一种可用于压力及温度传感器动态校准的激波管装置的制作方法

1.本实用新型压力及温度传感器计量校准装备领域，具体为一种可用于压力及温度传感器动态校准的激波管装置。


背景技术：

2.压力传感器和热电偶温度传感器是工业测量和军品研究方面常用的两种传感器。为了确定两种传感器的动态性能指标，需要采用专业装置对两种传感器展开校准。
3.现有的压力传感器高频动态校准装置是激波管，基于该装置的动态校准方法是将压力传感器安装于低压室管道末端的法兰盘中心位置，在以高压室管道高压破膜后传递过来的冲击波作为激励，进而实现压力传感器的校准。
4.常用的热电偶动态校准装置有水浴油浴装置、激光阶跃校准装置、电加热校准装置。如果热电偶实际工况介质与校准介质不一致，得到的动态性能评估结果与工程实际可能存在巨大差异。对于气体介质动态温度校准装置，主要有热风洞动态校准装置和基于激波原理的气体动态温度校准装置。热风洞动态校准装置采用物理弹射方式产生标准阶跃激励，该阶跃激励的上升时间相对较长，无法实现快速响应温度传感器的动态校准。基于激波原理的气体动态温度校准装置是对传统的压力传感器校准用激波管装置进行改进，改进后的装置包括高压室、内置风扇、电加热器、外绝缘层，在高压腔内产生高温气体，并通过强制对流循环爆炸气流温度的均匀性，结构较为复杂，只适用于较高温度热电偶温度传感器的动态标定。另外，中国专利201710449390.4中提出了一种基于小型爆轰场的快速响应热电偶动态特性标定系统，该系统利用自反应物质热分解瞬间产生大量气体，撑破膜片，产生的高温高压爆轰气流为激励源，可适用于十几毫秒级热电偶温度传感器的动态标定，该系统也只能对热电偶温度传感器进行动态标定。
5.可见，现有的压力传感器和热电偶温度传感器动态标定，均是在满足各自校准需求的装置上进行的。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种可用于压力及温度传感器动态校准的激波管装置，该激波管装置可同时对冲击波压力传感器和热电偶温度传感器进行动态标定，并且采用pvc管作为高压室管道和低压室管道，使得激波管装置的整体重量轻，结合滑动设计的低压室管道支架，可以方便地更换铝箔膜片，此外，还存在破膜方式简单，破膜后能够及时停止进气的优点。
7.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
8.一种可用于压力及温度传感器动态校准的激波管装置，包括高压室管道、低压室管道、支架、手动球阀、二位三通电磁阀、数字式压力显示仪表、数字式压力显示仪表安装夹具、高压室法兰盘、低压室法兰盘、压力传感器、热电偶温度传感器、热电偶温度传感器安装夹具和铝箔膜片，所述的支架由基座、高压室固定支架和低压室滑动支架组成，所述高压室
固定支架和基座之间用螺栓固定在一起，所述低压室滑动支架和基座之间用滑动导轨连接，所述的高压室管道固定在高压室固定支架上，所述低压室管道固定在低压室滑动支架上；
9.所述高压室管道入气口处有法兰，在靠近高压室管道入气口附近的管道壁面上开有一圆孔，用以安装数字式压力显示仪表，所述高压室管道出气口处也有法兰。
10.所述的高压室法兰盘用螺栓固定在高压室管道入气口的法兰上；
11.所述的高压室管道壁面开设的圆孔外部周向有一数字式压力显示仪表安装夹具，所述数字式压力显示仪表安装夹具的螺纹孔和高压室管道壁面开设的圆孔中心线重合；
12.所述低压室管道入气口处和低压室管道末端均有法兰，在靠近低压室管道中间的管道壁面上开有一圆孔，用以安装热电偶温度传感器；
13.所述的低压室管道壁面开设的圆孔外部周向有一热电偶温度传感器安装夹具，所述热电偶温度传感器安装夹具的螺纹孔和圆孔的中心线重合；
14.所述的低压室法兰盘用螺栓固定在低压室管道末端的法兰上；
15.所述的低压室法兰盘中间有一压力传感器的螺纹安装孔，所述压力传感器通过螺纹转接头由此安装孔旋入，直到压力传感器的敏感面和低压室法兰盘内表面齐平；
16.所述的高压室管道出气口法兰和低压室管道入气口法兰之间安装有一个铝箔膜片；
17.所述的高压室管道出气口法兰和低压室管道入气口法兰之间用螺栓连接；
18.所述的高压室法兰盘中心有一个螺纹孔，在该螺纹孔上安装有一个手动球阀；
19.所述的二位三通电磁阀出气通道和手动球阀的进气通道用螺纹连接。
20.作为本实用新型进一步改进，所述的高压室法兰盘和高压室管道入口处法兰之间有一个密封圈，可以有效防止在高压室入气口的法兰位置漏气，所述的低压室法兰盘和低压室管道末端法兰之间有一个密封圈，可以有效防止从低压室管道末端的法兰位置漏气，所述的高压室管道出气口法兰和低压室管道入气口法兰之间有一个密封圈，可以有效防止高低压室管道法兰连接处出现漏气。
21.作为本实用新型进一步改进，所述的数字式压力显示仪表结构上的螺纹裹有生胶带，可以有效防止从数字式压力显示仪表的安装孔漏气，所述的热电偶温度传感器外壳上的螺纹裹有生胶带，可以有效防止从热电偶温度传感器的安装孔位置漏气。
22.作为本实用新型进一步改进，所述的高压室管道和低压室管道均为pcv管。
23.作为本实用新型进一步改进，所述的二位三通电磁阀的供气装置是一个空气压缩机。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
25.(1)该激波管装置可以同时标定冲击波压力传感器和热电偶温度传感器。
26.(2)采用pvc管作为高压室管道和低压室管道，整体结构重量轻，另外材料低压室管道支架的滑动设计，便于铝箔膜片的更换。
27.(3)利用高压气体持续从高压室管道入气口进气，并最终冲破铝箔膜片，破膜方式简单。
28.(4)高压室管道的进气采用手动球阀和二位三通电磁阀进行控制，可以在铝箔膜片破膜后及时停止进气，避免持续的进气减小冲击波平台持续时间。
附图说明
29.图1为本实用新型的一种可用于压力及温度传感器动态校准的激波管装置的结构示意图；
30.图2为本实用新型a部分局部剖视图；
31.图3为本实用新型b部分局部剖视图；
32.图4为本实用新型c部分局部剖视图；
33.图5为本实用新型d部分局部剖视图；
34.附图标记：1、高压室管道，2、低压室管道，3、支架，4、手动球阀，5、二位三通电磁阀，6、数字式压力显示仪表，7、数字式压力显示仪表安装夹具，8、高压室法兰盘，9、低压室法兰盘，10、压力传感器，11、热电偶温度传感器，12、热电偶温度传感器安装夹具，13、铝箔膜片；
35.图6是压力传感器的动态响应曲线；
36.图7是热电偶温度传感器的动态响应曲线。
具体实施方式
37.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
38.如图1-5所示，按照本实用新型的技术方案，本实施例给出一种可用于压力及温度传感器动态校准的激波管装置的具体结构，包括高压室管道1、低压室管道2、支架3、手动球阀4、二位三通电磁阀5、数字式压力显示仪表6、数字式压力显示仪表安装夹具7、高压室法兰盘8、低压室法兰盘9、压力传感器10、热电偶温度传感器11、热电偶温度传感器安装夹具12、铝箔膜片13，具体的，所述的支架3由基座、高压室固定支架和低压室滑动支架组成，高压室固定支架和基座之间用螺栓固定在一起，低压室滑动支架和基座之间用滑动导轨连接，所述的高压室管道1固定在高压室固定支架上，低压室管道2固定在低压室滑动支架上。
39.所述高压室管道1入气口处有法兰，在靠近高压室管道1入气口附近的管道壁面上开有一圆孔，用以安装数字式压力显示仪表6，高压室管道1出气口处也有法兰。
