CN220153803U - 一种差分压力计的标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种差分压力计的标定装置，涉及流体传感器标定设备技术领域。本实用新型设置水槽作为盛水构件，差分压力计置于水槽内，完全置于水槽内的水面以下，而水槽的水面上设置有压水板，可有效避免水位变化过大或过于迅速时所带来的波纹；在此基础上，还设置了控压组件和测距仪，控压组件可驱动水槽内的水位升高或降低，通过水位的调节控制水槽内出现的压力差的大小，使得水槽内的水压变化差值满足已知的使用环境产生的压差，从而使得差分压力计可根据压力差的变化，输出信号，满足差分压力计的标定需要，设置的测距仪可获取压水板的位移数据，使得获取的压差数据较为精准，从而使得差分压力计产生精准的标准压力信号。

Description

一种差分压力计的标定装置

技术领域

本实用新型涉及流体传感器标定设备技术领域，具体而言，涉及一种差分压力计的标定装置。

背景技术

差分压力计，即差分压力传感器，是一种常用的压力传感器，其通过测量两个不同位置的压力差来确定压力大小的，被广泛应用于流量、液位和温度等领域。

为了消除使用环境对差分压力计测量精度的影响，在差分压力计使用前，需要根据已知的使用环境产生的压差，模拟压差供差分压力计感知，获取差分压力计输出的噪声信号，完成差分压力计的标定，而后，在差分压力计实际使用中，根据噪声信号将输出的信号进行除噪，保证输出信号的准确度。

现有技术中，采用两个玻璃管高低放置，向玻璃管内分别注入液体，从而产生压力差的方式，供差分压力计进行感知。但是，若要产生需要的压力差，就要精准控制玻璃管内水柱液面高度，以使两个玻璃管内液面高度差值满足需要，而对液位高度差的获取，需要对变化前后的水柱液位进行直接测量并作差，在此过程中极易产生测量误差，导致产生的压力差与需要产生的压力差之间误差较大，不利于差分压力计的标定校准。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是如何精准控制差分压力计所感知的压差，以实现差压压力计的标定校准。

为解决上述问题，本实用新型提供一种差分压力计的标定装置，包括：水槽，所述水槽内用于加入水，并放置差分压力计；压水板，所述压水板置于所述水槽内的水面上；控压组件，所述控压组件用于驱动所述水槽内的水位升高或降低；测距仪，所述测距仪用于获取所述压水板的位移数据。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果包括：设置水槽作为盛水构件，差分压力计置于水槽内，从而使得差分压力计能够被水槽内的水淹没，完全置于水槽内的水面以下，而水槽的水面上设置有压水板，压水板的底面与水面相接处，随着水面的变化，压水板上升或者下降；在此基础上，还设置了控压组件和测距仪，控压组件可驱动水槽内的水位升高或降低，这样可控制水槽内的水压发生变化，随着水位的升高或降低，不但可以通过水位的调节控制水槽内出现的压力差的大小，使得水槽内的水压变化差值满足已知的使用环境产生的压差，从而使得差分压力计可根据压力差的变化，输出信号，满足差分压力计的标定需要；而在水槽内的水位调节的过程中，设置的测距仪可获取压水板的位移数据，而压水板位于水面上，不但使得压水板的位移数据即为水槽内的水位变化值，使得获取的压差数据较为精准，能够实现对水槽内的水位的精准调节，从而使得差分压力计产生精准的标准压力信号，便于供差分压力计在实际使用中进行信号去噪，而且压水板置于水面上，可有效避免水位变化过大或过于迅速时所带来的波纹，实现水位的平稳变化。

可选地，所述控压组件包括第一伸缩驱动件和压块，所述第一伸缩驱动件与所述压块驱动连接，所述压块贯穿所述压水板的中心孔，所述第一伸缩驱动件用于驱动所述压块朝向所述水槽的内部往复移动。

可选地，所述控压组件包括第二伸缩驱动件和活塞筒，所述第二伸缩驱动件与所述活塞筒内的活塞驱动连接，所述活塞筒内用于加入水，所述活塞筒的输出端与所述水槽的内部相连通，所述第二伸缩驱动件用于驱动所述活塞往复运动，以驱动水流输入或输出所述水槽。

