CN114754925B - 一种便携式负阶跃压力发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种便携式负阶跃压力发生器，属于阶跃压力试验技术领域。本发明包括外框架、被测压力传感器、压力室、气源、排气挡板、加压管、法兰、柔性件。发生器为正方体结构，压力室安装在外框架上部，被测压力传感器安装在压力室上侧压力室中下侧加压管，压力室下端为法兰，柔性件安装在安装法兰上，使整个压力室为密闭环境，气源通过加压管与压力室相接，排气挡板安装在外框架的侧壁上。采用的压力介质为气体。通过气缸、三向阀控制压力室内的压力值，配合撞针刺破柔性件，实现阶跃压力幅值精准可控。本发明具有如下优点：阶跃压力下降沿更快，能够更好的激励出压力传感器的高阶特性；结构简单可靠，能够根据试验需求随意挪动。
Description
技术领域
本发明涉及一种便携式负阶跃压力发生器，特别涉及一种压力快速变化的负阶跃压力激励源，属于阶跃压力试验技术领域。
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，目前阶跃类压力校准装置是应用最广的压力校准装置之一，阶跃类压力发生器在实验中可使传感器激振起来，从而得到压力传感器的时域指标和频响特性。目前国内阶跃压力信号发生器主要以正阶跃信号为主，但是在油气管道领域中，大部分仪器仪表主要用来监测是否泄露，被测信号为下降的负阶跃信号，现有的校准装置大部分无法产生负阶跃信号进行测试，有的可以产生负阶跃信号，但是下降沿时间过长，也无法满足实际的测试需求，加之现在的校准装置都只能在实验室里进行试验，所以研制便携式负阶跃压力发生器是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式负阶跃压力发生器，该发生器能够提供快速变化的负阶跃压力激励源，产生较大幅值阶跃压力变化。本发明与传统的阶跃压力发生器相比具有如下优点：(1)阶跃压力下降沿更快，能够更好的激励出压力传感器的高阶特性；(2)采用的压力介质为气体，有效的避免液体介质泄露、长时间变质以及需要单独提供液压源等不方便之处；(3)结构简单可靠，能够根据试验需求随意挪动；(4)还能够对一些无法拆卸的仪器仪表进行原位校准。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明公开的一种便携式负阶跃压力发生器，包括外框架、被测压力传感器、压力室、气源、排气挡板、加压管、法兰、柔性件。
发生器为正方体结构，压力室安装在外框架上部，外框架放置在桌面或地面上均可，被测压力传感器安装在压力室上侧，通过螺纹连接并密封，压力室中下侧加压管，压力室下端为法兰，柔性件安装在安装法兰上，使整个压力室为密闭环境，气源通过加压管与压力室相接，排气挡板安装在外框架的侧壁上。
进行负阶跃压力试验时，首先把被测压力传感器安装在压力室上，根据被测压力传感器量程选择相应的柔性件安装在法兰上，待压力室各个部分都密封好之后，打开气源，通过加压管向压力室中充压，当压力室中的压力达到柔性件的耐压极限时，柔性件破裂，气体快速从压力室中流出，通过排气挡板进入空气中，被测压力传感器会感受到一个快速的负阶跃压力的变化，即实现便携式负阶跃压力发生，通过采集数据计算分析结果。
作为优选，发生的负阶跃压力的幅值大小能够根据柔性件的耐压极限进行调整。
作为优选，所述压力室内介质采用的压缩空气。
为实现阶跃压力幅值精准可控，本发明公开的一种便携式负阶跃压力发生器，还包括撞针、气缸、三向阀。
发生器为正方体结构，压力室安装在外框架上部，外框架放置在桌面或地面上均可，被测压力传感器安装在压力室上侧，通过螺纹连接并密封，压力室中下侧加压管，压力室下端为法兰，柔性件和气缸安装在安装法兰上，使整个压力室为密闭环境，撞针和气缸配合安装，管路上安装一个三向阀，一路使气源与压力室相接，一路使气源与气缸相接，排气挡板安装在外框架的侧壁上。
