CN117471128A - 一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置，包括装置回路、调温系统、调压系统、中压气源和核心控制器系统，所述装置回路是由校准段、风扇、换热器段及回路钢结构体组成的一个回字形气流通路，所述调温系统通过管道与换热器段相连；所述调压系统通过管道与装置回路相连；所述中压气源通过管道与调压系统相连；所述核心控制器系统分别电缆与调温系统和调压系统相连；所述核心控制器系统以校准段温度、压力，以及计算获得的风速为调节目标，统一调配控制调温系统、调压系统、风扇运行，进行装置回路参数调节，其中温度、压力和风速三个参数精确调节且稳定后，即可在校准段形成标准的、可信的温度、压力、风速校准环境。
Description
技术领域
本发明涉及机电及自动化技术领域，具体讲是一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置。
背景技术
航空领域专业的温度、压力类测试设备校准环境一般为校准实验室，且高温或低温、真空或增压校准环境均是通过不同类型的校准设备提供的；而风速测试设备的校准一般是在标准气压环境下，直接或间接进行的。受限于目前的校准设备和手段，上述各类测试设备的校准一般是单参数的，并不会考虑温度、压力、风速对被校测试设备的综合影响，也无法就某一测试设备开展温度、压力、风速之间耦合关系的探讨与研究。
发明内容
为提供温度、压力、风速多参数校准环境，用于实现对航空领域专业的测试设备，如温度探头、测压排架、风速测试设备等的测试校准；本发明在此提供一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置，该装置由核心控制器系统统一调配调温系统、调压系统、调速系统有序运行，最终实现装置回路一定范围内的温度、压力、风速的精确调节与控制。
本发明是这样实现的，构造一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置，包括装置回路、调温系统、调压系统、中压气源和核心控制器系统，
所述装置回路是由校准段、风扇、换热器段及回路钢结构体组成的一个回字形气流通路，其中风扇通过风扇动力和编码器电缆连接伺服驱动器，并且该伺服驱动器通过伺服驱动器控制/反馈电缆与所述核心控制器系统连接；
所述调温系统通过调温进水管道和调温出水管道与换热器段相连；
所述调压系统 通过调压进气管道和调压出气管道与装置回路相连；
所述中压气源通过中压供气管道与所述调压系统相连；
所述核心控制器系统分别通过调温系统通信电缆和调压系统通信电缆与调温系统和调压系统相连；
所述核心控制器系统以校准段温度、压力，以及计算获得的风速为调节目标，统一调配控制调温系统、调压系统、风扇运行，进行装置回路参数调节，其中温度、压力和风速三个参数精确调节且稳定后，即可在校准段形成标准的、可信的温度、压力、风速校准环境。
进一步的，所述校准段安装有压力传感器组和温度传感器组，所述压力传感器组通过温度传感器组信号电缆与所述核心控制器系统连接，所述温度传感器组通过压力传感器组信号电缆与所述核心控制器系统连接。
进一步的，所述调温系统包括调温控制器系统.，以及分别受控于该调温控制器系统的制热循环回路和制冷循环回路；
所述调温控制器系统.与所述核心控制器系统互联通信；
所述制热循环回路和制冷循环回路作用于所述换热器段，用于换热器段的温度调节。
进一步的，所述调温系统还包括受控于所述调温控制器系统.的加液回路，该加液回路作用于所述制热循环回路和制冷循环回路，实现介质的补充。
进一步的，所述调压系统 包括调压控制器系统，以及分别受控于所述调压控制器系统的增压支路、补气支路、抽真空支路和放气支路；
所述调压控制器系统与所述核心控制器系统互联通信；
所述增压支路、补气支路、抽真空支路和放气支路均作用于回路钢结构体内，调节回字形气流通路内的压力。
本发明具有如下优点：
本发明设计合理，结构巧妙，有机地将调温系统、调压系统、调速系统组合在一起，构成一种多参数调节装置，该装置由核心控制器系统统一调配调温系统、调压系统、调速系统有序运行，最终实现装置回路温度、压力、风速的精确调节与控制。
同时本发明能够实现了温度-40℃～50℃、绝压40kPa～450kPa、风速10m/s～205m/s的精确调节与控制，可提供包络线范围内任意温度、压力、风速组合的校准环境；
并且本发明装置提供的温度、压力、风速多参数校准环境，可实现定一个参数、变两个参数，或定两个参数、变一个参数，或定三个参数等多种工况下的设备测试校准；
本发明还能够避免传统单一参数，或双参数校准装置中，未涉及参数变化对被校参数带来的影响，例如：传统的无调温系统的校测平台，环境温度变化对压力、风速参数测试校准的影响；
同时借助本发明装置，可以开展航空领域内参数测试用专业设备温度、压力、风速三参数耦合关系分析和机理性研究。
附图说明
图1为本发明所述一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置的结构示意图。
图2为本发明所述一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置的调温系统示意图。
图3本发明所述一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置的调压系统示意图。
图中： 1、装置回路；2、校准段；3、风扇；4、换热器段；5、调温系统；6、调温进水管道；7、调温出水管道；8、调压系统；9、调压进气管道；10、调压出气管道；11、中压气源；12、中压供气管道；13、温度传感器组；14；压力传感器组；15、伺服驱动器；16、核心控制器系统；17、风扇动力和编码器电缆；18、伺服驱动器控制/反馈电缆；19、调温系统通信电缆；20、调压系统通信电缆；21、温度传感器组信号电缆；22、压力传感器组信号电缆；5.1、流量计；5.2制热回路调节阀；5.3制热回路循环泵；5.4加热器；5.5出水温度传感器；5.6、进水温度传感器；5.7、进水压力传感器；5.8、定压罐；5.9、制冷回路调节阀；5.10、储液罐；5.11、制冷回路循环泵；5.12制冷机；5.13制冷回路快速阀；5.14单向阀；5.15、回液管道；5.16、加液罐；5.17、加液快速阀；5.18、加液管道；5.19、冷却塔；5.20、冷却管道；5.21、调温控制器系统；5.22、流量计信号电缆；5.23、制热回路调节阀控制电缆；5.24、制热回路循环泵控制电缆；5.25、加热器控制电缆；5.26、出水温度传感器信号电缆；5.27、进水温度传感器信号电缆；5.28、进水压力传感器信号电缆；5.29、制冷回路调节阀控制电缆；5.30、制冷回路循环泵控制电缆；5.31、制冷机控制电缆；5.32、制冷回路快速阀控制电缆；5.33、加液快速阀控制电缆；19.34、冷却塔运行控制电缆；8.1、手动阀Ⅰ；8.2、减压阀Ⅰ；8.3、手动阀Ⅱ；8.4、快速阀；8.5、调节阀Ⅰ；8.6、截止阀Ⅰ；8.7、手动阀Ⅲ；8.8、减压阀Ⅱ；8.9、缓冲罐；8.10、调节阀Ⅱ；8.11、截止阀Ⅱ；8.12、补气管道；8.13、截止阀Ⅲ；8.14、调节阀Ⅲ；8.15、单向阀Ⅰ；8.16、真空泵组；8.17、截止阀Ⅳ；8.18、调节阀Ⅳ；8.19、单向阀Ⅱ；8.20、消声器；8.21、放气管道；8.22、调压控制器系统；8.23、压力传感器Ⅰ；8.24、压力传感器Ⅱ；8.25、压力传感器Ⅲ；8.26、快速阀控制/反馈电缆；8.27、调节阀Ⅰ控制/反馈电缆；8.28、截止阀Ⅰ控制/反馈电缆；8.29、调节阀Ⅱ控制/反馈电缆；8.30、截止阀Ⅱ控制/反馈电缆；8.31、截止阀Ⅲ控制/反馈电缆；8.32、调节阀Ⅲ控制/反馈电缆；8.33、截止阀Ⅳ控制/反馈电缆；8.34、调节阀Ⅳ控制/反馈电缆；8.35、压力传感器Ⅰ信号电缆；8.36、压力传感器Ⅱ信号电缆；8.37、压力传感器Ⅲ信号电缆。
具体实施方式
下面将结合附图1-图3对本发明进行详细说明，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置，包括装置回路1、校准段2、风扇3、换热器段4、调温系统5、调温进水管道6、调温出水管道7、调压系统8、调压进气管道9、调压出气管道10、中压气源11、中压供气管道12、温度传感器组13、压力传感器组14、伺服驱动器15、核心控制器系统16、风扇动力和编码器电缆17、伺服驱动器控制/反馈电缆18、调温系统通信电缆19、调压系统通信电缆20、温度传感器组信号电缆21、压力传感器组信号电缆22等。装置回路1为校准段2、风扇3、换热器段4及回路钢结构体组成的一个“回”字形气流通路；
所述调温系统5通过调温进水管道6、调温出水管道7与装置回路1相连；所述调压系统8通过调压进气管道9、调压出气管道10与装置回路1相连，所述中压气源11通过中压供气管道12与调压系统8相连；所述压力传感器组13、温度传感器组14安装在校准段2上；所述伺服驱动器15通过风扇动力和编码器电缆17与风扇3相连；
所述核心控制器系统16分别通过伺服驱动器控制/反馈电缆18、调温系统通信电缆19、调压系统通信电缆20、温度传感器组信号电缆21、压力传感器组信号电缆22与伺服驱动器15、调温系统5、调压系统8、温度传感器组13、压力传感器组14相连。
所述核心控制器系统16、伺服驱动器15、风扇3组合调节装置回路1的风速；所述调温系统5、换热器段4组合调节装置回路1温度；所述调压系统8、中压气源11组合调节装置回路1压力；所述核心控制器系统16、温度传感器组13、压力传感器组14组合，实时监测校准段2温度和压力参数，并计算获得校准段2风速。所述核心控制器系统16以校准段2温度、压力，以及计算获得的风速为调节目标，统一调配控制调温系统5、调压系统8、风扇3运行，进行装置回路参数调节，三个参数精确调节且稳定后，即可在校准段2形成标准的、可信的温度、压力、风速校准环境。
所述调温系统5由流量计5.1、制热回路调节阀5.2、制热回路循环泵5.3、加热器5.4、出水温度传感器5.5、进水温度传感器5.6、进水压力传感器5.7、定压罐5.8、制冷回路调节阀5.9、储液罐5.10、制冷回路循环泵5.11、制冷机5.12、制冷回路快速阀5.13、单向阀5.14、回液管道5.15、加液罐5.16、加液快速阀5.17、加液管道5.18、冷却塔5.19、冷却管道5.20、调温控制器系统5.21、各类控制/反馈/信号电缆等组成。流量计5.1、制热回路调节阀5.2、制热回路循环泵5.3、加热器5.4经调温出水管道7、调温进水管道6串联，构成制热循环回路；流量计5.1、制冷回路调节阀5.9、储液罐5.10、制冷回路循环泵5.11、制冷机5.12、制冷回路快速阀5.13、制热回路循环泵5.3、加热器5.4经调温出水管道7、调温进水管道6串联，构成制冷循环回路；所述定压罐5.8安装于调温进水管路6上，单向阀5.14安装在回液管道5.15上，加液罐5.16、加液快速阀5.17经加液管道5.18串联，构成加液回路，连接至制冷循环回路储液罐5.10和制冷回路循环泵5.11之间的管道上；冷却塔5.19通过冷却管道5.20与制冷机5.12相连；所述调温控制器系统5.21分别通过流量计信号电缆5.22、制热回路调节阀控制电缆5.23、制热回路循环泵控制电缆5.24、加热器控制电缆5.25、出水温度传感器信号电缆5.26、进水温度传感器信号电缆5.27、进水压力传感器信号电缆5.28、制冷回路调节阀控制电缆5.29、制冷回路循环泵控制电缆5.30、制冷机控制电缆5.31、制冷回路快速阀控制电缆5.32、加液快速阀控制电缆5.33、冷却塔运行控制电缆5.34与流量计5.1、制热回路调节阀5.2、制热回路循环泵5.3、加热器5.4、出水温度传感器5.5、进水温度传感器5.6、进水压力传感器5.7、制冷回路调节阀5.9、制冷回路循环泵5.11、制冷机5.12、制冷回路快速阀5.13、加液快速阀5.17、冷却塔5.19相连。制热循环回路通过加热进出换热器段4的循环水，再通过换热器段4进行热交换，实现装置回路1内部加热；所述制冷循环回路通过冷却进出换热器段4的循环水，再通过换热器段4进行热交换，实现装置回路1内部制冷；所述加液回路用于两回路缺液状态下的制冷剂补充；单向阀5.14确保回路补液过量、或运行过程中调节过量时，制冷剂可顺利流回储液罐5.10；定压罐5.8用于维持整个调温系统运行过程中制热/制冷循环回路的压力稳定。调温控制器系统5.21接收核心控制器系统16运行指令和调温目标信息，以校准段2温度为调节目标，控制制热循环回路和制冷循环回路运行，通过“开环粗调+闭环精调”的控制模式，实现温度自动调节。
