行张紧即可完成中心膜片的张紧处理，使得中心膜片达到预定张紧力，具有张紧度可控、中心膜片各区域张紧效果均匀等优点；另外，采用顶杆组21结构对中心膜片进行张紧处理，使得中心膜片仅受到顶杆组21顶出方向的作用力，可有效避免中心膜片张紧时被拉爆。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电容薄膜真空计膜片张紧机构，用于张紧电容薄膜真空计的中心膜片，其特征在于，包括：

压紧机构（1），用于压紧中心膜片外周以固定中心膜片；

多点顶出机构（2），设置在所述压紧机构（1）下方，其设有通过顶出而张紧固定在所述压紧机构（1）上的中心膜片的顶杆组（21）；

对位机构（3），安装在所述压紧机构（1）与多点顶出机构（2）之间，用于对位调节压紧机构（1）和多点顶出机构（2）；

仿真模块，用于仿真计算中心膜片需求的顶杆组（21）的仿真顶出信息；

液压模块，用于驱动所述顶杆组（21）伸出进行中心膜片张紧；

主控模块，用于根据所述仿真顶出信息控制液压模块输出驱动所述顶杆组（21）伸出进行中心膜片张紧，并在中心膜片处于张紧状态下控制液压模块保持液压而对中心膜片进行保压定型处理；

所述顶杆组（21）包括若干通过液压驱动伸缩的顶杆。

2.根据权利要求1所述的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构，其特征在于，所述压紧机构（1）包括上压紧圈（11）和用于与所述上压紧圈（11）配合压紧所述中心膜片外周的下压紧圈（12），所述下压紧圈（12）中部设有供顶杆组（21）通过的张紧孔（121）。

3.根据权利要求1所述的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构，其特征在于，若干所述顶杆为多重圆环均匀分布。

4.根据权利要求1所述的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构，其特征在于，还包括在线测量模块，用于在线测量顶杆组（21）的实际顶出信息；所述主控模块基于实际顶出信息和仿真顶出信息校正液压模块输出情况。

5.根据权利要求4所述的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构，其特征在于，还包括溢流模块，用于对液压模块进行溢流处理，当所述实际顶出信息超过所述仿真顶出信息时，所述主控模块控制溢流模块对所述液压模块进行溢流处理而使所述实际顶出信息与所述仿真顶出信息一致。

6.根据权利要求1所述的一种电容薄膜真空计膜片张紧机构，其特征在于，所述仿真顶出信息包括顶出距离信息和顶出速度信息。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的电容薄膜真空计膜片张紧机构的中心膜片张紧方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、获取仿真计算出的中心膜片需求的顶杆组（21）的仿真顶出信息；

S2、基于所述仿真顶出信息控制所述多点顶出机构（2）张紧中心膜片；

S3、在中心膜片处于张紧状态下控制多点顶出机构（2）保持位置而对中心膜片进行保压定型处理。

8.一种基于权利要求1-6任一项所述的电容薄膜真空计膜片张紧机构的中心膜片张紧装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取仿真计算出的中心膜片需求的顶杆组（21）的仿真顶出信息；

发送模块，基于获取模块获取的仿真顶出信息发出液压控制信息以驱动多点顶出机构（2）张紧中心膜片；

保持模块，在中心膜片处于张紧状态下发出保持信息控制多点顶出机构（2）保持位置而对中心膜片进行保压定型处理。

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