[發明專利]通用智能氣動部組件流量特性及流阻的測試系統和方法

有效

• 申請號: 202111387101.5
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114061933B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 朱清淋;王珂;馮振華;張聚樂;盛強;張璐;郭棟;朱勝奎
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間應用工程與技術中心
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01D21/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 朱曉彤

本發明涉及通用智能氣動部組件流量特性及流阻的測試系統和方法，涉及氣動元件測試領域，包括通過氣體管道依次串聯的氣源、減壓閥、溫度調節器、調壓器、流量測試組件、溫度壓力檢測組件、流量調節閥組和末端切換組件，測試系統還包括測控模塊，測控模塊分別與溫度調節器、調壓器、流量測試組件、溫度壓力檢測組件、流量調節閥組和末端切換組件通訊連接。采用測控模塊全自動化的控制溫度、壓力和流量，極大地提高了工作效率，從而減少人力成本，增加總體收入。高精度的溫度、壓力、流量控制方案，有效消除了溫度對氣體特性、傳感器工作穩定性帶來的誤差影響，極大提高了系統測試的精度。

技術領域

本發明涉及氣動元件測試領域，具體涉及通用智能氣動部組件流量特性及流阻的測試系統和方法。

背景技術

隨著科技進步、工業現代化高速發展，各類設備向著智能化、集成化以及高兼容方向發展。在氣動元件流量特性測試技術領域，目前氣動元件流量特性測試系統需要人工不斷調節上游減壓閥使上游壓力P₁恒定，調節下游調速閥開度來改變下游壓力P₂，往往需要多人協同配合工作，效率低且測試時間長，需要消耗大量的氣源，造成資源的浪費；測試數據依靠人工判讀，不夠智能，不能保證數據讀取的時效性，測量精度低；長時間測試操作和計數，容易造成操作人員疲勞，出現誤讀誤判現象。ISO6358-3-2013提出了一種系統流量特性計算方法，但是由于被測系統中每個部組件均存在數值誤差，會導致誤差累積。因此對于氣體流量特性測試設備要求能夠具備測試氣動系統級的流量特性的能力。

氣動元件及氣動系統被廣泛應用于航空航天、工業過程的機械化和自動化。其中，反映壓力與流量之間關系的流量特性是氣動元件及系統最重要的參數。準確、低成本及有效地測試氣動元件或氣動系統的流量特性及流阻，為了設計出節能、低成本的氣動系統，并實現其高精度控制方案提供數據支撐和技術保障。

并且，在氣源放氣過程中往往伴隨溫度變化，一般實驗室氣源均為高壓氮氣或者空氣，在長時間大流量工作情況下，會產生顯著降溫降溫現象，顯著的溫度變化不僅會影響氣體流動特性且會對傳感器造成損害。從而影響測試精度甚至功能。而本領域技術人員往往忽視了這種溫度變化帶來的影響，采用傳統測試裝置檢測出的氣動部件或氣動組件的流量特性及流阻，數據精度低，在航空航天領域難以應用，會導致應用該氣動部件或氣動組件的航天設備不能夠精確操控。

因此亟需一種通用性強、智能化程度高、操作簡單、攜帶方便、測試精度高的氣動部組件流量特性及流阻測試系統。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提高氣動部組件性能的測試精度。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種通用智能氣動部組件流量特性及流阻的測試系統，測試系統包括通過氣體管道依次串聯的氣源、減壓閥、溫度調節器、調壓器、流量測試組件、溫度壓力檢測組件、流量調節閥組和末端切換組件，所述溫度壓力檢測組件包括被測件安裝位點以及用于檢測被測件進出口壓力的壓力檢測組件，測試系統還包括測控模塊，所述測控模塊分別與溫度調節器、調壓器、流量測試組件、溫度壓力檢測組件、流量調節閥組和末端切換組件通訊連接。

本發明采用測控模塊全自動化的控制溫度、壓力和流量，大大減少人工操作時間，有效縮短了單次實驗測試所需時間，極大地提高了工作效率，從而減少人力成本，增加企業或實驗室總體收入。

測試采用氣源往往需要通過減壓使用，由于氣體減壓膨脹會引起顯著的溫度變化。這種變化將會帶來以下幾個問題：

1.壓力、流量傳感器采集的精度與溫度穩定度和溫度范圍相關，溫度過低或者過高，一旦超過傳感器的工作溫度，不僅會引起傳感器精度下降，甚至會引起傳感器的損壞；

2.氣體屬性與溫度相關，過高或者過低的溫度會引起產品測試系統內部流場特性及氣體屬性發生顯著變化，進而降低了測試的精度和準確度。