CN114459742A - 减压器性能测试系统及多模式动态性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种减压器性能测试系统及多模式动态性能测试方法，解决现有对减压器性能测试是在静态下进行的，无法实现动态下性能测试问题。系统包括试验平台、高压气源、配气台、第三稳压气瓶、流量测量与调节机构、截止气动阀、第一压力传感器及测控单元；高压气源经配气台后分为两路，一路通过入口阀门、第一稳压气瓶与减压器进气口相连，另一路通过第二稳压气瓶与减压器操纵气口相连；第三稳压气瓶与减压器出气口相连；流量测量与调节机构包括依次设的第一阀门、第一气动调节阀、第一流量计、第二阀门及依次设的第三阀门、第二气动调节阀、第二流量计和第四阀门；第一、第三阀门与第三稳压气瓶相连；第二、第四阀门与截止气动阀相连。
Description
技术领域
本发明涉及减压器性能测试技术，具体涉及一种减压器性能测试系统及减压器多模式动态性能测试方法。
背景技术
减压器是试验台上气路系统最关键的设备之一，主要应用于推进剂增压气源压力控制、发动机吹除压力控制、试验系统工艺气压力控制等，试验过程中若减压器出现问题，可能会导致试验失败，甚至出现压力无法控制，导致气相爆炸等严重事故，因此需要对减压器性能与可靠性进行测试，以确保减压器的性能与可靠性满足工作需求。
现有对减压器性能和可靠性测试，通常是在减压器静态下进行的，主要包括减压器气密性、减压器静态、流量特性、失效模式及使用寿命考核与评估。但，减压器的工作过程是一个动态过程，现有测试系统无法实现减压器动态下的评估试验。因此，迫切需要设计一种减压器试验系统，以实现减压器动态下性能的考核与评估。
发明内容
为了解决现有对减压器性能和可靠性测试，是在静态下进行的，无法实现减压器动态下性能测试的技术问题，本发明提供了一种减压器性能测试系统及多模式动态性能测试方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种减压器性能测试系统，其特殊之处在于：包括试验平台、高压气源、配气台、入口阀门、第一稳压气瓶、第二稳压气瓶、第一增压单元、第二增压单元、第三稳压气瓶、流量测量与调节机构、截止气动阀、第一压力传感器以及测控单元；
所述试验平台用于放置被试减压器，减压器包括一个进气口、一个出气口和一个操纵气口；
所述高压气源经配气台后分为两路，其中一路通过依次设置的入口阀门、第一稳压气瓶与减压器的进气口相连，另一路通过第二稳压气瓶与减压器的操纵气口相连；
所述第一增压单元包括第一电磁阀和第一节流孔板，第一电磁阀的一端与第一稳压气瓶相连，另一端通过第一节流孔板与大气连通；
所述第三稳压气瓶的入口与减压器的出气口相连；
所述第二增压单元包括第二电磁阀和第二节流孔板，第二电磁阀的一端与减压器出气口和第三稳压气瓶入口之间的管路相连，另一端通过第二节流孔板与大气连通；
所述第一压力传感器用于测量被试减压器出气口的压力；
所述流量测量与调节机构包括并联的大流量调控组件和小流量调控组件；大流量调控组件包括依次设置的第一阀门、第一气动调节阀、第一流量计和第二阀门，第一阀门和第二阀门的口径相等；小流量调控组件包括依次设置的第三阀门、第二气动调节阀、第二流量计和第四阀门，第三阀门和第四阀门的口径相等，且小于第一阀门的口径；
所述第一阀门和第三阀门均与第三稳压气瓶的出口相连；第二阀门和第四阀门均与截止气动阀相连；
所述测控单元用于控制入口阀门、第一电磁阀、第二电磁阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和截止气动阀的动作，以及采集第一压力传感器、第一流量计和第二流量计的数据。
进一步地，还包括振动传感器、脉动传感器和速变采集单元，振动传感器和脉动传感器用于分别测量减压器工作过程中的振动和脉动压力，速变采集单元用于采集振动传感器获得的振动和脉动传感器获得的脉动压力。
进一步地，所述第一阀门和第二阀门的口径为DN50，第一气动调节阀为DN50气动调节阀，第一流量计为DN50质量流量计；
所述第三阀门和第四阀门的口径为DN10，第二气动调节阀为DN10气动调节阀，第二流量计为DN10质量流量计。
同时，本发明还提供了一种减压器多模式动态性能测试方法，其特殊之处在于，采用上述减压器性能测试系统，包括减压器入口压力衰减特性测试A、减压器响应时间特性测试B、减压器流量变化特性测试C、减压器抗入口扰动性能测试D和减压器抗出口扰动性能测试E；
所述减压器入口压力衰减特性测试A包括减压器大流量状态衰减测试A1和减压器小流量状态衰减测试A2；
所述减压器大流量状态衰减测试A1包括以下步骤：
A1.1)将被试减压器安装试验平台上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶的出口相连通；
A1.2)打开配气台的阀门与入口阀门，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
A1.3)打开第一阀门、第二阀门，调整第一气动调节阀的开度，并利用配气台调节减压器出口压力，打开气动截止阀，减压器出口压力稳定后，关闭入口阀门，并打开第一电磁阀，在减压器工作过程中使气源压力下降；
同时，第一压力传感器实时测量减压器出气口压力以及第一流量计实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器和第一流量计的数据；
所述减压器小流量状态衰减测试A2包括以下步骤：
A2.1)将被试减压器安装试验平台上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶的出口相连通；
A2.2)打开配气台阀门与入口阀门，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
