一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及試驗裝置，尤其涉及一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]試驗成為現(xiàn)在科學研究和工業(yè)產(chǎn)品性能檢測中一種必不可少的手段，盡可能準確地復(fù)現(xiàn)真實情況是試驗中最為關(guān)注的問題之一，然而由于試驗條件以及其復(fù)雜性很難做到準確模擬。試驗中會經(jīng)常需要對物體表面施加一定大小的正壓力，尤其是為在真空環(huán)境中的測試對象提供一持續(xù)穩(wěn)定的高精度壓力加載，以達到測試的要求。例如材料的接觸熱阻高真空環(huán)境下的穩(wěn)態(tài)測試，接觸熱阻是與材料的接觸壓力密切相關(guān)的參數(shù)，為保證測試的準確性，一般得到一組穩(wěn)態(tài)的接觸熱阻數(shù)據(jù)通常需要8個小時以上的持續(xù)穩(wěn)定的高精度壓力加載，為滿足持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載的技術(shù)要求，現(xiàn)有的高精度壓力加載設(shè)備如接觸熱阻測試的壓力加載系統(tǒng)，如Kempers Roger發(fā)表在國際權(quán)威測量類期刊Review Science Instrument 第 80 期 095111 頁的 A high-precis1n apparatus for thecharacterizat1n of thermal interface materials 所米用的 0.2% 精度的接觸熱阻測試的壓力加載系統(tǒng)，幾乎都是采用復(fù)雜且昂貴的全閉環(huán)控制直線電機系統(tǒng)來滿足此苛刻需求，很難做到采用簡單的結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟的成本實現(xiàn)對于已知大小壓力的長時間高精度持續(xù)穩(wěn)定的加載和測量。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，該裝置可以為在真空環(huán)境中的測試對象提供一持續(xù)穩(wěn)定的高精度壓力加載，尤其是高真空環(huán)境下的接觸熱阻對象的長時間穩(wěn)態(tài)測試，以滿足不同測試過程中對于不同精度連續(xù)可調(diào)節(jié)且長時間持續(xù)穩(wěn)定的壓力加載要求。
[0004]實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是:
[0005]一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，包括液壓動力單元、液壓缸、密封底盤、真空罩、力傳感器、支架、壓力顯示/設(shè)定面板、全閉環(huán)壓力控制加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和真空系統(tǒng)；液壓缸上端通過多層密封圈固定在密封底盤的中間孔內(nèi)，下端與液壓動力單元連接；液壓缸的伸出桿與支架上活動的部分水平接觸，并可通過該活動部分施力于待測樣品；密封底盤上分別設(shè)置有真空抽放氣口、真空罩和與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的數(shù)據(jù)線接口，真空抽放氣口與真空系統(tǒng)連接，力傳感器分別設(shè)置在待測樣品的上、下端并通過支架固定。
[0006]所述液壓動力單元包括液壓泵源、壓力濾油器、安全溢流閥、比例控制閥、電子壓力繼電器、液壓壓力表、三位四通電磁換向閥、雙單向節(jié)流閥和液壓缸，壓力濾油器、安全溢流閥、比例控制閥、電子壓力繼電器、液壓壓力表、三位四通電磁換向閥、雙單向節(jié)流閥分別固定在液壓泵源上并依次連接，再通過液壓管路與液壓缸相連。
[0007]所述全閉環(huán)壓力控制加載系統(tǒng)包括順序連接的PLC控制器、比例放大器、比例控制閥、液壓缸和力傳感器，力傳感器與PLC控制器連接，比例控制閥還與液壓泵源連接。
[0008]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用全閉環(huán)壓力加載系統(tǒng)，能為高真空環(huán)境下的測試對象提供一持續(xù)穩(wěn)定的高精度的壓力加載，且結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟；能有效克服在隨著真空罩內(nèi)真空度的迅速提高密封底盤的快速應(yīng)力變形進而造成對測試對象的瞬間壓力沖擊的問題，避免了現(xiàn)有技術(shù)所采用的例如機械螺桿和直線電機等這種剛性連接造成的對測試對象的瞬間沖擊；本裝置安裝方便，使用靈活，壓力加載通過密封底盤上的液壓缸推動伸出桿執(zhí)行，方便真空罩內(nèi)的測試樣品和測試設(shè)備的布置，并能模擬高真空環(huán)境；測試對象的壓力加載大小可以方便的通過PLC控制面板進行方便的設(shè)定。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型實施例高精度真空壓力加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本實用新型液壓動力單元I的液壓原理示意圖。
[0011]圖3為本實用新型全閉環(huán)控制系統(tