[发明专利]一种波纹管式气体脉动压力发生器

说明书

本发明公开的一种波纹管式气体脉动压力发生器，属于动态压力发生技术领域。本发明能够于常温或低温环境下，在不同的初始压力下产生不同频率和幅值的脉动压力。本发明包括脉动压力发生单元和初始压力调节单元。脉动压力发生单元使用一端密封的波纹管组件代替气缸—活塞式结构，结构简单可靠，在低温环境下仍有良好的密封性；波纹管具有很好的收缩比，能够获得很高的脉动压力幅值；波纹管结构柔韧性好，收缩与拉伸运动规律，脉动压力曲线波形失真度低且能够达到高频率。初始压力调节单元将气压源压力调整并传输至压力室内，改变脉动压力的平均压力值。

技术领域

本发明属于动态压力发生技术领域，具体涉及一种波纹管式气体脉动压力发生器。

背景技术

动态压力测试技术被广泛应用于航空、航天、兵器等国防军工领域，安装在高空飞行器上的传感器常常处于低温环境下，其性能参数受温度影响很大。在风洞实验中，压力传感器被密集安装在风洞进口处和实验模型中，风洞运行过程中自身会产生气流脉动压力，实验模型也会激发强烈的脉动压力。同时，为了模拟飞行器在平流层的飞行状态，一些低雷诺数风洞的工作温度低至-100℃。在低温环境下，传感器的幅值灵敏度、谐振频率、上升时间等动态特性参数的变化会直接增大测量结果的误差。现有的压力传感器动态校准都只在常温环境下进行，未考虑温度变化带来的影响，校准结果必然存在误差，因此迫切需要开展低温环境下动态压力校准技术的研究。

动态压力的校准需要能生成标准脉动压力信号的压力源，现有的常温脉动压力发生器从工作原理上分为谐振式、调制式、气缸—活塞式。谐振式结构只适用于液体介质。调制式结构在固定容积的压力室中保证入口压力不变，改变出口截面面积，在压力室内产生脉动变化的压力信号；气缸—活塞式结构通过活塞的往复运动改变封闭气缸的剩余容积，进而在气缸内产生正弦变化的压力信号。以上两种常温气体脉动压力发生器在低温环境下都不适用，本装置需要在常温下存放，在低温下实验，显然一般的调制式结构与气缸—活塞式结构无法满足大温度跨度区间所提出的密封性要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种波纹管式气体脉动压力发生器，能够于常温或低温环境下，在不同的初始压力下产生不同频率和幅值的脉动压力。波纹管式气体脉动压力发生器使用一端密封的波纹管组件代替气缸—活塞式结构，其结构简单可靠，在低温环境下仍有良好的密封性；波纹管具有很好的收缩比，能够获得很高的脉动压力幅值；波纹管结构柔韧性好，收缩与拉伸运动规律，脉动压力曲线波形失真度低且能够达到高频率。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种波纹管式气体脉动压力发生器，包括脉动压力发生单元和初始压力调节单元。所述的脉动压力发生单元包括振动台、压力室，还包括代替气缸—活塞式结构功能的波纹管组件。

所述的脉动压力发生单元通过波纹管封闭端盖的往复运动，反复压缩压力室和波纹管内的气体产生脉动压力，即通过波纹管实现气缸—活塞式结构的气体压力发生功能。由于波纹管结构在常温环境和低温环境下都具有良好的密封性，进而提升了脉动压力发生单元的气体压力发生性能，且由于波纹管结构在低温环境下仍有良好的密封性，进而保证波纹管在低温环境下的气体压力发生性能与常温环境下相当；由于波纹管具有收缩比高的优点，进而保证脉动压力发生单元获得很高的脉动压力幅值；由于波纹管结构柔韧性好，收缩与拉伸运动规律，进而保证脉动压力曲线波形失真度低且能够达到高频率；由于波纹管为柔性元件，工作时同轴度要求不高，在安装和工作时允许预定范围内的偏差，易于实现。

所述的振动台为正弦振动台，包括固定的振动台体和活动的振动台面，振动台在工作时振动台面的位移—时间曲线为正弦曲线，并通过振动控制仪调节正弦曲线的频率和幅值。