A2.3)打开第三阀门、第四阀门，调整第二气动调节阀的开度，利用配气台调节减压器出口压力，打开气动截止阀，减压器出口压力稳定后，关闭入口阀门，并打开第一电磁阀，在减压器工作过程中使气源压力下降；
同时，第一压力传感器实时测量减压器出气口压力以及第二流量计实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器和第二流量计的数据；
所述减压器响应时间特性测试B具体包括减压器大流量响应特性测试B1和减压器小流量响应特性测试B2；
所述减压器大流量响应特性测试B1包括以下步骤：
B1.1)将被试减压器安装试验平台上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶的出口相连通；
B1.2)打开配气台的阀门与入口阀门，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
B1.3)打开第一阀门、第二阀门，调整第一气动调节阀的开度，并利用配气台调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，打开截止气动阀，达到设定时间后关闭截止气动阀；
同时，第一压力传感器实时测量减压器出气口压力以及第一流量计实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器和第一流量计的数据；
所述减压器小流量响应特性测试B2包括以下步骤：
B2.1)将被试减压器安装试验平台上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶的出口相连通；
B2.2)打开配气台的阀门与入口阀门，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
B2.3)打开第三阀门、第四阀门，调整第二气动调节阀的开度，利用配气台调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，打开截止气动阀，达到设定时间后关闭截止气动阀；
同时，第一压力传感器实时测量减压器出气口压力以及第二流量计实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器和第二流量计的数据；
所述减压器流量变化特性测试C包括减压器大流量状态特性测试C1和减压器小流量状态特性测试C2；
所述减压器大流量状态特性测试C1包括以下步骤：
C1.1)将被试减压器安装试验平台上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶的出口相连通；
C1.2)打开配气台的阀门与入口阀门，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
C1.3)打开第一阀门、第二阀门、截止气动阀，利用配气台调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，使第一气动调节阀的开度按照第一设定开度曲线呈阶跃变化，并达到设定时间后，关闭截止气动阀，然后第一气动调节阀的开度归零并再次打开截止气动阀，使第一气动调节阀的开度按照第二设定开度曲线呈线性变化，并达到设定时间后，关闭截止气动阀；
同时，第一压力传感器实时测量减压器出气口压力以及第一流量计实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器和第一流量计的数据。
所述减压器小流量状态特性测试C2包括以下步骤：
C2.1)将被试减压器安装试验平台上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶的出口相连通；
C2.2)打开配气台的阀门与入口阀门，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
C2.3)打开第三阀门、第四阀门、截止气动阀，利用配气台调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，使第二气动调节阀的开度按照第三设定曲线呈阶跃变化，并达到设定时间后，关闭截止气动阀，然后第二气动调节阀的开度归零并再次打开截止气动阀，使第二气动调节阀的开度按照第四设定开度呈线性变化，并达到设定时间后，关闭截止气动阀；
同时，第一压力传感器实时测量减压器出气口压力以及第二流量计实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器和第二流量计的数据。
所述减压器抗入口扰动性能测试D具体包括以下步骤：
D.1)将被试减压器安装试验平台上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶的出口相连通；
D.2)打开配气台的阀门与入口阀门，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
D.3)打开第一阀门、第二阀门，调整节第一气动调节阀的开度，并利用配气台调节减压器出口压力，打开截止气动阀，减压器出口压力稳定后，脉冲动作第一电磁阀和间隔动作第一电磁阀；
同时，第一压力传感器实时测量减压器出气口压力以及第一流量计实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器和第一流量计的数据；
所述减压器抗出口扰动性能测试E具体包括以下步骤：
E.1)将被试减压器安装试验平台上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶的出口相连通；
E.2)打开配气台的阀门与入口阀门，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
E.3)打开第一阀门、第二阀门，调整第一气动调节阀的开度，利用配气台调节减压器出口压力，打开截止气动阀，减压器出口压力稳定后，脉冲动作第二电磁阀和间隔动作第二电磁阀；
同时，第一压力传感器实时测量减压器出气口压力以及第一流量计实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器和第一流量计的数据。
进一步地，步骤A1.2)、步骤A2.2)、步骤B1.2)、步骤B2.2)、步骤C1.2)、步骤C2.2)、步骤D.2)、步骤E.2)中，压力设定数值均为20MPa；
步骤A1.3)和步骤A2.3)中，气源压力下降具体均为气源压力从25MPa降至10MPa。
进一步地，步骤B1.3)、步骤B2.3)中，所述设定时间为5s。
进一步地，步骤C1.3)中，第一设定开度曲线的阶跃变化为20％、60％、100％阶跃变化；第二设定开度曲线的线性变化为0％-100％线性变化；设定时间为10s。
步骤C2.3)中，第三设定开度曲线的阶跃变化为20％、60％、100％阶跃变化；第四设定开度曲线的线性变化为0％-100％线性变化；设定时间为10s。
进一步地，步骤D.3)中，所述间隔动作第一电磁阀具体为间隔20s动作第一电磁阀；
步骤E.3)中，所述间隔动作第二电磁阀具体为间隔20s动作第二电磁阀。
进一步地，还包括步骤D.4)：更换孔径不同的第一节流孔板，执行步骤D.3)，进行不同节流作用下减振器的抗入口扰动性能测试；
还包括步骤E.4)：更换孔径不同的第二节流孔板，执行步骤E3)，进行不同节流作用下减振器的抗出口扰动性能。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明测试系统及方法可在动态下实现对减压器性能的测试，包括减压器入口压力衰减特性测试、减压器响应时间特性测试、减压器流量变化特性测试、减压器抗入口扰动性能测试和减压器抗出口扰动性能测试，可以更加全面的实现减压器动态性能的测试，对减压器进行全面考核与评估。
2、本发明测试系统包括第一稳压气瓶和第二稳压气瓶，可提高抗干扰能力，并提高稳定性，使供应被试减压器的压力可保持一个恒定力，进而提高测试的准确性。
附图说明
图1是本发明减压器性能测试系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中减压器入口压力扰动试验数据曲线图；
其中，附图标记如下：
1-试验平台，2-高压气源，3-配气台，4-入口阀门，5-第一稳压气瓶，6-第二稳压气瓶；
71-第一电磁阀，72-第一节流孔板；
81-第二电磁阀，82-第二节流孔板；
9-第三稳压气瓶；
101-第一阀门，102-第一气动调节阀，103-第一流量计，104-第二阀门；105-第三阀门，106-第二气动调节阀，107-第二流量计，108-第四阀门；
11-截止气动阀，12-第一压力传感器，13-消音器，14-振动传感器，15-脉动传感器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。
现有对减压器都是静态下试验的，测试的是基本性能，而减压器的工作是一个动态过程，因此为了对减压器的性能和可靠性进行全面评估，需要对减压器动态特性进行测试。
如图1所示，本发明一种减压器性能测试系统，可实现减压器动态性能的测试，该系统包括试验平台1、高压气源2、配气台3、入口阀门4、第一稳压气瓶5、第二稳压气瓶6、第一增压单元、第二增压单元、第三稳压气瓶9、流量测量与调节机构、截止气动阀11、第一压力传感器12以及测控单元。
试验平台1用于放置被试减压器，减压器包括一个进气口、一个出气口和一个操纵气口；通过试验平台1可实现减压器的快速安装。
高压气源2通过送气管线与配气台3连接，通过配气台3进行压力调整和分配后，分两路分别送至试验平台1，其中一路提供被试减压器气源，通过依次设置的入口阀门4、第一稳压气瓶5与减压器的进气口相连，另一路提供气控被试减压器驱动气，通过第二稳压气瓶6与减压器的操纵气口相连；本实施例高压气源2采用35MPa高压氮气瓶作为高压气源2。
第一稳压气瓶和第二稳压气瓶可提高抗干扰能力，并提高稳定性，使供应被试减压器的压力可保持一个恒定压力，本实施例第一稳压气瓶和第二稳压气瓶上均设有压力传感器，用于第一稳压气瓶和第二稳压气瓶压力的检测，同时，第三稳压气瓶上也设有压力传感器。
第三稳压气瓶9的入口与减压器的出气口相连。第一压力传感器12用于测量被试减压器出气口的压力。
流量测量与调节机构可实现减压器流量控制与测量，其包括并联的大流量调控组件和小流量调控组件；大流量调控组件包括依次设置的第一阀门101、第一气动调节阀102、第一流量计103和第二阀门104，第一阀门101和第二阀门104的口径相等；小流量调控组件包括依次设置的第三阀门105、第二气动调节阀106、第二流量计107和第四阀门108，第三阀门105和第四阀门108的口径相等，且小于第一阀门101的口径；第一阀门101和第三阀门105均与第三稳压气瓶9的出口相连；第二阀门104和第四阀门108均与截止气动阀11的入口相连，截止气动阀11的出口设有DN50消音器13；本实施例第一阀门101和第二阀门104的口径为DN50，第一气动调节阀102为DN50气动调节阀，第一流量计103为DN50质量流量计；第三阀门105和第四阀门108的口径为DN10，第二气动调节阀106为DN10气动调节阀，第二流量计107为DN10质量流量计。