进行负阶跃压力试验时，首先把被测压力传感器安装在压力室上，根据被测压力传感器量程选择相应的柔性件安装在法兰上，待压力室各个部分都密封好之后，打开气源，通过加压管向压力室中充压，当压力室中的压力达到设定压力值时，切换三向阀，使气源与气缸连通充气，气缸中压力增加推动撞针刺破柔性件，柔性件破裂后气体快速从压力室中流出，通过排气挡板进入空气中，被测压力传感器会受到一个快速的负阶跃压力的变化，实现阶跃压力幅值精准可控。
有益效果：
1、本发明公开的一种便携式负阶跃压力发生器，产生一个快速的负阶跃压力，压力的幅值大小可以根据柔性件的耐压极限进行调整，装置产生的压力信号下降沿比目前现有的阶跃压力发生装置快很多，并且平台时间理论可达无限长，和现有的负阶跃压力实验装置相比，本发明实现快速的负阶跃压力信号。
2、本发明公开的一种便携式负阶跃压力发生器，介质采用的压缩空气，储存、运输方便，做完试验后的空气可直接排入大气之中，对环境无污染，处理方便；采用空气也不用担心长时间使用介质变质、对管路的腐蚀性以及补充更换等问题；并且气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易阻塞。
3、本发明公开的一种便携式负阶跃压力发生器，操作简单，不需要安装地基等基建辅助设施，并且操作方便简单，无污染，不损毁传感器，也能保证试验人员的安全性，具有非常高的耐用性和可靠性，非常适合于中低负阶跃压力的校准与模拟试验。
4、本发明公开的一种便携式负阶跃压力发生器，通过加压管向压力室中充压，当压力室中的压力达到设定压力值时，切换三向阀，使气源与气缸连通充气，气缸中压力增加推动撞针刺破柔性件，通过三向阀控制气缸内的压力值，压力达到设定压力值后配合撞针刺破柔性件，实现阶跃压力幅值精准可控。
附图说明
图1是一种便携式负阶跃压力发生器示意图。
图2是一种压力幅值可控的快速负阶跃压力发生器示意图。
其中：1—外框架、2—被测压力传感器、3—压力室、4—气源、5—排气挡板、6—加压管、7—法兰、8—柔性件、9—撞针、10—气缸、11—三向阀。
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，本实施例公开的一种便携式负阶跃压力发生器，包括外框架1、被测压力传感器2、压力室3、气源4、排气挡板5、加压管6、法兰7、柔性件8。
发生器为正方体结构，压力室3安装在外框架1上部，外框架1放置在桌面或地面上均可，被测压力传感器2安装在压力室3上侧，通过螺纹连接并密封，压力室3中下侧加压管6，压力室3下端为法兰7，柔性件8安装在安装法兰7上，使整个压力室3为密闭环境，气源4通过加压管6与压力室3相接，排气挡板5安装在外框架1的侧壁上；
进行实验室负阶跃压力试验时，首先把压力室3中的气体排空，将量程为1MPa被测压力传感器2安装在压力室3上，根据被测压力传感器2的量程选择耐压极限为0.9MPa的柔性件8安装在法兰7上，待压力室3各个部分都密封好了之后，打开气源4，通过加压管6向压力室3中充压，当压力室3中的压力达到柔性材料8的耐压极限时，柔性材料8破裂，气体快速从压力室3中流出，通过排气挡板5进入空气中，被测压力传感器2会感受到一个快速的负阶跃压力的变化，通过采集数据计算分析结果。
本实施例公开的一种便携式负阶跃压力发生器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，并且使用气体介质，对传感器以及使用环境都不会造成损坏与污染。
实施例2：
如图2所示，本实施例公开的一种便携式负阶跃压力发生器，为一种压力幅值可控的快速负阶跃压力发生器，包括：外框架1、被测压力传感器2、压力室3、气源4、排气挡板5、加压管6、法兰7、柔性件8、撞针9、气缸10、三向阀11。
