专利名称:一种全自动压力计检定装置的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及压力计、温度计标定的检定装置。
背景技术:
目前,国内用于压力计标定的设备主要是由普通标准活塞式压力计作为标准压力源,由恒温空气浴或恒温油浴提供压力计标定的标准温度环境,也有利用高精度压力传感器,通过活塞式压力计比对标定、修正后再作为标准压力源的。标准活塞式压力计是根据传压介质的静力平衡原理来测量压力的,压力的精度是通过在标准面积的活塞上施加标准的砝码质量来保证的,它具有精度高、稳定性好、测量范围广等特点,但需人工搬运加减砝码和旋转螺纹丝杠加压,对操作过程要求非常严格,而且对环境条件也有特定的要求,否则将无法达到压力精度的要求,因而劳动强度大、效率低、操作复杂,而且无法实现标定过程的自动化。用高精度压力传感器作为标准压力源,可以与智能调压系统和控温系统组成压力自动标定装置,实现对压力计进行自动标定,它具有系统结构简单、成本较低的特点,但压力不能达到较高精度,每次启动运行系统都必须预热一定时间,以保证压力传感器温度稳定,精度稳定性差,而且需要经常、频繁地进行复杂操作的标准活塞式压力计与之比对标定、修正。这两种标定设备适用范围有局限性,无法满足种形式的压力计全自动化标定。
实用新型的内容实用新型的目的就是针对现有压力计标定的设备上述之不足而提供一种全自动压力计检定装置,它可以实现对各种型式压力计的标定全自动化,标定精确,不受外界环境的影响,效率高。一种全自动压力计检定装置,其特征在于它有一个提供标准压力源的全自动活塞式压力计、一个对活塞式压力计的压力进行自动调控的压力升降调节控制装置、一个为被检压力计提供恒温条件的恒温箱、一个感应气路压力并将感应信号传送给计算机的气路压力传感器、一个控制整个装置的气压、油压、温度、活塞位置、砝码自动加减和砝码自动修正的计算机和一个机柜;全自动活塞式压力计有一个用于自动加减砝码的砝码加减操控机构、一个用于承重砝码、测量砝码和将所测量的数据通过传感器传送给计算机的活塞承重测量机构、一个用于测量活塞承重测量机构的标准压力平衡位置的活塞水平测量装置、一个用于测量活塞适时温度的活塞温度测量机构、一个用于修正砝码的砝码修正补偿机构、一个驱动活塞旋转的砝码旋转驱动机构;压力升降调节控制装置有一个用于调节压力的伺服驱动造压器(39)、一个用于给油路提供预压的电气比例增压泵40、一个用于油路卸压的电气比例卸压阀41、一个感应油路压力并将感应信号传送给计算机的油路压力传感器42和一个给油路供油的油箱。
砝码加减操控机构由立柱1、四连杆三爪砝码托爪装置2、上固定板3、中固定板4和下固定板5组成;四连杆三爪砝码托爪装置2由从动托爪6、从动托爪7、主动托爪8、拉杆9、滚轮10、气缸11、双向调速阀12、电磁换向阀13、位置传感器32和砝码支撑杆扶正器63组成;活塞承重测量机构由标准砝码14、活塞15、活塞缸16、活塞座17、砝码支撑杆18、砝码支撑环19、砝码托盘20组成;在活塞座17上开有接口33;活塞温度测量机构由温度传感器21和温度变送器22组成;砝码修正补偿机构23,砝码修正补偿机构23由补偿砝码24、驱动气缸或油缸25、电磁换向阀26、固定架27、定位杆64和悬吊杆