第一增压单元包括第一电磁阀71和第一节流孔板72，第一电磁阀71的一端与第一稳压气瓶5相连，另一端通过第一节流孔板72与大气连通。第二增压单元包括第二电磁阀81和第二节流孔板82，第二电磁阀81的一端与减压器出气口和第三稳压气瓶9入口之间的管路相连，另一端通过第二节流孔板82与大气连通。通过第一电磁阀71、第二电磁阀81可实现减压器的动态扰动试验功能。
测控单元用于控制入口阀门4、第一电磁阀71、第二电磁阀81、第一阀门101、第二阀门104、第三阀门105、第四阀门108和截止气动阀11的动作，以及采集第一压力传感器12、第一流量计103和第二流量计107的数据。
本实施例测试系统还可包括振动传感器14、脉动传感器15和速变采集单元，振动传感器14和脉动传感器15用于分别测量减压器工作过程中的振动和脉动压力，速变采集单元用于采集振动传感器14获得的振动和脉动传感器15获得的脉动压力。
本实施例减压器性能测试系统可对减压器进行多模式动态性能测试，具体包括减压器入口压力衰减特性测试A、响应时间特性测试B、流量变化特性测试C、减压器抗入口扰动性能测试D和减压器抗出口扰动性能测试E；
减压器入口压力衰减特性测试A包括减压器大流量状态衰减测试A1和减压器小流量状态衰减测试A2；
减压器大流量状态衰减测试A1包括以下步骤：
A1.1)将被试减压器安装试验平台1上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶5的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶9的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶6的出口相连通；
A1.2)打开配气台3的阀门与入口阀门4，使减压器的进气口供应高压氮气，并使压力达到20MPa以上；
A1.3)打开第一阀门101、第二阀门104，调整第一气动调节阀102的开度，并利用配气台3调节减压器出口压力，打开截止气动阀11，减压器出口压力稳定后，关闭入口阀门4，并打开第一电磁阀71，在减压器工作过程中将气源压力从25MPa降至10MPa；
同时，第一压力传感器12实时测量减压器出气口压力以及第一流量计103实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器12和第一流量计103的数据，并进行相应分析，完成减压器的大流量状态衰减试验；
减压器小流量状态衰减测试A2包括以下步骤：
A2.1)将被试减压器安装试验平台1上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶5的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶9的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶6的出口相连通；
A2.2)打开配气台3阀门与入口阀门4，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到20MPa以上；
A2.3)打开第三阀门105、第四阀门108，调整第二气动调节阀106的开度，利用配气台3调节减压器出口压力，打开截止气动阀11，减压器出口压力稳定后，关闭入口阀门4，并打开第一电磁阀71，在减压器工作过程中将气源压力从25MPa降至10MPa；
同时，第一压力传感器12实时测量减压器出气口压力以及第二流量计107实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器12和第二流量计107的数据,并进行相应分析，完成减压器的小流量状态衰减试验；；
减压器响应时间特性测试B具体包括减压器大流量响应特性测试B1和减压器小流量响应特性测试B2；
减压器大流量响应特性测试B1包括以下步骤：
B1.1)将被试减压器安装试验平台1上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶5的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶9的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶6的出口相连通；
B1.2)打开配气台3的阀门与入口阀门4，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到20MPa以上；
B1.3)打开第一阀门101、第二阀门104，调整第一气动调节阀102的开度，并利用配气台3调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，打开截止气动阀11，5s后关闭截止气动阀11；
同时，第一压力传感器12实时测量减压器出气口压力以及第一流量计103实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器12和第一流量计103的数据，并进行相应分析，完成减压器的大流量响应特性测试；
减压器小流量响应特性测试B2包括以下步骤：
B2.1)将被试减压器安装试验平台1上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶5的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶9的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶6的出口相连通；
B2.2)打开配气台3的阀门与入口阀门4，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到20MPa以上；
