[發明專利]一種低溫脈動壓力校準裝置

在審

• 申請號: 202011029332.4
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN111998997A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王洪博;李天然;李峰;史博;蔡菁;王辰辰
• 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: G01L27/00
• 分類號: G01L27/00
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 王民盛

1.一種低溫脈動壓力校準裝置，其特征在于：通過隔離膜片(12)、傳力桿(11)將力傳感器(10)與低溫被測流體隔離，進而通過常溫力傳感器(10)測量低溫流體介質的動態壓力變化，最終在低溫環境下完成被校壓力傳感器(7)的動態校準。

2.如權利要求1所述的一種低溫脈動壓力校準裝置，其特征在于：包括脈動壓力發生器、低溫校準裝置和壓力轉力裝置；

所述的脈動壓力發生器，包括基座(1)、振動臺(2)、活塞(3)、氣缸(4)；脈動壓力發生器能生成頻率、平均值、幅值均可調的正弦脈動壓力，然后將脈動壓力供給至壓力室(5)內；

所述的基座(1)固定，為氣缸(4)、壓力室(5)、低溫腔(6)提供支撐；

所述的振動臺(2)的臺體固定，工作時臺面做正弦往復運動，臺面與活塞(3)的桿部連接；

所述的氣缸(4)缸體與基座(1)固定連接，活塞(3)邊緣與氣缸(4)內壁動密封，組成氣缸-活塞結構；

所述的低溫校準裝置，包括壓力室(5)、低溫腔(6)、被校壓力傳感器(7)；

所述的壓力室(5)與氣缸(3)聯通，因此壓力室(5)內壓力也為正弦脈動壓力；此外，壓力室內有兩個對稱的孔位，其中一個安裝被校壓力傳感器(7)，另一個安裝壓力轉力裝置；

所述低溫腔(6)能夠降低并保持內部溫度，將壓力室(5)與被校壓力傳感器(7)都包裹在內；

所述的壓力轉力裝置，包括外殼(8)、力傳感器工裝(9)、力傳感器(10)、傳力桿(11)、隔離膜片(12)；隔離膜片(12)固定安裝在外殼(8)的一側；力傳感器(10)固定安裝在力傳感器工裝(9)上，力傳感器工裝(9)安裝在外殼(8)的另一側，兩者能夠進行軸向移動；傳力桿(11)一端與隔離膜片(12)連接，另一端頂在力傳感器工裝(9)感壓面。

3.如權利要求2所述的一種低溫脈動壓力校準裝置，其特征在于：所述的力傳感器(10)選用諧振頻率高、動態性能好的力傳感器。

4.如權利要求2所述的一種低溫脈動壓力校準裝置，其特征在于：所述的力傳感器工裝(9)和傳力桿(11)能將力傳感器(10)與低溫腔(6)內的低溫環境隔離開來，力傳感器工裝(9)和傳力桿(11)都使用陶瓷或其他隔熱材料。

5.如權利要求2所述的一種低溫脈動壓力校準裝置，其特征在于：所述的傳力桿(11)外形為柱狀，為直徑較大、長度較短的圓柱形，進而提高傳力桿(11)的諧振頻率，減少共振的發生。

6.如權利要求2所述的一種低溫脈動壓力校準裝置，其特征在于：所述的隔離膜片(12)為一圓形金屬薄片，膜片中心保證平整，與傳力桿(11)完全貼合；在膜片邊緣加工出一圈或多圈波紋，進而提高膜片的彈性。

7.如權利要求2、3、4、5或6所述的一種低溫脈動壓力校準裝置，其特征在于：

工作方法為：振動臺(2)臺面振動，帶動活塞(3)做正弦往復運動，活塞(3)反復壓縮氣缸(4)內的氣體生成脈動壓力；生成的脈動壓力進入壓力室(5)內，溫度降低，形成校準所需的低溫脈動壓力；被校壓力傳感器(7)安裝在壓力室(5)上，受到壓力室(5)內的低溫脈動壓力，并且傳感器完全處于低溫腔(6)之內，校準過程始終保持低溫；

隔離膜片(12)一面受到低溫脈動壓力，由于另一面被傳力桿(11)頂住不會產生彈性位移，隔離膜片(12)將脈動壓力轉換成脈動力，經過傳力桿(11)傳遞到力傳感器(10)的感壓面，力傳感器(10)輸出對應的電信號；隔離膜片(12)受到的脈動壓力P為：

P＝F/S+P0

式中：F為力傳感器測得的力值，S為波紋膜片的受力面積，P0為考慮隔離膜片(12)受力回彈的壓力修正值。