可选地，所述水槽的内壁上设有夹具，所述夹具用于夹持所述差分压力计。

可选地，在与所述水槽内水面相平行的平面上，所述水槽的截面形状为环状，所述压水板的截面形状为圆形。

可选地，所述差分压力计的标定装置还包括支撑框架，所述控压组件和所述测距仪均排列在所述支撑框架上。

可选地，所述差分压力计的标定装置还包括抗震平台，所述支撑框架安装在所述抗震平台上。

可选地，所述差分压力计的标定装置还包括数据采集模块，所述数据采集模块分别与所述测距仪和所述差分压力计电连接。

可选地，所述压水板上设有通孔，所述通孔用于供所述差分压力计的线缆穿过。

可选地，所述水槽的内壁板和所述压水板均为疏水板。

附图说明

图1为本实用新型实施例中差分压力计的标定装置的剖分示意图；

图2为本实用新型实施例中差分压力计的标定装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-水槽；11-夹具；2-压水板；21-通孔；3-控压组件；31-第一伸缩驱动件；32-压块；4-测距仪；5-支撑框架；6-抗震平台；7-数据采集模块。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本文提供的坐标系XYZ中，X轴的正向代表右方，X轴的反向代表左方，Y轴的正向代表后方，Y轴的反向代表前方，Z轴的正向代表上方，Z轴的反向代表下方。同时，要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本实用新型一实施例提供一种差分压力计的标定装置，包括：水槽1，水槽1内用于加入水，并放置差分压力计；压水板2，压水板2置于水槽1内的水面上；控压组件3，控压组件3用于驱动水槽1内的水位升高或降低；测距仪4，测距仪4用于获取压水板2的位移数据。

在本实施例中，如图1所示，设置水槽1作为盛水构件，差分压力计置于水槽1内，从而使得差分压力计能够被水槽1内的水淹没，完全置于水槽1内的水面以下，而水槽1的水面上设置有压水板2，压水板2的底面与水面相接处，随着水面的变化，压水板2上升或者下降；在此基础上，本实施例还设置了控压组件3和测距仪4，控压组件3可驱动水槽内的水位升高或降低，这样可控制水槽1内的水压发生变化，随着水位的升高或降低，不但可以通过水位的调节控制水槽1内出现的压力差的大小，使得水槽1内的水压变化差值满足已知的使用环境产生的压差，从而使得差分压力计可根据压力差的变化，输出信号，满足差分压力计的标定需要；而在水槽1内的水位调节的过程中，本实施例设置的测距仪4，测距仪4可获取压水板2的位移数据，而压水板2位于水面上，不但使得压水板2的位移数据即为水槽1内的水位变化值，使得获取的压差数据较为精准，能够实现对水槽1内的水位的精准调节，从而使得差分压力计产生精准的标准压力信号，便于供差分压力计在实际使用中进行信号去噪，而且压水板2置于水面上，可有效避免水位变化过大或过于迅速时所带来的波纹，实现水位的平稳变化。

需要说明的是，在本实施例中，控压组件3通过向水槽1内输入固体或水以及将固体或水输出水槽1，从而实现对水槽1内的水位升高或降低的控制。示例地，控压组件3通过伸缩驱动结构驱动固体穿过压水板2并朝向或远离水槽1的内部移动，或者，控压组件3通过伸缩驱动结构驱动针筒穿过压水板2并朝向水槽1内输入水流或将水槽1内的水吸出。

需要说明的是，在本实施例中，控压组件3可周期性的循环往复控制水槽1内的水位发生变化，从而能够使得水槽1内的差分压力计感知周期性变化地压差，从而产生精确地、周期性地和振幅已知的标准压力信号。

需要说明的是，在本实施例中，测距仪4为激光测距仪。

需要说明的是，本实施例中的差分压力计为深海差分压力计。

可选地，控压组件3包括第一伸缩驱动件31和压块32，第一伸缩驱动件31与压块32驱动连接，压块32贯穿压水板2的中心孔，第一伸缩驱动件31用于驱动压块32朝向水槽1的内部往复移动。

如图1所示，控压组件3由第一伸缩驱动件31和压块32组成，其中，第一伸缩驱动件31与压块32驱动连接，压块32贯穿压水板2的中心孔，这样第一伸缩驱动件31可驱动压块32朝向水槽1的内部往复移动，使得位于水槽1内水中的压块32的体积发生变化，从而使得水槽1内的水位升高或降低，达到控制水槽1内水位变化的目的，第一伸缩驱动件31单次伸长或缩短的距离，与压块32截面积的配合，能够使得水槽1内产生精准的水位变化，从而保证水槽1内产生的压差满足需要。

需要说明的是，在本实施例中，通过第一伸缩驱动件31的往复运动，可控制压块32在水槽1中的上下运动，这样，压块32的往复运动位移量与压块32截面积的乘积等于水位变化量与水槽1截面积的乘积，而压块32的往复运动位移量由第一伸缩驱动件31的起始点位和终止点位决定，从而根据压块32的的往复运动位移量、压块32的截面积以及水槽1的截面积即可得到水位变化量。