B2.3)打开第三阀门105、第四阀门108，调整第二气动调节阀106的开度，利用配气台3调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，打开截止气动阀11，5s后关闭截止气动阀11；
同时，第一压力传感器12实时测量减压器出气口压力以及第一流量计103实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器12和第二流量计107的数据，并进行相应分析，完成减压器的小流量响应特性测试；
减压器流量变化特性测试C包括减压器大流量状态特性测试C1和减压器小流量状态特性测试C2；
减压器大流量状态特性测试C1包括以下步骤：
C1.1)将被试减压器安装试验平台1上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶5的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶9的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶6的出口相连通；
C1.2)打开配气台3的阀门与入口阀门4，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到20MPa以上；
C1.3)打开第一阀门101、第二阀门104、截止气动阀11，利用配气台3调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，输入第一气动调节阀102的开度曲线，使第一气动阀开度呈20％、60％、100％阶跃变化，时间10s，关闭截止气动阀11，然后第一气动调节阀102的开度归零并再次打开截止气动阀11，输入第一气动调节阀102的开度曲线，使第一气动阀开度呈0％-100％线性变化，时间10s后，关闭截止气动阀11；
同时，第一压力传感器12实时测量减压器出气口压力以及第一流量计103实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器12和第一流量计103的数据，并进行相应分析，完成减压器的大流量状态特性测试。
减压器小流量状态特性测试C2包括以下步骤：
C2.1)将被试减压器安装试验平台1上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶5的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶9的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶6的出口相连通；
C2.2)打开配气台3的阀门与入口阀门4，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到20MPa以上；
C2.3)打开第三阀门105、第四阀门108、截止气动阀11，利用配气台3调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，输入第二气动调节阀106的开度曲线，本实施例开度曲线为两种，分别为a.使第一气动阀开度呈20％、60％、100％阶跃变化，时间10s，关闭截止气动阀11，然后第二气动调节阀106的开度归零并再次打开截止气动阀11，11；b.输入第二气动调节阀106的开度曲线，使第二气动阀开度呈0％-100％线性变化，时间10s后，关闭截止气动阀11；
同时，第一压力传感器12实时测量减压器出气口压力以及第二流量计107实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器12和第二流量计107的数据，并进行相应分析，完成减压器的小流量状态特性测试。
减压器抗入口扰动性能测试D具体包括以下步骤：
D.1)将被试减压器安装试验平台1上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶5的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶9的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶6的出口相连通；
D.2)打开配气台3的阀门与入口阀门4，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到20MPa以上；
D.3)打开第一阀门101、第二阀门104，调整节第一气动调节阀102的开度，并利用配气台3调节减压器出口压力，打开截止气动阀11，减压器出口压力稳定后，脉冲动作第一电磁阀71，每秒动作1次，动作10次，以及间隔动作第一电磁阀71，时间间隔为5s，动作10次；
同时，第一压力传感器12实时测量减压器出气口压力以及第一流量计103实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器12和第一流量计103的数据，并进行相应分析，完成减压器的抗入口扰动性能测试。
使大减压器入口形成压力扰动，分析大减压器入口压力变化对减压器系统性能影响，如图2所示，减压器入口压力扰动试验数据曲线，其中，曲线a为减压器气源压力，曲线b为操纵腔压力，曲线c为减压器出口压力，曲线d为电磁阀出口压力，从中可以看出，在减压器工作状态下，通过对减压器入口的第一电磁阀71控制，使减压器入口压力造成扰动，分析减压器出口压力曲线可知，减压器工作状态稳定，出口压力在扰动点A未发生明显变化，减压器抗入口压力扰动性能良好。
还包括步骤D.4)：更换孔径不同的第一节流孔板72，执行步骤D.3)，进行不同节流作用下减振器的抗入口扰动性能测试。
