[發明專利]基于半導體制冷器的液體壓力調節裝置及調節方法

有效

• 申請號: 201210500849.6
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103064440A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 盛曉巖;彭軼;李鑫武;王麗;張賢;李群;趙靜;王洋
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G05D16/20
• 分類號: G05D16/20;G01L27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于靜態計量校準儀器領域，具體涉及一種基于半導體制冷器的液體壓力調節裝置及其調節方法。

背景技術

目前，廣泛使用的液體壓力計量校準儀器主要有活塞壓力計和油介質壓力控制器兩種?；钊麎毫τ嬀哂袦蚀_度高，長期穩定性好等突出優點，但活塞壓力計的原理和結構設計限制了它的便攜性能，且只能產生離散的壓力點，不滿足日益增多的現場校準的需求。而油介質壓力控制器是傳感器技術、計算機技術和流體控制技術相結合的產物，通過對油液的控制，快速、準確、穩定地產生目標壓力，同時又能通過壓力傳感器的實時反饋并顯示被測壓力，從而實現對油液壓力的連續精確控制。

目前已有的油介質壓力控制器主要存在的問題是：①油介質壓力控制器在微調上控制難度大，影響了油介質壓力控制器的控制準確性；②利用活塞調壓等傳統變容積壓力控制模式，對活塞機械加工精度要求高；③存在動密封困難等問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服已有油介質壓力控制器存在的不足，提供一種控制速度快，控制準確度高的基于半導體制冷器的液體壓力調節裝置及調節方法。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

基于半導體制冷器的液體壓力調節裝置，包括：造壓單元、過濾器、油杯、壓力傳感器、增壓截止閥、繼電器、壓力熱控調節單元、卸壓截止閥、測試口。

所述造壓單元的主要功能是：制造壓力，實現壓力初步調節。

所述過濾器的主要功能是：對從油杯流向造壓單元的油液進行過濾。

所述油杯的主要功能是：盛裝油液。

所述壓力傳感器的主要功能是：實時測量壓力熱控調節單元的壓力。

所述增壓截止閥的主要功能是：控制油液輸入到造壓單元。

所述繼電器的主要功能是：為壓力熱控調節單元提供電路控制。所述繼電器包括4個通道，分別稱為通道A、通道B、通道C、通道D。

所述壓力熱控調節單元包括壓力容腔、紫銅導熱層、4個半導體制冷器。紫銅導熱層在壓力容腔的環狀外表面形成4個對稱安裝臺面。在每個安裝臺面上，用導熱硅膠粘貼一個半導體制冷器。半導體制冷器工作時使用直流電流。壓力容腔的內部稱為內容腔，用于盛裝定容積的油液。4個半導體制冷器分別稱為半導體制冷器A、半導體制冷器B、半導體制冷器C、半導體制冷器D。

所述壓力熱控調節單元的主要功能是：控制其內部油液的吸熱量或放熱量，使得定容積的油液溫度發生微小變化，進而間接控制油液的壓力發生微小變化，從而完成對油液目標壓力的精確調節。

所述卸壓截止閥的主要功能是：控制油液回流至油杯。

所述測試口的主要功能是：為外接設備提供目標壓力。

其連接關系為：壓力熱控調節單元的一端通過三通分別與卸壓截止閥輸入端以及測試口的輸入端連接；壓力熱控調節單元的另一端通過三通分別與壓力傳感器以及增壓截止閥的輸出端連接；測試口的輸出端與外接設備連接；卸壓截止閥的輸出端與油杯的溢出管道連接；油杯的輸出管道與過濾器的輸入端連接；過濾器的輸出端與造壓單元的油液的入口連接；造壓單元的壓力出口與增壓截止閥的輸入端連接。

壓力熱控調節單元上的半導體制冷器A和半導體制冷器B中的正極分別與繼電器中的通道A、通道B的一端連接；壓力熱控調節單元上的半導體制冷器A和半導體制冷器B中的負極分別與外接直流電源的負極連接；通道A、通道B的另一端分別與外接直流電源的正極連接。

壓力熱控調節單元上的半導體制冷器C和半導體制冷器D中的負極分別與繼電器的通道C、通道D的一端連接；壓力熱控調節單元上的半導體制冷器C和半導體制冷器D中的正極分別與外接直流電源的負極連接；通道C、通道D的另一端分別與外接直流電源的正極連接。

外接直流電源與半導體制冷器的正負極連接狀態決定在半導體制冷器上實現制冷或加熱。半導體制冷器A和半導體制冷器B用于實現加熱，半導體制冷器C和半導體制冷器D用于實現制冷。

基于半導體制冷器的液體壓力調節裝置的壓力調節方法包括：

①當前壓力小于目標壓力值時，操作過程如下：

步驟1.1：打開增壓截止閥，關閉卸壓截止閥，造壓單元制造壓力，此時油杯內的油液流向壓力容腔，壓力容腔中的油液質量增加，內容腔壓力增加，實現目標壓力的粗調。

步驟1.2：通過控制繼電器中的通道A和通道B的開、閉狀態及開、閉時間，實現對半導體制冷器A和/或半導體制冷器B的加熱控制。當半導體制冷器A和/或半導體制冷器B加熱時，內容腔的油液吸熱，溫度升高，壓力增加，直到輸出壓力為目標壓力為止。