[发明专利]一种中低压气体脉冲压力发生器

说明书

本发明涉及一种中低压气体脉冲压力发生器，属于计量测试技术领域。中低压气体脉冲压力发生器包含：脉冲模块、气体减压稳压机构和测控系统。本发明利用转动盘与带通孔的定子盘的压力室配合，通过转动盘上的排气孔、封闭端面依次扫过定子盘，相接通的面积经历变化的过程，从而在压力室内产生脉冲压力信号。本发明可通过控制电机转速和运动方式来调控产生脉冲压力的脉宽和波形，并可控制气源大小来控制产生脉冲压力的幅值。本发明可获得精准的中低压气体脉冲，压力准确度高，方法简单可靠，性能可控性方面显著提高，适合于动态压力校准与模拟试验。

技术领域

本发明涉及一种中低压气体脉冲压力发生器，属于计量测试技术领域。

背景技术

脉冲压力发生器是脉冲压力动态校准主要核心设备，提供一定动态幅值的符合脉宽要求的类似半正弦压力脉冲对动态压力传感器和测试系统的动态灵敏度进行标定。现有的脉冲压力发生器基本都采用自由落锤冲击液压活塞的方式，主要用于高压、超高压动态校准，还存在使用安装不便、锤体易老化、压力脉宽控制困难、压力幅值重复性差、锤体与活塞多次碰撞造成压力波形振荡等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有脉冲压力发生器不适用于中低压范围的传感器校准，提供一种中低压气体脉冲压力发生器。并通过可控方式准确调节产生脉冲压力波形、脉宽、幅值的压力发生器，用于满足动态压力传感器的校准需求。

所述的中低压范围指压力不大于10MPa。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种中低压气体脉冲压力发生器，包括三大部分：测控系统、气体减压稳压机构和脉冲模块；

测控系统包括：多功能数据采集卡、测控计算机、电机控制器；多功能数据采集卡采集传感器的数据，并交由测控计算机处理；测控计算机控制大流量气控减压阀产生稳定的压力源；电机控制器控制旋转电机的旋转运动速度与轨迹，产生所需的脉冲压力幅值和脉宽；

气体减压稳压机构包括：大流量气控减压阀和手动减压阀与节流阀；气源途径一通过手动减压阀减压，通过节流阀调节流量稳压；气源途径二还可以通过大流量气控减压阀产生相同的减压稳压效果；气源产生的气体经过气体减压稳压机构减压稳压后流入脉冲压力模块中；

脉冲压力模块包括：旋转电机、联轴器、旋转盘、定子盘、压力室和传感器；

旋转盘为法兰结构，结构中除中心孔以外的其他通孔为排气孔，每相邻两个排气孔之间的部分为封闭段；联轴器一端与旋转电机固定连接，另一端与旋转盘的中心孔固定连接；定子盘位于旋转盘的正上方，需保证旋转盘和定子盘不接触；定子盘与压力室固定连接，压力室中的气体通过定子盘上的通孔流出；传感器用于采集压力室中的压力；

所述通孔、排气孔和封闭段存在下述关系；

由排气孔和通孔之间流通面积a、气体流量Q、气体密度ρ的变化而在压力室中产生不同的压力幅值△P，公式如下：

C_d为常数，设定为0.7～0.8。

压力幅值△P与气体减压稳压机构7的产生的压力P存在如下关系，公式如下：

式中A、B为常数。

其中A受定子盘与转动盘间隙配合程度、大流量气控减压阀性能影响，数值由装置装调好后试验确定，初始值为1；

其中B采用记忆设置，即由上次试验的设置、传感器监测的实际压力脉冲脉宽与幅值通过上述公式计算得到，初始值为0；

所述电机控制器控制旋转电机的旋转运动速度与轨迹的控制方法如下：