减压器抗出口扰动性能测试E具体包括以下步骤：
E.1)将被试减压器安装试验平台1上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶5的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶9的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶6的出口相连通；
E.2)打开配气台3阀门与入口阀门4，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到20MPa以上；
E.3)打开第一阀门101、第二阀门104，调整第一气动调节阀102的开度，利用配气台3调节减压器出口压力，打开截止气动阀11，减压器出口压力稳定后，脉冲动作第二电磁阀81，每秒动作1次，动作10次，以及间隔动作第二电磁阀81，时间间隔为5s，动作10次；
同时，第一压力传感器12实时测量减压器出气口压力以及第一流量计103实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器12和第一流量计103的数据，并进行相应分析，完成减压器的抗出口扰动性能测试；
E.4)：更换孔径不同的第二节流孔板82，利用步骤E3)的方法，进行不同节流作用下减振器的抗出口扰动性能测试。
本实施例减压器性能测试系统可以更加全面的实现减压器动态性能的测试，同时还可进行减压器静态特性测试，对减压器进行全面考核与评估。
以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何变形都属于本发明所要保护的技术范畴。
Claims (9)
1.一种减压器性能测试系统，其特征在于：包括试验平台(1)、高压气源(2)、配气台(3)、入口阀门(4)、第一稳压气瓶(5)、第二稳压气瓶(6)、第一增压单元、第二增压单元、第三稳压气瓶(9)、流量测量与调节机构、截止气动阀(11)、第一压力传感器(12)以及测控单元；
所述试验平台(1)用于放置被试减压器，减压器包括一个进气口、一个出气口和一个操纵气口；
所述高压气源(2)经配气台(3)后分为两路，其中一路通过依次设置的入口阀门(4)、第一稳压气瓶(5)与减压器的进气口相连，另一路通过第二稳压气瓶(6)与减压器的操纵气口相连；
所述第一增压单元包括第一电磁阀(71)和第一节流孔板(72)，第一电磁阀(71)的一端与第一稳压气瓶(5)相连，另一端通过第一节流孔板(72)与大气连通；
所述第三稳压气瓶(9)的入口与减压器的出气口相连；
所述第二增压单元包括第二电磁阀(81)和第二节流孔板(82)，第二电磁阀(81)的一端与减压器出气口和第三稳压气瓶(9)入口之间的管路相连，另一端通过第二节流孔板(82)与大气连通；
所述第一压力传感器(12)用于测量被试减压器出气口的压力；
所述流量测量与调节机构包括并联的大流量调控组件和小流量调控组件；大流量调控组件包括依次设置的第一阀门(101)、第一气动调节阀(102)、第一流量计(103)和第二阀门(104)，第一阀门(101)和第二阀门(104)的口径相等；小流量调控组件包括依次设置的第三阀门(105)、第二气动调节阀(106)、第二流量计(107)和第四阀门(108)，第三阀门(105)和第四阀门(108)的口径相等，且小于第一阀门(101)的口径；
所述第一阀门(101)和第三阀门(105)均与第三稳压气瓶(9)的出口相连；第二阀门(104)和第四阀门(108)均与截止气动阀(11)相连；
所述测控单元用于控制入口阀门(4)、第一电磁阀(71)、第二电磁阀(81)、第一阀门(101)、第二阀门(104)、第三阀门(105)、第四阀门(108)和截止气动阀(11)的动作，以及采集第一压力传感器(12)、第一流量计(103)和第二流量计(107)的数据。
2.根据权利要求1所述减压器性能测试系统，其特征在于：还包括振动传感器(14)、脉动传感器(15)和速变采集单元，振动传感器(14)和脉动传感器(15)用于分别测量减压器工作过程中的振动和脉动压力，速变采集单元用于采集振动传感器(14)获得的振动和脉动传感器(15)获得的脉动压力。
3.根据权利要求1或2所述减压器性能测试系统，其特征在于：所述第一阀门(101)和第二阀门(104)的口径为DN50，第一气动调节阀(102)为DN50气动调节阀，第一流量计(103)为DN50质量流量计；
所述第三阀门(105)和第四阀门(108)的口径为DN10，第二气动调节阀(106)为DN10气动调节阀，第二流量计(107)为DN10质量流量计。
4.一种减压器多模式动态性能测试方法，其特征在于，采用权利要求1至3任一所述减压器性能测试系统，包括减压器入口压力衰减特性测试A、减压器响应时间特性测试B、减压器流量变化特性测试C、减压器抗入口扰动性能测试D和减压器抗出口扰动性能测试E；
所述减压器入口压力衰减特性测试A包括减压器大流量状态衰减测试A1和减压器小流量状态衰减测试A2；
所述减压器大流量状态衰减测试A1包括以下步骤：
A1.1)将被试减压器安装试验平台(1)上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶(5)的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶(9)的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶(6)的出口相连通；
A1.2)打开配气台(3)的阀门与入口阀门(4)，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