所述调压系统8由手动阀Ⅰ8.1、减压阀Ⅰ8.2、手动阀Ⅱ8.3、快速阀8.4、调节阀Ⅰ8.5、截止阀Ⅰ8.6、手动阀Ⅲ8.7、减压阀Ⅱ8.8、缓冲罐8.9、调节阀Ⅱ8.10、截止阀Ⅱ8.11、补气管道8.12、截止阀Ⅲ8.13、调节阀Ⅲ8.14、单向阀Ⅰ8.15、真空泵组8.16、截止阀Ⅳ8.17、调节阀Ⅳ8.18、单向阀Ⅱ8.19、消声器8.20、放气管道8.21、调压控制器系统8.22、压力传感器Ⅰ8.23、压力传感器Ⅱ8.24、压力传感器Ⅲ8.25、各类控制/反馈/信号电缆等组成。所述手动阀Ⅰ8.1、减压阀Ⅰ8.2、手动阀Ⅱ8.3、快速阀8.4、调节阀Ⅰ8.5、截止阀Ⅰ8.6经调压进气管道9串联构成增压支路，中压气源11通过中压供气管道12与手动阀Ⅰ8.1连接；所述手动阀Ⅰ8.1和减压阀Ⅰ8.2之间的调压进气管道上安装有压力传感器Ⅰ8.23，减压阀Ⅰ8.2和手动阀Ⅱ8.3之间的调压进气管道上安装有压力传感器Ⅱ8.24，所述补气管道8.12从减压阀Ⅰ8.2和手动阀Ⅱ8.3之间的调压进气管道上引出，串联手动阀Ⅲ8.7、减压阀Ⅱ8.8、缓冲罐8.9、调节阀Ⅱ8.10、截止阀Ⅱ8.11，构成补气支路，在截止阀Ⅰ8.6后，与调压进气管道汇合，减压阀Ⅱ8.8与缓冲罐8.9之间的补气管道上安装有压力传感器Ⅲ8.25。所述调压出气管道10从装置回路1引出后，串联截止阀Ⅲ8.13、调节阀Ⅲ8.14、单向阀Ⅰ8.15、真空泵组8.16等，构成抽真空支路。所述放气管道8.21从调压出气管道10引出后，串联截止阀Ⅳ8.17、调节阀Ⅳ8.18、单向阀Ⅱ8.19、消声器8.20等，构成放气支路。所述调压控制器系统8.22通过快速阀控制/反馈电缆8.26、调节阀Ⅰ控制/反馈电缆8.27、截止阀Ⅰ控制/反馈电缆8.28、调节阀Ⅱ控制/反馈电缆8.29、截止阀Ⅱ控制/反馈电缆8.30、截止阀Ⅲ控制/反馈电缆8.31、调节阀Ⅲ控制/反馈电缆8.32、截止阀Ⅳ控制/反馈电缆8.33、调节阀Ⅳ控制/反馈电缆8.34、压力传感器Ⅰ信号电缆8.35、压力传感器Ⅱ信号电缆8.36、压力传感器Ⅲ信号电缆8.37与快速阀8.3、调节阀Ⅰ8.5、截止阀Ⅰ8.6、调节阀Ⅱ8.10、截止阀Ⅱ8.11、截止阀Ⅲ8.13、调节阀Ⅲ8.14、截止阀Ⅳ8.17、调节阀Ⅳ8.18、压力传感器Ⅰ8.23、压力传感器Ⅱ8.24、压力传感器Ⅲ8.25等相连。压力传感器Ⅰ8.23监测中压气源供气压力，压力传感器Ⅱ8.24监测经减压阀Ⅰ8.2减压后的调压进气管路压力，压力传感器Ⅲ8.25监测经减压阀Ⅱ8.8二次减压后的补气管道压力。中压气源11为纯净干燥空气，压力稳定、容量大，可为增压支路提供稳定压力的供气条件；所述调压进气管道9通径较大，经调节阀Ⅰ8.5调节后，可实现装置回路增压工况的压力粗调；所述调压出气管道10通径较大，经真空泵组8.16抽气、调节阀Ⅲ8.14调节后，可实现装置回路真空工况的压力粗调；所述补气管道8.12通径较小，经减压阀Ⅱ8.8二次减压、缓冲罐8.9缓冲稳压、调节阀Ⅱ8.10精确调压后，可实现装置校准段2实际压力比调节目标压力低时的精确补气升压；所述放气支路管道通8.21径较小，经调节阀Ⅳ8.18精确调压后，可实现装置校准段2实际压力比调节目标压力高时的精确放气降压。同时所述抽真空支路设置的单向阀Ⅰ8.15，放气支路设置的单向阀Ⅱ8.19，可有效避免外部空气回流。调压控制器系统8.22接收核心控制器系统16运行指令和调压目标信息，以校准段2压力为调节目标，控制增压支路、补气支路、抽真空支路、放气支路有序运行，通过“压力粗调+压力精调”的控制模式，实现压力自动调节。
所述风扇3由伺服驱动器15驱动控制，伺服驱动器15由核心控制器系统16控制，核心控制器系统16、伺服驱动器15、风扇3组合，一方面可根据校准环境工况要求，进行装置回路1风速调节，另一方面可加速装置回路1内部气流循环，有利于装置回路1内部压力快速均衡，进而提高调压响应时效。