28组成;活塞水平测量装置由下定位块29、上固定套30和吊锤31组成;砝码旋转驱动机构由旋转电机34、主动皮带轮35、传动皮带36、从动皮带轮37和拨杆38组成;压力升降调节控制装置由伺服驱动造压器39、电气比例增压泵40、电气比例卸压阀41、油路压力传感器42和油箱43组成;伺服驱动造压器39由伺服电机44、减速器45、固定支架46、活塞47、活塞缸48、丝杠螺母49、丝杆50、旋转支架51、传动盘52和位置传感器53组成;电气比例卸压阀41由电气比例控制阀54、阀座55、卸压阀固定座56、卸压阀驱动气缸57、针阀阀芯58、弹簧59、“O“形圈60和连接件61组成;从动托爪6与从动托爪7活动连接,拉杆9的一端与从动托爪7活动连接,另一端与主动托爪8活动连接,在从动托爪6、从动托爪7和主动托爪8的爪上安装滚轮10,在从动托爪6、从动托爪7和主动托爪8上分别开有定位孔。驱动气缸11固定在主动托爪8上,双向速度调节阀12连接在驱动气缸11上,电磁换向阀13通过气管与双向速度调节阀12相连;立柱1固定在下固定板5上,上固定板3和中固定板4分别套在立柱上,砝码支撑杆扶正器63安装在上固定板3的中心孔内,将从动托爪6、从动托爪7和主动托爪8通过定位孔套入立柱1,活塞缸16密封装入活塞座17中,活塞15套入活塞缸16内,活塞座17固定在下固定板5上,砝码支撑环19和砝码托盘20套入砝码支撑杆18,支撑杆18穿过上砝码支撑杆扶正器63、中固定板4与活塞15相连,将标准砝码14放在四连杆三爪砝码托爪装置2上,位置传感器32固定在中固定板4与支撑杆18的同轴处,温度传感器21固定在活塞座17上,并与温度变送器22电连接;固定架27固定在上固定板3上,驱动气缸或油缸25固定在固定架27上,并通过气管与电磁换向阀26相通,悬吊杆28一端与驱动气缸或油缸25的活塞相连,补偿砝码24挂在悬吊杆28另一端的悬吊杆头上,补偿砝码24悬吊在砝码托盘20上,定位杆64装在固定架27上,主动皮带轮35装在旋转电机34上并固定在固定架27上,从动皮带轮37通过轴承装在与砝码支承杆18同轴的上固定板3上,主动皮带轮35和从动皮带轮37通过传动皮带36相连,拨杆38固定在砝码支承杆18上;伺服电机44通过减速器45安装在固定支架46上,活塞缸48通过丝杠螺母49固定在固定支架46上,旋转支架51的一端通过轴承套在丝杠螺母49上,另一端连接在减速器45的输出轴上,将活塞47装在丝杆50的一端上,并通过丝杠螺母49插入活塞缸48内,丝杆50的另一端与套在旋转支架51上可移动的传动盘52上;阀座55固定在卸压阀固定座56上,“O“形圈60装在卸压阀固定座56内,弹簧59套在针阀阀芯58上,针阀阀芯58穿过“O“形圈60插入阀座55的阀芯孔内,卸压阀驱动气缸57通过连接件61与卸压阀固定座56相连,电气比例控制阀54通过气管与卸压阀驱动气缸57相通;电气比例增压泵40的进口与油箱43相通,其出口通过高压油管与压力传感器4进口相通,油路压力传感器42的出口通过高压油管分别与伺服驱动造压器39和电气比例卸压阀41的进口相通,电气比例卸压阀41的出口通过低压油管与油箱43的进口相通,在高压油管上、电气比例卸压阀41或油路压力传感器42可设有外部接口62;压力升降调节控制装置的外部接口62通过油管与全自动活塞式压力计的活塞座17上的接口33相通;将电磁换向阀13、电磁换向阀26、气路压力传感器、电气比例增压泵40、电气比例卸压阀41通过气管接外压力气源,电磁换向阀13、电磁换向阀26、气路压力传感器、电气比例增压泵40、电气比例卸压阀41与计算机电连接,油路压力传感器42、温度传感器21、位置传感器53、温度变送器22、油箱43的液位传感器、旋转电机34和恒温箱的温度控制传感器与计算机电连接;全自动活塞式压力计、压力升降调节控制装置和计算机装入各自的机柜内。本实用新型的优点在于它可以实现对各种型式压力计的标定全自动化,标定精确,不受外界环境的影响,效率高。