A1.3)打开第一阀门(101)、第二阀门(104)，调整第一气动调节阀(102)的开度，并利用配气台(3)调节减压器出口压力，打开截止气动阀(11)，减压器出口压力稳定后，关闭入口阀门(4)，并打开第一电磁阀(71)，在减压器工作过程中使气源压力下降；
同时，第一压力传感器(12)实时测量减压器出气口压力以及第一流量计(103)实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器(12)和第一流量计(103)的数据；
所述减压器小流量状态衰减测试A2包括以下步骤：
A2.1)将被试减压器安装试验平台(1)上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶(5)的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶(9)的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶(6)的出口相连通；
A2.2)打开配气台(3)阀门与入口阀门(4)，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
A2.3)打开第三阀门(105)、第四阀门(108)，调整第二气动调节阀(106)的开度，利用配气台(3)调节减压器出口压力，打开截止气动阀(11)，减压器出口压力稳定后，关闭入口阀门(4)，并打开第一电磁阀(71)，在减压器工作过程中使气源压力下降；
同时，第一压力传感器(12)实时测量减压器出气口压力以及第二流量计(107)实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器(12)和第二流量计(107)的数据；
所述响应时间特性测试B具体包括减压器大流量响应特性测试B1和减压器小流量响应特性测试B2；
所述减压器大流量响应特性测试B1包括以下步骤：
B1.1)将被试减压器安装试验平台(1)上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶(5)的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶(9)的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶(6)的出口相连通；
B1.2)打开配气台(3)的阀门与入口阀门(4)，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
B1.3)打开第一阀门(101)、第二阀门(104)，调整第一气动调节阀(102)的开度，并利用配气台(3)调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，打开截止气动阀(11)，达到设定时间后关闭截止气动阀(11)；
同时，第一压力传感器(12)实时测量减压器出气口压力以及第一流量计(103)实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器(12)和第一流量计(103)的数据；
所述减压器小流量响应特性测试B2包括以下步骤：
B2.1)将被试减压器安装试验平台(1)上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶(5)的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶(9)的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶(6)的出口相连通；
B2.2)打开配气台(3)的阀门与入口阀门(4)，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
B2.3)打开第三阀门(105)、第四阀门(108)，调整第二气动调节阀(106)的开度，利用配气台(3)调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，打开截止气动阀(11)，达到设定时间后关闭截止气动阀(11)；
同时，第一压力传感器(12)实时测量减压器出气口压力以及第二流量计(107)实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器(12)和第二流量计(107)的数据；
所述流量变化特性测试C包括减压器大流量状态特性测试C1和减压器小流量状态特性测试C2；
所述减压器大流量状态特性测试C1包括以下步骤：
C1.1)将被试减压器安装试验平台(1)上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶(5)的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶(9)的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶(6)的出口相连通；
C1.2)打开配气台(3)的阀门与入口阀门(4)，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
C1.3)打开第一阀门(101)、第二阀门(104)、截止气动阀(11)，利用配气台(3)调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，使第一气动调节阀(102)的开度按照第一设定开度曲线呈阶跃变化，并达到设定时间后，关闭截止气动阀(11)，然后第一气动调节阀(102)的开度归零并再次打开截止气动阀(11)，使第一气动调节阀(102)的开度按照第二设定开度曲线呈线性变化，并达到设定时间后，关闭截止气动阀(11)；
