CN1292234C - 等温容器放出法实验装置 - Google Patents

Abstract

一种测量控制领域的等温容器放出法实验装置，包括：气源，减压阀，截止阀，温度传感器，等温容器，压力传感器，数据记录仪，气压计，上游整流管，上游整流管接头，下游整流管接头，下游整流管。气源的一端与减压阀进口相连接，另一端与截止阀连接；截止阀的另一端与等温容器连接，等温容器与上游整流管连接，上游整流管另一端通过上游整流管接头与被测元件进气口相连，被测元件排气口通过下游整流管接头与下游整流管连接，压力传感器与温度传感器与等温容器连接，数据记录仪与压力传感器输出连接，气压计直接设置在大气中。本发明具有实验装置简单，测量时间短，耗气量少，对气源容量要求低等优点。

Description

等温容器放出法实验装置

技术领域

本发明涉及一种测量气动元件流量特性的测量装置，具体是一种等温容器放出法实验装置。用于测量控制领域。

背景技术

目前测量实际气动元件流量特性的国际标准化草案ISO6358具有测试装置复杂，测量时间长，消耗功率大等缺点，为此必须采用新的试验方法。目前替换的试验方法有固定容器充填法和放出法，等温容器是保障上述替换试验方法精度的重要工具，因此开发等温容器是非常必要的。固定容腔充放气过程很短，只需几秒就可完成，而且其能耗很小。如果能仅仅利用容腔的压力响应就能测出气动元件的流量特性，将是非常节能的办法。然而，容腔压力随容腔温度变化，使用普通容器会由于容器壁热传导而造成误差。为此，有必要开发等温容器，这样就能够排除温度变化造成的影响，从而准确测量气动元件的流量特性。

经对现有技术文献的检索发现，日本工业标准2000年JIS B 8390规定用等积气容放气法测定气动元件的流量特性，该方法实验装置主要由气源，减压阀，截止阀，温度传感器，容器，压力传感器，数据记录仪，气压计，上游整流管，上游整流管接头，下游整流管接头，下游整流管组成。本发明试验装置与日本工业标准JIS B 8390相似，但是，该标准中的容器是普通的容器，利用其进行流量特性的测试时，由于容器内部温度的变化会造成试验结果的较大偏差，另外利用该装置也无法测量气动元件在亚声速情况的流量特性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种等温容器放出法实验装置，采用等温容器，使其达到忽略容器温度变化影响而仅采用测量容器放气压力就可测出与容器相连的被测气动元件的质量流量，从而获得被测气动元件流量特性的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：气源，减压阀，截止阀，温度传感器，等温容器，压力传感器，数据记录仪，气压计，上游整流管，上游整流管接头，下游整流管接头，下游整流管。其连接关系为：气源的一端与减压阀进口相连接，另一端与截止阀连接；截止阀的另一端与等温容器连接，等温容器同时与上游整流管连接，上游整流管另一端通过上游整流管接头与被测元件进气口相连，被测元件排气口通过下游整流管接头与下游整流管连接。压力传感器与温度传感器与等温容器连接，数据记录仪与压力传感器输出连接。气压计直接设置在大气中。

所述的等温容器是一个立式法兰连接、垫片密封型压力容器，该压力容器主要由法兰盖，橡胶密封垫片，容器主体，支脚构成，支脚与容器主体焊接为一体，橡胶密封垫片放在容器主体上，法兰盖与容器主体连接。在容器主体上焊有三个接口，一个是进气口，一个是排气口，一个是排水口，容器主体内部填充有线径为30-50μm的磷铜丝，在排气口处设置纱网。

对于普通容器，当充气时由于进入容器的气体带入一部分能量，导致容器内部气体温度升高，当放气时由于排出容器的气体带出一部分能量，导致容器内部气体温度降低，普通容器充放气时其温度变化可以达到40K。而对于等温容器，由于内部金属丝换热面积及热容都很大，当对其进行充放气时，金属丝会抵抗容器内部温度变化，使得容器内部气体温度变化在很小范围之内，一般不超过2K。

本发明中，气源提供恒定的压缩空气；加压阀负责控制压缩空气压力，当充气完毕后可以将截止阀关闭，温度传感器用来测量等温容器内部温度变化，等温容器用作一个有限流量的等温气源，压力传感器负责测量等温容器内部实时压力，数据记录仪用来记录当前时刻及压力传感器数据；气压计用来测量当地大气压力；而上、下游整流管及整流管接头用来连接被测元件并起到整流作用。