发生器为正方体结构，压力室3安装在外框架1上部，外框架1放置在桌面或地面上均可，被测压力传感器2安装在压力室3上侧，通过螺纹连接并密封，压力室3中下侧加压管6，压力室3下端为法兰7，柔性件8和气缸10安装在安装法兰7上，使整个压力室3为密闭环境，撞针9和气缸10配合安装，管路6上安装一个三向阀11，一路使气源4与压力室3相接，一路使气源4与气缸10相接，排气挡板5安装在外框架1的侧壁上；
进行1.5MPa负阶跃压力试验时，首先把压力室3中的气体排空，将量程为2MPa被测压力传感器2安装在压力室3上，根据被测压力传感器2的量程选择耐压极限为1.8MPa的柔性件8安装在法兰7上，待压力室3各个部分都密封好了之后，让三向阀11与压力室3连通，打开气源4，通过加压管6向压力室3中充压，当压力室3中的压力达到1.5MPa时，切换三向阀11，使气源4与气缸10连通充气，气缸4中压力增加推动撞针9刺破柔性件8，柔性件8破裂后气体快速从压力室3中流出，通过排气挡板5进入空气中，被测压力传感器2会感受到一个快速的负阶跃压力的变化，通过采集数据计算分析负阶跃压力变化。
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 (3)
1.一种便携式负阶跃压力发生器，其特征在于：包括外框架(1)、被测压力传感器(2)、压力室(3)、气源(4)、排气挡板(5)、加压管(6)、法兰(7)、柔性件(8)；
发生器为正方体结构，压力室(3)安装在外框架(1)上部，外框架(1)固定放置在平面上，被测压力传感器(2)安装在压力室(3)上侧，通过螺纹连接并密封，压力室(3)中下侧连接加压管(6)，压力室(3)下端为法兰(7)，柔性件(8)安装在安装法兰(7)上，使整个压力室(3)为密闭环境，气源(4)通过加压管(6)与压力室(3)相接，排气挡板(5)安装在外框架(1)的侧壁上；
进行负阶跃压力试验时，首先把被测压力传感器(2)安装在压力室(3)上，根据被测压力传感器(2)量程选择相应的柔性件(8)安装在法兰(7)上，待压力室(3)各个部分都密封好了之后，打开气源(4)，通过加压管(6)向压力室(3)中充压，当压力室(3)中的压力达到柔性件(8)的耐压极限时，柔性件(8)破裂，气体快速从压力室(3)中流出，通过排气挡板(5)进入空气中，被测压力传感器(2)会感受到一个快速的负阶跃压力的变化，通过采集数据计算分析结果；
所述压力室(3)内介质采用的压缩空气；
所述发生器还包括撞针(9)、气缸(10)、三向阀(11)；
发生器为正方体结构，压力室(3)安装在外框架(1)上部，被测压力传感器(2)安装在压力室(3)上侧，通过螺纹连接并密封，压力室(3)中下侧连接加压管(6)，压力室(3)下端为法兰(7)，柔性件(8)和气缸(10)安装在安装法兰(7)上，使整个压力室(3)为密闭环境，撞针(9)和气缸(10)配合安装，加压管(6)上安装一个三向阀(11)，一路使气源(4)与压力室(3)相接，一路使气源(4)与气缸(10)相接，排气挡板(5)安装在外框架(1)的侧壁上。
2.如权利要求1所述的一种便携式负阶跃压力发生器，其特征在于：发生的负阶跃压力的幅值大小能够根据柔性件(8)的耐压极限进行调整。
3.如权利要求1所述的一种便携式负阶跃压力发生器，其特征在于：进行负阶跃压力试验时，首先把被测压力传感器(2)安装在压力室(3)上，根据被测压力传感器(2)量程选择相应的柔性件(8)安装在法兰(7)上，待压力室(3)各个部分都密封好了之后，打开气源(4)，通过加压管(6)向压力室(3)中充压，当压力室(3)中的压力达到设定压力值时，切换三向阀(11)，使气源(4)与气缸(10)连通充气，气缸(10)中压力增加推动撞针(9)刺破柔性件(8)，柔性件(8)破裂后气体快速从压力室(3)中流出，通过排气挡板(5)进入空气中，被测压力传感器(2)会感受到一个快速的负阶跃压力的变化，实现阶跃压力幅值精准可控。
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