附图1为本实用新型全自动活塞式压力计结构示意图。
附图2为本实用新型附图1的A-A府视结构示意图。
附图3为本实用新型砝码修正补偿机构和砝码旋转驱动机构结构示意图。
附图4为本实用新型伺服驱动造压器结构示意图。
附图5为本实用新型电气比例控制卸压机构结构示意图。
附图6为本实用新型压力升降调节控制装置结构示意图。
附图7为本实用新型计算机控制框图。
具体实施方式
计算机为装有执行程序和数据处理采集卡的工业控制计算机,电磁换向阀、电气比例增压泵、压力传感器、气缸和活塞等部件采用普通的机械加工方法加工,并按说明书和说明书附图的连接方式连接即可。使用时将被检压力计装入恒温箱内校验接头上,根据被检定压力计的压力和温度范围,在控制计算机上运行相应的软件,设置好检定过程各个参数,装置自动加温并恒温在设置温度下,启动砝码旋转驱动机构,带动砝码支承杆18在无径向力情况下旋转,电气比例控制卸压阀41关闭,根据预定压力自动组合砝码,砝码加减操控机构在气缸11和四连杆三爪砝码托爪装置2驱动下放置需要的砝码,并根据使用地区的重力加速度、空气密度、活塞的温度、液位高度差、当前压力量程等条件,自动控制砝码修正补偿,施加附加修正砝码组,自动配重,以保证压力的准确度。然后由电气比例增压泵40给系统增压,当压力升至预定压力时,电气比例增压泵40停止工作,由伺服驱动造压器39的伺服电机44带动丝杆50旋转,使系统加压,压力传递到活塞15时,砝码支撑杆18将浮起,活塞位置测量机构测量活塞15的位置高度,伺服驱动造压器39进行微调,使活塞15维持在平衡位置,压力稳定在设置值。减压时,伺服驱动造压器39停止工作,启动电气比例卸压阀41卸压,当压力降至预定压力时,关闭电气比例卸压阀41,砝码加减操控机构在气缸11和四连杆三爪砝码托爪装置2驱动下托起需减去的砝码,并根据使用地区的重力加速度、空气密度、活塞的温度、液位高度差、当前压力量程等条件,重新自动控制砝码修正补偿,变换施加附加修正砝码组,伺服驱动造压器39的伺服电机44带动丝杆50反向旋转,按设定压力给系统减压,并进行微调,使活塞15工作在平衡位置。如此加、减压循环,完成所有压力检定过程,砝码旋转驱动机构、伺服驱动造压器39停止工作,启动电气比例卸压阀41卸压。计算机自动转入恒温箱下一温度点的调控和压力检定循环,完成不同压力计压量、不同标定压力点、不同恒压时间、不同温度点和恒温时间、不同循环次数情况下,对压力计进行全过程自动标定。全自动压力计检定装置也可进行半自动、手动操作本单位同日申报了“一种全自动压力计检定装置自动砝码加减操控机构”、“一种全自动压力计检定装置自动砝码修正补偿机构”和“一种全自动压力计检定装置自动压力升降调节控制机构”的申请专利。实施方式、使用方法和工作原理请参见该申请专利。
权利要求1.一种全自动压力计检定装置,其特征在于它有一个提供标准压力源的全自动活塞式压力计、一个对活塞式压力计的压力进行自动调控的压力升降调节控制装置、一个为被检压力计提供恒温条件的恒温箱、一个感应气路压力并将感应信号传送给计算机的气路压力传感器、一个控制整个装置的气压、油压、温度、活塞位置、砝码自动加减和砝码自动修正的计算机和一个机柜;全自动活塞式压力计有一个用于自动加减砝码的砝码加减操控机构、一个用于承重砝码、测量砝码和将所测量的数据通过传感器传送给计算机的活塞承重测量机构、一个用于测量活塞承重测量机构的标准压力平衡位置的活塞水平测量装置、一个用于测量活塞适时温度的活塞温度测量机构、一个用于修正砝码的砝码修正补偿机构、一个驱动活塞旋转的砝码旋转驱动机构;压力升降调节控制装置有一个用于调节压力的伺服驱动造压器(39)、一个用于给油路提供预压的电气比例增压泵(40)、一个用于油路卸压的电气比例卸压阀(41)、一个感应油路压力并将感应信号传送给计算机的油路压力传感器(42)和一个给油路供油的油箱。
