[发明专利]基于半导体制冷器的液体压力调节装置及调节方法

说明书

技术领域

本发明属于静态计量校准仪器领域，具体涉及一种基于半导体制冷器的液体压力调节装置及其调节方法。

背景技术

目前，广泛使用的液体压力计量校准仪器主要有活塞压力计和油介质压力控制器两种。活塞压力计具有准确度高，长期稳定性好等突出优点，但活塞压力计的原理和结构设计限制了它的便携性能，且只能产生离散的压力点，不满足日益增多的现场校准的需求。而油介质压力控制器是传感器技术、计算机技术和流体控制技术相结合的产物，通过对油液的控制，快速、准确、稳定地产生目标压力，同时又能通过压力传感器的实时反馈并显示被测压力，从而实现对油液压力的连续精确控制。

目前已有的油介质压力控制器主要存在的问题是：①油介质压力控制器在微调上控制难度大，影响了油介质压力控制器的控制准确性；②利用活塞调压等传统变容积压力控制模式，对活塞机械加工精度要求高；③存在动密封困难等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有油介质压力控制器存在的不足，提供一种控制速度快，控制准确度高的基于半导体制冷器的液体压力调节装置及调节方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

基于半导体制冷器的液体压力调节装置，包括：造压单元、过滤器、油杯、压力传感器、增压截止阀、继电器、压力热控调节单元、卸压截止阀、测试口。

所述造压单元的主要功能是：制造压力，实现压力初步调节。

所述过滤器的主要功能是：对从油杯流向造压单元的油液进行过滤。

所述油杯的主要功能是：盛装油液。

所述压力传感器的主要功能是：实时测量压力热控调节单元的压力。

所述增压截止阀的主要功能是：控制油液输入到造压单元。

所述继电器的主要功能是：为压力热控调节单元提供电路控制。所述继电器包括4个通道，分别称为通道A、通道B、通道C、通道D。

所述压力热控调节单元包括压力容腔、紫铜导热层、4个半导体制冷器。紫铜导热层在压力容腔的环状外表面形成4个对称安装台面。在每个安装台面上，用导热硅胶粘贴一个半导体制冷器。半导体制冷器工作时使用直流电流。压力容腔的内部称为内容腔，用于盛装定容积的油液。4个半导体制冷器分别称为半导体制冷器A、半导体制冷器B、半导体制冷器C、半导体制冷器D。

所述压力热控调节单元的主要功能是：控制其内部油液的吸热量或放热量，使得定容积的油液温度发生微小变化，进而间接控制油液的压力发生微小变化，从而完成对油液目标压力的精确调节。

所述卸压截止阀的主要功能是：控制油液回流至油杯。

所述测试口的主要功能是：为外接设备提供目标压力。

其连接关系为：压力热控调节单元的一端通过三通分别与卸压截止阀输入端以及测试口的输入端连接；压力热控调节单元的另一端通过三通分别与压力传感器以及增压截止阀的输出端连接；测试口的输出端与外接设备连接；卸压截止阀的输出端与油杯的溢出管道连接；油杯的输出管道与过滤器的输入端连接；过滤器的输出端与造压单元的油液的入口连接；造压单元的压力出口与增压截止阀的输入端连接。

压力热控调节单元上的半导体制冷器A和半导体制冷器B中的正极分别与继电器中的通道A、通道B的一端连接；压力热控调节单元上的半导体制冷器A和半导体制冷器B中的负极分别与外接直流电源的负极连接；通道A、通道B的另一端分别与外接直流电源的正极连接。

压力热控调节单元上的半导体制冷器C和半导体制冷器D中的负极分别与继电器的通道C、通道D的一端连接；压力热控调节单元上的半导体制冷器C和半导体制冷器D中的正极分别与外接直流电源的负极连接；通道C、通道D的另一端分别与外接直流电源的正极连接。

外接直流电源与半导体制冷器的正负极连接状态决定在半导体制冷器上实现制冷或加热。半导体制冷器A和半导体制冷器B用于实现加热，半导体制冷器C和半导体制冷器D用于实现制冷。

基于半导体制冷器的液体压力调节装置的压力调节方法包括：

①当前压力小于目标压力值时，操作过程如下：

步骤1.1：打开增压截止阀，关闭卸压截止阀，造压单元制造压力，此时油杯内的油液流向压力容腔，压力容腔中的油液质量增加，内容腔压力增加，实现目标压力的粗调。

步骤1.2：通过控制继电器中的通道A和通道B的开、闭状态及开、闭时间，实现对半导体制冷器A和/或半导体制冷器B的加热控制。当半导体制冷器A和/或半导体制冷器B加热时，内容腔的油液吸热，温度升高，压力增加，直到输出压力为目标压力为止。