CN113970404A - 一种高温脉冲压力校准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种高温脉冲压力校准装置，属于试验技术领域。本发明包括加速度传感器、锤体、活塞杆、套筒、隔热层、液压缸、液压油、加热装置，校准对象为被校压力传感器。本发明通过锤体自由下落冲击液压活塞系统，活塞受到冲击在密闭高温液压缸中压缩液体并反弹形成一个类似半脉冲的压力脉冲，被校压力传感器安装在液压缸上，锤体上端安装加速度传感器，通过测量锤体的加速度，以及活塞的截面积，得到液压缸内脉冲压力的大小。为了保证密封性，活塞与液压缸内壁应选用同一种材质，保证在相同的温度变化下，其材料的变形量一致。本发明具有溯源链清晰、校准精度高、操作方便简单、无污染、不损毁传感器、高耐用性、高可靠性、高安全性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种高温脉冲压力校准装置，尤其涉及一种温度、脉宽、压力可调的脉冲压力校准装置，属于试验技术领域。
背景技术
随着科学技术的不断发展，需要进行动态测试的领域不断增加，目前脉冲压力校准装置是应用最广的动态压力校准装置之一，脉冲类压力校准装置在实验中可以通过调节压力，从而得到压力测试系统的在满量程范围内的输出灵敏度以及非线性。目前国内脉冲压力校准装置基本都在常温或实验室环境下进行校准，即在常温或实验室的温度条件下，将被校压力测试系统安装在脉冲压力校准装置上，通过施加不同脉宽、不同压力下的脉冲压力，从而得到被校压力测试系统的输出灵敏度以及非线性，但是目前大部分动态压力测试系统实际的使用工况是安装在高温环境下进行测试，因此常温下的校准结果难以准确体现压力测试系统的高温环境下的输出特性。当前的高温脉冲压力校准技术难以解决溯源的问题，标准压力幅值难以得到。从而难以实现动态压力测试系统在高温条件下的校准。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温脉冲压力校准装置，该校准装置能够实现温度、脉宽、压力可调的脉冲压力校准，具有溯源链清晰、校准精度高、操作方便简单、无污染、不损毁传感器、高耐用性、高可靠性、高安全性的优点。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明公开的一种高温脉冲压力校准装置，包括加速度传感器、锤体、活塞杆、套筒、隔热层、液压缸、液压油、加热装置，校准对象为被校压力传感器。
高温脉冲压力校准装置由上、下两部分组成，下部为被校压力传感器校准系统，上部为压力发生系统；液压缸安装在地面上，套筒与液压缸通过螺纹配套安装；液压缸外部安装隔热层，内部填充液压油，下部安装加热装置；被校压力传感器安装在液压缸的侧壁上；活塞杆与套筒间隙配合安装；活塞上端为锤体，锤体上安装加速度传感器。
本发明公开的一种高温脉冲压力校准装置的工作方法为：进行脉冲动态压力试验时，首先根据被校传感器的量程选择相适应质量的锤体，将被校压力传感器安装在液压缸的侧壁上，然后将加热装置设置至试验温度，待温度达到目标值后，液压缸中的液压油处于设定温度条件下，将锤体释放，锤体自由落体冲击活塞杆，活塞杆通过挤压液压油，在液压缸内形成脉冲压力变化，通过读取加速度传感器的电信号输出值，乘以锤体的质量，得到作用在活塞杆上的力值，除以活塞杆的面积，计算得到标准压力值，再读取被校压力传感器的电信号输出值，计算得到被校压力传感器的灵敏度，即实现对被校压力传感器的高温脉冲压力校准。
有益效果：
1、本发明公开的一种高温脉冲压力校准装置，通过锤体自由下落冲击液压活塞系统，活塞受到冲击在密闭高温液压缸中压缩液体并反弹形成一个类似半脉冲的压力脉冲，被校压力传感器安装在液压缸上，锤体上端安装一个加速度传感器，通过测量锤体的加速度，以及活塞的截面积，得到液压缸内脉冲压力的大小，通过读取加速度传感器的电信号输出值，乘以锤体的质量，得到作用在活塞杆上的力值，除以活塞杆的面积，计算得到标准压力值，再读取被校压力传感器的电信号输出值，计算得到被校压力传感器的灵敏度，即实现对被校压力传感器的高温脉冲压力校准。
2、本发明公开的一种高温脉冲压力校准装置，通过锤体自由下落撞击活塞杆来产生脉冲压力，由于标准压力传感器在高温的环境条件下输出的准确性无法保障，因此只能将压力参数转化为力值参数的方式来进行校准。本发明通过测量锤体的加速度，得到作用在活塞杆上的力值，然后除以活塞杆的截面积得到脉冲压力的大小，溯源链清晰，避免标准压力传感器在高温条件下输出不准所导致的问题。
3、本发明公开的一种高温脉冲压力校准装置，能够产生一个高温条件下脉宽、压力值大小可调的脉冲压力，并且采用介质加热的方式，模拟实际的使用工况条件；并且操作方便简单，无污染，不损毁传感器，具有非常高的耐用性和可靠性，非常适合于中低压动态压力的校准与模拟试验。