2.根据权利要求1所述的一种全自动压力计检定装置,其特征在于砝码加减操控机构由立柱(1)、四连杆三爪砝码托爪装置(2)、上固定板(3)、中固定板(4)和下固定板(5)组成;四连杆三爪砝码托爪装置(2)由从动托爪(6)、从动托爪(7)、主动托爪(8)、拉杆(9)、滚轮(10)、气缸(11)、双向调速阀(12)、电磁换向阀(13)、位置传感器(32)和砝码支撑杆扶正器(63)组成;活塞承重测量机构由标准砝码(14)、活塞(15)、活塞缸(16)、活塞座(17)、砝码支撑杆(18)、砝码支撑环(19)、砝码托盘(20)组成;在活塞座(17)上开有接口(33);活塞温度测量机构由温度传感器(21)和温度变送器(22)组成;砝码修正补偿机构(23)由补偿砝码(24)、驱动气缸或油缸(25)、电磁换向阀(26)、固定架(27)、定位杆(64)和悬吊杆(28)组成;活塞水平测量装置由下定位块(29)、上固定套(30)和吊锤(31)组成;砝码旋转驱动机构由旋转电机(34)、主动皮带轮(35)、传动皮带(36)、从动皮带轮(37)和拨杆(38)组成;压力升降调节控制装置由伺服驱动造压器(39)、电气比例增压泵(40)、电气比例卸压阀(41)、油路压力传感器(42)和油箱(43)组成;从动托爪(6)与从动托爪(7)活动连接,拉杆(9)的一端与从动托爪(7)活动连接,另一端与主动托爪(8)活动连接,在从动托爪(6)、从动托爪(7)和主动托爪(8)的爪上安装滚轮(10),在从动托爪(6)、从动托爪(7)和主动托爪(8)上分别开有定位孔,驱动气缸(11)固定在主动托爪(8)上,双向速度调节阀(12)连接在驱动气缸(11)上,电磁阀(13)通过气管与双向速度调节阀(12)相连;立柱(1)固定在下固定板(5)上,上固定板(3)和中固定板(4)分别套在立柱上,砝码支撑杆扶正器(63)安装在上固定板(3)的中心孔内,将从动托爪(6)、从动托爪(7)和主动托爪(8)通过定位孔套入立柱(1),活塞缸(16)密封装入活塞座(17)中,活塞(15)套入活塞缸(16)内,活塞座(17)固定在下固定板(5)上,砝码支撑环(19)和砝码托盘(20)套入砝码支撑杆(18),支撑杆(18)穿过上砝码支撑杆扶正器(63)、中固定板(4)与活塞(15)相连,将标准砝码(14)放在四连杆三爪砝码托爪装置(2)上,位置传感器(32)固定在中固定板(4)与支撑杆(18)的同轴处,温度传感器(21)固定在活塞座(17)上,并与温度变送器(22)电连接;固定架(27)固定在上固定板(3)上,驱动气缸或油缸(25)固定在固定架(27)上,并通过气管与电磁换向阀(26)相通,悬吊杆(28)一端与驱动气缸或油缸(25)的活塞相连,补偿砝码(24)挂在悬吊杆(28)另一端的悬吊杆头上,补偿砝码(24)悬吊在砝码托盘(20)上,定位杆(64)装在固定架(27)上,主动皮带轮(35)装在旋转电机(34)上并固定在固定架(27)上,从动皮带轮(37)通过轴承装在与砝码支承杆(18)同轴的上固定板(3)上,主动皮带轮(35)和从动