[發明專利]一種對溫度測量系統進行全系統寬低溫綜合校準的設備

有效

• 申請號: 202110332037.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113049145B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 褚衛華;賈軍偉;顧正華;劉展;張文清;柴昊;楊兆欣;李崢;趙少美;郎昊
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心設備設計與測試技術研究所
• 主分類號: G01K15/00
• 分類號: G01K15/00
• 代理公司: 綿陽山之南專利代理事務所(普通合伙) 51288
• 代理人: 沈強

本發明提供了一種對溫度測量系統進行全系統寬低溫綜合校準的設備，校準溫度范圍77K到323K，采用制冷機制冷和加熱器加熱綜合控溫方式，隔熱校準腔采用三層結構，中層外層真空隔熱，內層作為校準溫度源，放置傳感器安裝銅座，通過充氦實現溫度場快速均勻。在校準過程中，溫度傳感器帶線纜穿過密封座后，置于校準腔內的傳感器安裝銅座內，然后對導線實行密封，中外層抽真空隔熱，內層充氦。準備就緒后，在測控機柜控制下，自動按照校準流程實施制冷機和加熱器校準腔溫度控制，達到校準目標溫度值后，溫度測量系統采集校準溫度點的電流或電壓值。按流程所有校準點完成后進行校準曲線擬合，得到溫度測量系統測量范圍內的校準曲線。

技術領域

本發明涉及的是溫度測量系統校準領域，尤其是一種對溫度測量系統進行全系統寬低溫綜合校準的設備。

背景技術

在溫度測量過程中，一般采用對溫度傳感器校準的方法來保證溫度測量精度。但在實際溫度測量過程中，測量誤差來自溫度傳感器、測量線路、放大器、采集系統等各個環節，因此在溫度測量精度要求比較高地方（比如，低溫風洞在溫度77K到323K范圍內測量精度需要達到0.1K），僅對溫度傳感器進行校準難以滿足溫度測量精度要求，需要對整個溫度測量系統進行校準。

另外，在實際溫度校準系統過程中，溫度變化過程較慢，為了提高試驗效率，需要同時對多個溫度測點一次性進行校準，以現有技術中單獨對每一個溫度傳感器校準的方法只能夠單獨對每一個測點進行校準，對于測量點較多的溫度測量系統（比如，低溫風洞系統有上百個溫度測量點）校準需要幾十天甚至數月時間。

如果想一次性校準多個傳感器，又會因為溫度傳感器校準腔體容積增大，溫度場均勻性就會下降，校準設備的精度又不能滿足溫度測量系統校準要求。

由于現有技術中都是針對于溫度傳感器進行校準，而實際使用中是在加裝了測量線路、放大器、采集系統等各個環節后，最終獲得的測量溫度的數值精度又會存在顯著的誤差，因此急需一種能夠對多通道低溫溫度測量系統進行整體校準的裝置來消除測量線路、放大器、采集系統等各個環節帶來的測量誤差，提高校準效率和校準精度。

發明內容

本發明的目的，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種對溫度測量系統進行全系統寬低溫綜合校準的設備，該方案能夠對整個多通道溫度測量系統進行校準，解決了現有技術中只能對溫度傳感器進行校準無法將整個測量系統校準的難題，同時本方案能夠最大同時對具有45個測點的溫度傳感器測量系統進行校準，能夠極大提高校準效率。

本方案是通過如下技術措施來實現的：

一種對溫度測量系統進行全系統寬低溫綜合校準的設備，包括有預冷恒溫槽、制冷機水冷系統、隔熱校準腔系統、真空與壓力調節系統以及測控機柜；隔熱校準腔系統包括有外部筒體、中部筒體以及內部筒體；內部筒體設置在中部筒體內部；中部筒體設置在外部筒體內部；內部筒體、中部筒體以及外部筒體的頂部均設置有頂部開口的密封法蘭；內部筒體頂部密封法蘭頂部的開口于中部筒體頂部密封法蘭的開口之間通過可伸縮波紋管密封連接；中部筒體頂部密封法蘭的開口于外部筒體頂部密封法蘭的開口之間通過不銹鋼導管密封連接；外部筒體頂部密封法蘭的開口上方設置有密封的引線罩；引線罩的側面設置有和真空與壓力調節系統連接的氦氣充氣管和氦氣排氣管；不銹鋼導管的外壁套設有輔助冷卻套管；輔助冷卻套管通過輔助冷卻套管接口穿過外部筒體頂部密封法蘭與預冷恒溫槽連接；中部筒體底部為冷量分配器；內筒體底部直接與冷量分配器連接；外部筒體底部設置有外部筒體底部密封法蘭；冷量分配器與穿過外部筒體底部密封法蘭的制冷機制冷頭連接；制冷機制冷頭與制冷機水冷系統連接；內部筒體的底部設置有傳感器安裝座；測控機柜能夠檢測和控制傳感器安裝座的溫度以及檢測和控制內部筒體、中部筒體和外部筒體內的氣壓。

作為本方案的優選：中部筒體頂部密封法蘭上設置有輔助連接桿過孔；內部筒體頂部密封法蘭上設置有輔助連接桿螺紋孔；輔助連接桿能夠穿過輔助連接桿過孔與輔助連接桿螺紋孔連接；輔助連接桿上設置有受力螺母。