40.所述的高压室法兰盘8用螺栓固定在高压室管道1入气口的法兰上。
41.所述的高压室法兰盘8和高压室管道1入口处法兰之间有一个密封圈，可以有效防止在高压室入气口的法兰位置漏气。
42.所述的高压室管道1壁面开设的圆孔外部周向有一数字式压力显示仪表安装夹具7，该安装夹具的螺纹孔和高压室管道1壁面开设的圆孔中心线重合。
43.所述的数字式压力显示仪表6是从数字式压力显示仪表安装夹具7上的螺纹孔旋入，直到数字式压力显示仪表6的入气口完全穿过高压室管道1的壁面圆孔，进入到高压室管道1的内部空间。
44.所述的数字式压力显示仪表6结构上的螺纹裹有生胶带，可以有效防止从数字式压力显示仪表6的安装孔漏气。
45.所述低压室管道2入气口处和低压室管道2末端均有法兰，在靠近低压室管道2中间的管道壁面上开有一圆孔，用以安装热电偶温度传感器11。
46.所述的低压室管道2壁面开设的圆孔外部周向有一热电偶温度传感器安装夹具12，该安装夹具的螺纹孔和圆孔的中心线重合。
47.所述的热电偶温度传感器11是从热电偶温度传感器安装夹具12上的螺纹孔旋入，直到裸露在隔热绝缘胶以外的热电偶丝完全穿过低压室管道2的壁面圆孔，进入到低压室管道2的内部空间。
48.所述的热电偶温度传感器11外壳上的螺纹裹有生胶带，可以有效防止从热电偶温度传感器11的安装孔位置漏气。
49.所述的低压室法兰盘9用螺栓固定在低压室管道2末端的法兰上。
50.所述的低压室法兰盘9中间有一压力传感器10的螺纹安装孔，压力传感器10通过螺纹转接头由此安装孔旋入，直到压力传感器10的敏感面和低压室法兰盘9内表面齐平。
51.所述的低压室法兰盘9和低压室管道2末端法兰之间有一个密封圈，可以有效防止从低压室管道2末端的法兰位置漏气。
52.所述的高压室管道1出气口法兰和低压室管道2入气口法兰之间有一个密封圈，可以有效防止高低压室管道法兰连接处出现漏气。
53.所述的高压室管道1出气口法兰和低压室管道2入气口法兰之间安装有一个铝箔膜片13。
54.所述的高压室管道1出气口法兰和低压室管道2入气口法兰之间用螺栓连接。
55.所述的高压室法兰盘8中心有一个螺纹孔，在该螺纹孔上安装有一个手动球阀4。
56.所述的二位三通电磁阀5出气通道和手动球阀4的进气通道用螺纹连接，当需要向高压室管道1充气时，二位三通电磁阀5处于闭合状态，手动球阀4处于闭合状态，直到铝箔膜片13被冲破，由控制器输出控制信号给二位三通电磁阀5，使该电磁阀处于打开状态，迅速停止向高压室管道1充气。
57.所述的铝箔膜片13被冲破后形成的阶跃压力和阶跃温度激励迅速冲向低压室管道2，最终作用到压力传感器10的敏感面和热电偶温度传感器11的热端及裸露的热电偶丝，实现对压力传感器和热电偶温度传感器11的动态标定。本实施例中，压力传感器10是pcb公司生产的一款113b型压电式压力传感器，热电偶温度传感器11是南京卓砾智智能测控技术有限公司研发的钨铼5/26热电偶，一次动态标定压力传感器10输出的响应曲线如图6所示，热电偶温度传感器11的响应曲线如图7所示。
58.所述的铝箔膜片13被冲破后，为了更换新的铝箔膜片，需要先打开手动球阀4进行排气，再拧下高压室管道1出气口法兰和低压室管道2入气口法兰之间的连接螺栓，然后将低压室管道2和滑动支架推离高压室管道1出气口法兰，到达合适位置后，先清理打破的铝箔膜片13碎屑，再换上新的铝箔膜片，接着拉回低压室管道2和滑动支架，并与高压室管道1出气口法兰用螺栓重新紧固，等待下次实验。
59.所述的高压室管道1和低压室管道2均为pcv管。
60.所述的二位三通电磁阀5的供气装置是一个空气压缩机。
61.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。