4、本发明公开的一种高温脉冲压力校准装置，对液压活塞系统的要求非常特殊，除了一般液压活塞系统所要求的摩擦小、泄漏小之外，特别还要求承受高温、高速度。本装置设计时保证活塞与活塞套筒的材料要保持一致，即使在高温条件下，活塞与活塞套筒的膨胀保持一致，避免出现抱死或者大量泄漏的情况出现。
5、为了尽可能模拟真实的工况条件，本发明公开的一种高温脉冲压力校准装置，采用对介质加热的方式，在试验过程中，在液压缸外部安装隔热层，在减少热量损失的同时，能够减少热能泄漏，保证温度控制的更加精确，还能保证实验人员在实验中的安全性。
附图说明
图1是本发明公开的一种高温脉冲压力校准装置原理示意图。
其中，1—加速度传感器、2—锤体、3—活塞杆、4—套筒、5—隔热层、6—液压缸、7—液压油、8—被校压力传感器、9—加热装置。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例公开一种高温脉冲压力校准装置，包括加速度传感器1、锤体2、活塞杆3、套筒4、隔热层5、液压缸6、液压油7、被校压力传感器8、加热装置9。
高温脉冲压力校准装置由上、下两部分组成，下部为被校压力传感器校准系统，上部为压力发生系统；液压缸7安装在地面上，套筒4与液压缸6通过螺纹配套安装；液压缸6外部安装隔热层5，内部填充液压油7，下部安装加热装置9；被校压力传感器8安装在液压缸6的侧壁上；活塞杆3与套筒4间隙配合安装；活塞上端为锤体2，锤体2上安装加速度传感器1。
本实施例公开一种高温脉冲压力校准装置的工作方法为：被校压力传感器8进行高温试验，传感器量程1MPa，进行高温脉冲动态压力试验时，首先根据被校传感器9的量程选择1kg的锤体2，将被校压力传感器8安装在液压缸6的侧壁上，然后将加热装置9设置至200℃，待温度达到目标值后，液压缸6中的液压油7处于设定温度条件下，将锤体2从高度0.3米的高度释放，锤体2自由落体冲击活塞杆3，活塞杆3通过挤压液压油7，在液压缸6内形成1MPa脉冲压力变化，通过读取加速度传感器1的电信号输出值，乘以锤体2的质量1kg，得到作用在活塞杆3上的力值，除以活塞杆3的面积，计算得到标准压力值，再读取被校压力传感器8的电信号输出值，计算得到被校压力传感器8的灵敏度。
本实施例公开一种高温脉冲压力校准装置，所涉及的机械结构都具有非常长的使用寿命以及长时间连续使用能力，并且液体介质可以循环使用，对传感器以及使用环境都不会造成损坏与污染。
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)
1.一种高温脉冲压力校准装置，其特征在于：包括加速度传感器(1)、锤体(2)、活塞杆(3)、套筒(4)、隔热层(5)、液压缸(6)、液压油(7)、被校压力传感器(8)、加热装置(9)；
高温脉冲压力校准装置由上、下两部分组成，下部为被校压力传感器校准系统，上部为压力发生系统；液压缸(7)安装在地面上，套筒(4)与液压缸(6)通过螺纹配套安装；液压缸(6)外部安装隔热层(5)，内部填充液压油(7)，下部安装加热装置(9)；被校压力传感器(8)安装在液压缸(6)的侧壁上；活塞杆(3)与套筒(4)间隙配合安装；活塞上端为锤体(2)，锤体(2)上安装加速度传感器(1)。
2.如权利要求1所述的一种高温脉冲压力校准装置，其特征在于：进行脉冲动态压力试验时，首先根据被校传感器的量程选择相适应质量的锤体(2)，将被校压力传感器(8)安装在液压缸(6)的侧壁上，然后将加热装置(9)设置至试验温度，待温度达到目标值后，液压缸(6)中的液压油(7)处于设定温度条件下，将锤体(2)释放，锤体(2)自由落体冲击活塞杆(3)，活塞杆(3)通过挤压液压油(7)，在液压缸(6)内形成一个脉冲压力变化，通过读取加速度传感器(1)的电信号输出值，乘以锤体(2)的质量，得到作用在活塞杆(3)上的力值，除以活塞杆(3)的面积，计算得到标准压力值，再读取被校压力传感器(8)的电信号输出值，计算得到被校压力传感器(8)的灵敏度，即实现对被校压力传感器(8)的高温脉冲压力校准。
3.如权利要求1或2所述的一种高温脉冲压力校准装置，其特征在于：通过活塞杆(3)与活塞套筒(4)的材料要保持一致，使在高温条件下塞杆(3)与活塞套筒(4)的膨胀保持一致，避免出现抱死或者大量泄漏的情况出现。
4.如权利要求1或2所述的一种高温脉冲压力校准装置，其特征在于：采用对介质加热的方式，在试验过程中，为了减少热能泄漏，保证温度控制的更加精确，在液压缸(6)外部安装隔热层(5)，在减少热量损失的同时，还能保证实验人员在实验中的安全性。
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