需要说明的是，第一伸缩驱动件31为电动推杆，压块32为圆柱块，使得压块32移动相同距离造成水位变化的变化值相同，便于对水槽1内产生的压差的精准控制。

可选地，控压组件3包括第二伸缩驱动件和活塞筒，第二伸缩驱动件与活塞筒内的活塞驱动连接，活塞筒内用于加入水，活塞筒的输出端与水槽1的内部相连通，第二伸缩驱动件用于驱动活塞往复运动，以驱动水流输入或输出水槽1。

如图1所示，控压组件3由第二伸缩驱动件和活塞筒组成，其中，第二伸缩驱动件与活塞筒内的活塞驱动连接，活塞筒内部可加入水，且活塞筒的输出端与水槽1的内部相连通，这样第二伸缩驱动件可驱动活塞往复，通过活塞驱动活塞筒内的水流动，流动的水流经活塞筒的输出端进入水槽1内，从而使得水槽1内的水位升高或降低，达到控制水槽1内水位变化的目的，第二伸缩驱动件单次伸长或缩短的距离，与活塞筒截面积的配合，能够使得水槽1内产生精准的水位变化，从而保证水槽1内产生的压差满足需要。

需要说明的是，在本实施例中，通过第二伸缩驱动件的往复运动，可控制活塞在活塞筒中的往复运动，这样，活塞的往复运动位移量与活塞筒的截面积的乘积等于水位变化量与水槽1截面积的乘积，而活塞的往复运动位移量由第二伸缩驱动件的起始点位和终止点位决定，从而根据活塞的的往复运动位移量、活塞筒的截面积以及水槽1的截面积即可得到水位变化量。

需要说明的是，第二伸缩驱动件为电动推杆。

可选地，水槽1的内壁上设有夹具11，夹具11用于夹持差分压力计。

如图1所示，在本实施例中，为了保证差分压力计的稳定放置，在水槽1的内壁上设置有夹具11，夹具11可用于夹持差分压力计，从而保证差分压力计的放置稳定性。

可选地，在与水槽1内水面相平行的平面上，水槽1的截面形状为环状，压水板2的截面形状为圆形。

如图1所示，在与水槽1内水面相平行的平面上，即在XY平面上，压水板2的截面形状为圆形；如图2所示，同样在XY平面上，水槽1的截面形状为环状，即水槽1的内腔为圆柱形，这样，压水板2的侧壁形状与水槽1的内壁形状相匹配，保证压水板2在水槽1内部上下移动的稳定性，而且，水槽1的内壁光滑，保证水槽内1水面上升或下降时，水流在各个方向的受力平衡，保证水位升降的稳定性。

可选地，差分压力计的标定装置还包括支撑框架5，控压组件3和测距仪4均排列在支撑框架5上。

如图2所示，在本实施例中，为了保证整个标定装的稳定性，还设置了支撑框架5，控压组件3和测距仪4均排列在支撑框架5上，具体地，控压组件3和测距仪4均置于支撑框架5的上支撑架上，控压组件3的第一伸缩驱动件31或第二伸缩驱动件的往复移动提供空间，也便于测距仪4在竖直方向上对准压水板2。

可选地，差分压力计的标定装置还包括抗震平台6，支撑框架5安装在抗震平台6上。

如图2所示，在本实施例中，还设置了抗震平台6，支撑框架5安装在抗震平台6上，从而使得整个标定装置以抗震平台6作为放置底座，而通过抗震平台，可减弱对于微小振动如人员走动、气流扰动、发动机振动等因素对水槽1内水位变化的影响，从而进一步保证对水槽1内水位变化的精准控制。

需要说明的是，在本实施例中，还可在抗震平台6的底面上设置减震脚垫等减震结构。

可选地，差分压力计的标定装置还包括数据采集模块7，数据采集模块7分别与测距仪4和差分压力计电连接。

需要说明的是，使用环境使得差分压力计产生的噪声信号，一般具有周期循环的特点。示例地，对于深海差分压力计，其需要感知由长周期重力波以及天然地震所产生的微弱水压变化，因此具有高灵敏度、低噪声、低频且具有较宽的频带范围等特点，而受海浪相互影响，海洋会产生一种频率较低的次重力波。因为次重力波的频率与深海差分压力计所记录的远震低频信号频率相近，所以深海差分压力计会在低频部分不可避免受到次重力波干扰。标定装置实现的主要功能是模拟常见潮汐及次重力波所产生的厘米级乃至亚毫米级的水位变化，建立深海差分压力传感计的实际仪器响应，以便在实际观测中将潮汐以及次重力波产生的伪地震信号与远震所产生的长周期低频率的真实信号分离，去除地震计垂直分量中低频噪音部分，提高垂直分量信噪比。