首先利用气源提供恒定的压缩空气，其次调节减压阀出口压力为0.7Mpa(表压)，然后打开截止阀对等温容器进行充气。将等温容器排气口与被测气动元件相连，待等温容器充满气体后再利用温度传感器观察等温容器内部温度，待内部温度变化与环境温度相差1K以内，便可打开被测元件进行放气，利用等温容器内部气体温度在充放气过程中基本保持不变的原理，可以认为容器内部气体变化为等温过程，根据等温气体状态方程，可以知道从容器流出的质量流量仅与容器内部压力有关，这样仅采用测量容器放气压力就可测出容器流出的质量流量，根据质量守恒原理，容器排出的质量流量和容器相连被测气动元件的质量流量相等，这样就获得了被测气动元件的质量流量，利用该质量流量获得被测气动元件的流量特性。

与现有技术相比，本发明利用等温容器作为测试装置将等温容器的排气口与被测气动元件相连，利用等温容器内部气体温度在充放气过程中基本保持不变的原理，以达到忽略容器温度变化影响而仅采用测量容器放气压力就可测出与容器相连的被测气动元件的质量流量，从而获得被测气动元件流量特性的目的。本发明具有实验装置简单，测量时间短，耗气量少，对气源容量要求低等优点。

附图说明

图1本发明结构示意图

图2本发明等温容器结构示意图

具体实施方式

如图1所示，本发明等温容器放出法实验装置包括：气源1，减压阀2，截止阀3，温度传感器4，等温容器5，压力传感器6，数据记录仪7，气压计8，上游整流管9，上游整流管接头10，下游整流管接头11，下游整流管12。其连接关系为：气源1的一端与减压阀2进口相连接，另一端与截止阀3连接；截止阀3的另一端与等温容器5连接，等温容器5同时与上游整流管9连接，上游整流管9另一端通过上游整流管接头10与被测元件进气口相连，被测元件排气口通过下游整流管接头11与下游整流管12连接，压力传感器6与温度传感器4与等温容器5连接，数据记录仪7与压力传感器6输出连接，气压计8直接设置在大气中。

如图2所示，等温容器5是一个立式法兰连接、垫片密封型压力容器，主要由法兰盖13，橡胶密封垫片14，容器主体16，支脚18构成，支脚18与容器主体16焊接为一体，橡胶密封垫片14设置在容器主体16上，法兰盖13与容器主体16连接，在容器主体16上焊有三个接口，一个是进气口15，一个是排气口17，一个是排水口19，容器主体16内部填充有线径为30-50μm的磷铜丝21。在排气口17处设置纱网20。

截止阀3的另一端与等温容器5进气口15连接，等温容器5的排气口17与上游整流管9连接。

Claims (3)

1、一种等温容器放出法实验装置，包括：气源(1)，减压阀(2)，截止阀(3)，温度传感器(4)，等温容器(5)，压力传感器(6)，数据记录仪(7)，气压计(8)，上游整流管(9)，上游整流管接头(10)，下游整流管接头(11)，下游整流管(12)，其特征在于，其连接关系为：气源(1)的一端与减压阀(2)进口相连接，另一端与截止阀(3)连接，截止阀(3)的另一端与等温容器(5)连接，等温容器(5)同时与上游整流管(9)连接，上游整流管(9)另一端通过上游整流管接头(10)与被测元件进气口相连，被测元件排气口通过下游整流管接头(11)与下游整流管(12)连接，压力传感器(6)、温度传感器(4)与等温容器(5)连接，数据记录仪(7)与压力传感器(6)输出连接，气压计(8)直接设置在大气中；所述的等温容器(5)是一个立式法兰连接、垫片密封型压力容器，主要由法兰盖(13)，橡胶密封垫片(14)，容器主体(16)，支脚(18)构成，支脚(18)与容器主体(16)焊接为一体，橡胶密封垫片(14)设置在容器主体(16)上，法兰盖(13)与容器主体(16)连接，在容器主体(16)上焊有三个接口，一个是进气口(15)，一个是排气口(17)，一个是排水口(19)，容器主体(16)填充有磷铜丝(21)。

2、根据权利要求1所述的等温容器放出法实验装置，其特征是，在排气口(19)处设置纱网(20)。

3、根据权利要求1所述的等温容器放出法实验装置，其特征是，容器主体(16)内部填充的磷铜丝(21)，其线径为30-50μm。

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