本发明通过调温系统5、调压系统8、风扇3的有序运行于配合，实现了温度-40℃～50℃、绝压40kPa～450kPa、风速10m/s～205m/s的精确调节与控制，在校准段2形成了标准的、可信的温度、压力、风速校准环境。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置，其特征在于：包括装置回路、调温系统、调压系统、中压气源和核心控制器系统，
所述装置回路是由校准段、风扇、换热器段及回路钢结构体组成的一个回字形气流通路，其中风扇通过风扇动力和编码器电缆连接伺服驱动器，并且该伺服驱动器通过伺服驱动器控制/反馈电缆与所述核心控制器系统连接；
所述调温系统通过调温进水管道和调温出水管道与换热器段相连；
所述调压系统通过调压进气管道和调压出气管道与装置回路相连；
所述中压气源通过中压供气管道与所述调压系统相连；
所述核心控制器系统分别通过调温系统通信电缆、调压系统通信电缆与调温系统、调压系统相连；
所述核心控制器系统以校准段温度、压力，以及计算获得的风速为调节目标，统一调配控制调温系统、调压系统、风扇运行，进行装置回路参数调节，其中温度、压力和风速三个参数精确调节且稳定后，即可在校准段形成标准的温度、压力、风速校准环境。
2.根据权利要求1所述一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置，其特征在于：所述校准段安装有压力传感器组和温度传感器组，所述压力传感器组通过温度传感器组信号电缆与所述核心控制器系统连接，所述温度传感器组通过压力传感器组信号电缆与所述核心控制器系统连接。
3.根据权利要求1所述一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置，其特征在于：所述调温系统包括调温控制器系统，以及分别受控于该调温控制器系统的制热循环回路和制冷循环回路；
所述调温控制器系统与所述核心控制器系统互联通信；
所述制热循环回路和制冷循环回路作用于所述换热器段，用于换热器段的温度调节。
4.根据权利要求3所述一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置，其特征在于：所述调温系统还包括受控于所述调温控制器系统的加液回路，该加液回路作用于所述制热循环回路和制冷循环回路，实现介质的补充。
5.根据权利要求1所述一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置，其特征在于：所述调压系统包括调压控制器系统，以及分别受控于所述调压控制器系统的增压支路、补气支路、抽真空支路和放气支路；
所述调压控制器系统与所述核心控制器系统连通；
所述增压支路、补气支路、抽真空支路和放气支路均作用于回路钢结构体内，调节回字形气流通路内的压力。
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| CN202311494475.6A CN117471128A (zh) | 2023-11-10 | 2023-11-10 | 一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117471128A true CN117471128A (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=89639469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311494475.6A Pending CN117471128A (zh) | 2023-11-10 | 2023-11-10 | 一种提供变温度、压力、风速校准环境的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117471128A (zh) |
-
2023
- 2023-11-10 CN CN202311494475.6A patent/CN117471128A/zh active Pending
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