因此，在本实施例中，为了保证产生精确地、周期性地和振幅已知的标准压力信号，如图1所示，还设置了数据采集模块7，数据采集模块7分别与测距仪4和差分压力计电连接，控压组件3可驱动水位进行周期变化，模拟已知信号的振幅，而数据采集模块7可将测距仪4和差分压力计进行预先对时，实现位移信号与压力信号时间一致，便于后续数据分析，并在水位进行周期变化时，实时获取同一时刻下，测距仪4的位移数据和差分压力计输出的信号，保证测距仪4的位移数据与差分压力计输出的信号的对应准确无误，这样差分压力计输出的压力信号即为精确地、周期性地和振幅已知的标准压力信号。

可选地，压水板2上设有通孔21，通孔21用于供差分压力计的线缆穿过。

在本实施例中，如图1所示，压水板2上设置了通孔21，可便于差分压力计的线缆穿过，在保证实时获取差分压力计输出的信号的同时，避免线缆对压水板2的上下移动造成影响，保证压水板2的位移数据对水位变化的精准反馈。

可选地，水槽1的内壁板和压水板2均为疏水板。

在本实施例中，为了避免水槽1的内壁板以及压水板2对水槽1内的水的流动造成阻碍，将水槽1的内壁版和压水板2均设置为疏水板，疏水板可由疏水性材料制备的涂层设置在结构板面上制成，其中，疏水性材料可以是聚四氟乙烯、全氟乙烯丙烯共聚物或乙烯-四氟乙烯共聚物等。

需要说明的是，如图1和图2所示，使用本实用新型中的差分压力计的标定装置对差分压力计进行标定前，需要对标定装置进行组装：安装支撑框架5和水槽1于抗震平台6上；安装差分压力计于水槽1中，利用夹具11夹紧，防止标定过程中差分压力计出现位移；向水槽1中注入一定量的水；向水槽1中放置压水板2；将压块32连接在第一伸缩驱动件31上，压块32部分没入水中，静置数分钟待差分压力计内外压力达到平衡。

如图1和图2所示，使用本实用新型中的差分压力计的标定装置对差分压力计进行标定时，具体标定过程包括：利用测距仪4测量压水板2初始位置；设定第一伸缩驱动件31的运动速度、初始点位和终止点位；数据采集模块7对测距仪4与差分压力计进行对时；第一伸缩驱动件31开始进行往复运动，通过推动压块32实现精准周期性水位变化；第一伸缩驱动件31运动结束；下载并分析测距仪4所测得的位移信号与差分压力计压力信号，完成数据分析。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种差分压力计的标定装置，其特征在于，包括：水槽(1)，所述水槽(1)内用于加入水，并放置差分压力计；压水板(2)，所述压水板(2)置于所述水槽(1)内的水面上；控压组件(3)，所述控压组件(3)用于驱动所述水槽(1)内的水位升高或降低；测距仪(4)，所述测距仪(4)用于获取所述压水板(2)的位移数据。

2.根据权利要求1所述的差分压力计的标定装置，其特征在于，所述控压组件(3)包括第一伸缩驱动件(31)和压块(32)，所述第一伸缩驱动件(31)与所述压块(32)驱动连接，所述压块(32)贯穿所述压水板(2)的中心孔，所述第一伸缩驱动件(31)用于驱动所述压块(32)朝向所述水槽(1)的内部往复移动。

3.根据权利要求1所述的差分压力计的标定装置，其特征在于，所述控压组件(3)包括第二伸缩驱动件和活塞筒，所述第二伸缩驱动件与所述活塞筒内的活塞驱动连接，所述活塞筒内用于加入水，所述活塞筒的输出端与所述水槽(1)的内部相连通，所述第二伸缩驱动件用于驱动所述活塞往复运动，以驱动水流输入或输出所述水槽(1)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的差分压力计的标定装置，其特征在于，所述水槽(1)的内壁上设有夹具(11)，所述夹具(11)用于夹持所述差分压力计。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的差分压力计的标定装置，其特征在于，在与所述水槽(1)内水面相平行的平面上，所述水槽(1)的截面形状为环状，所述压水板(2)的截面形状为圆形。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的差分压力计的标定装置，其特征在于，还包括支撑框架(5)，所述控压组件(3)和所述测距仪(4)均排列在所述支撑框架(5)上。

7.根据权利要求6所述的差分压力计的标定装置，其特征在于，还包括抗震平台(6)，所述支撑框架(5)安装在所述抗震平台(6)上。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的差分压力计的标定装置，其特征在于，还包括数据采集模块(7)，所述数据采集模块(7)分别与所述测距仪(4)和所述差分压力计电连接。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的差分压力计的标定装置，其特征在于，所述压水板(2)上设有通孔(21)，所述通孔(21)用于供所述差分压力计的线缆穿过。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的差分压力计的标定装置，其特征在于，所述水槽(1)的内壁板和所述压水板(2)均为疏水板。