同时，第一压力传感器(12)实时测量减压器出气口压力以及第一流量计(103)实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器(12)和第一流量计(103)的数据；
所述减压器小流量状态特性测试C2包括以下步骤：
C2.1)将被试减压器安装试验平台(1)上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶(5)的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶(9)的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶(6)的出口相连通；
C2.2)打开配气台(3)的阀门与入口阀门(4)，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
C2.3)打开第三阀门(105)、第四阀门(108)、截止气动阀(11)，利用配气台(3)调节减压器出口压力，减压器出口压力稳定后，使第二气动调节阀(106)的开度按照第三设定曲线呈阶跃变化，并达到设定时间后，关闭截止气动阀(11)，然后第二气动调节阀(106)的开度归零并再次打开截止气动阀(11)，使第二气动调节阀(106)的开度按照第四设定开度呈线性变化，并达到设定时间后，关闭截止气动阀(11)；
同时，第一压力传感器(12)实时测量减压器出气口压力以及第二流量计(107)实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器(12)和第二流量计(107)的数据；
所述减压器抗入口扰动性能测试D具体包括以下步骤：
D.1)将被试减压器安装试验平台(1)上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶(5)的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶(9)的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶(6)的出口相连通；
D.2)打开配气台(3)的阀门与入口阀门(4)，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
D.3)打开第一阀门(101)、第二阀门(104)，调整节第一气动调节阀(102)的开度，并利用配气台(3)调节减压器出口压力，打开截止气动阀(11)，减压器出口压力稳定后，脉冲动作第一电磁阀(71)和间隔动作第一电磁阀(71)；
同时，第一压力传感器(12)实时测量减压器出气口压力以及第一流量计(103)实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器(12)和第一流量计(103)的数据；
所述减压器抗出口扰动性能测试E具体包括以下步骤：
E.1)将被试减压器安装试验平台(1)上，使减压器的进气口与第一稳压气瓶(5)的出口相连通，减压器的出气口与第三稳压气瓶(9)的入口相连通，减压器的操纵气口与第二稳压气瓶(6)的出口相连通；
E.2)打开配气台(3)的阀门与入口阀门(4)，使减压器的进气口供应高压气，并使压力达到设定数值以上；
E.3)打开第一阀门(101)、第二阀门(104)，调整第一气动调节阀(102)的开度，利用配气台(3)调节减压器出口压力，打开截止气动阀(11)，减压器出口压力稳定后，脉冲动作第二电磁阀(81)和间隔动作第二电磁阀(81)；
同时，第一压力传感器(12)实时测量减压器出气口压力以及第一流量计(103)实时采集减压器出气口流量，测控单元同步采集第一压力传感器(12)和第一流量计(103)的数据。
5.根据权利要求4所述减压器多模式动态性能测试方法，其特征在于：
步骤A1.2)、步骤A2.2)、步骤B1.2)、步骤B2.2)、步骤C1.2)、步骤C2.2)、步骤D.2)、步骤E.2)中，压力设定数值均为20MPa；
步骤A1.3)和步骤A2.3)中，气源压力下降具体为气源压力从25MPa降至10MPa。
6.根据权利要求5所述减压器多模式动态性能测试方法，其特征在于：步骤B1.3)、步骤B2.3)中，所述设定时间为5s。
7.根据权利要求6所述减压器多模式动态性能测试方法，其特征在于：
步骤C1.3)中，第一设定开度曲线的阶跃变化为20％、60％、100％阶跃变化；第二设定开度曲线的线性变化为0％-100％线性变化；设定时间为10s；
步骤C2.3)中，第三设定开度曲线的阶跃变化为20％、60％、100％阶跃变化；第四设定开度曲线的线性变化为0％-100％线性变化；设定时间为10s。
8.根据权利要求4至7任一所述减压器多模式动态性能测试方法，其特征在于：步骤D.3)中，所述间隔动作第一电磁阀(71)具体为间隔20s动作第一电磁阀(71)；
步骤E.3)中，所述间隔动作第二电磁阀(81)具体为间隔20s动作第二电磁阀(81)。
9.根据权利要求8所述减压器多模式动态性能测试方法，其特征在于：
还包括步骤D.4)更换孔径不同的第一节流孔板(72)，执行步骤D.3)，进行不同节流作用下减振器的抗入口扰动性能测试；
以及步骤E.4)更换孔径不同的第二节流孔板(82)，执行步骤E3)，进行不同节流作用下减振器的抗出口扰动性能测试。
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Legal Events
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