皮带轮(37)通过传动皮带(36)相连,拨杆(38)固定在砝码支承杆(18)上;电气比例增压泵(40)的进口与油箱(43)相通,其出口通过高压油管与压力传感器(4)进口相通,油路压力传感器(42)的出口通过高压油管分别与伺服驱动造压器(39)和电气比例卸压阀(41)的进口相通,电气比例卸压阀(41)的出口通过低压油管与油箱(43)的进口相通,在高压油管上、电气比例卸压阀(41)或油路压力传感器(42)可设有外部接口(62);压力升降调节控制装置的外部接口(62)通过油管与全自动活塞式压力计的活塞座(17)上的接口(33)相通;将电磁换向阀(13)、电磁换向阀(26)、气路压力传感器、电气比例增压泵(40)、电气比例卸压阀(41)通过气管接外压力气源,电磁换向阀(13)、电磁换向阀(26)、气路压力传感器、电气比例增压泵(40)、电气比例卸压阀(41)与计算机电连接,油路压力传感器(42)、温度传感器(21)、位置传感器(53)、温度变送器(22)、油箱(43)的液位传感器、旋转电机(34)和恒温箱的温度控制传感器与计算机电连接,伺服电机(44)通过伺服电机的驱动器与计算机电连接;全自动活塞式压力计、压力升降调节控制装置和计算机装入各自的机柜内。
3.根据权利要求1或2所述的一种全自动压力计检定装置,其特征在于伺服驱动造压器(39)由伺服电机(44)、减速器(45)、固定支架(46)、活塞(47)、活塞缸(48)、丝杠螺母(49)、丝杆(50)、旋转支架(51)、传动盘(52)和位置传感器(53)组成;伺服电机(44)通过减速器(45)安装在固定支架(46)上,活塞缸(48)通过丝杠螺母(49)固定在固定支架(46)上,旋转支架(51)的一端通过轴承套在丝杠螺母(49)上,另一端连接在减速器(45)的输出轴上,将活塞(47)装在丝杆(50)的一端上,并通过丝杠螺母(49)插入活塞缸(48)内,丝杆(50)的另一端与套在旋转支架(51)上可移动的传动盘(52)上,位置传感器(53)装在传动盘(52)两侧。
4.根据权利要求2所述的一种全自动压力计检定装置,其特征在于电气比例卸压阀(41)由电气比例控制阀(54)、阀座(55)、卸压阀固定座(56)、卸压阀驱动气缸(57)、针阀阀芯(58)、弹簧(59)、“O“形圈(60)和连接件(61)组成,阀座(55)固定在卸压阀固定座(56)上,“O“形圈(60)装在卸压阀固定座(56)内,弹簧(59)套在针阀阀芯(58)上,针阀阀芯(58)穿过“O“形圈(60)插入阀座(55)的阀芯孔内,卸压阀驱动气缸(57)通过连接件(61)与卸压阀固定座(56)相连,电气比例控制阀(54)通过气管与卸压阀驱动气缸(57)相通。
专利摘要一种全自动压力计检定装置,其特征在于它有一个提供标准压力源的全自动活塞式压力计、一个对活塞式压力计的压力进行自动调控的压力升降调节控制装置、一个为被检压力计提供恒温条件的恒温箱、一个感应气路压力并将感应信号传送给计算机的气路压力传感器、一个控制整个装置的气压、油压、温度、活塞位置、砝码自动加减和砝码自动修正的计算机和一个机柜;本实用新型的优点在于它可以实现对各种型式压力计的标定全自动化,标定精确,不受外界环境的影响,效率高。
文档编号G01L27/00GK2585210SQ0228450
公开日2003年11月5日 申请日期2002年12月1日 优先权日2002年12月1日
发明者王北潜, 唐启林, 任治兵, 杜明甫, 廖任清, 周家磊, 彭四庭 申请人:中国石化集团江汉石油管理局仪表厂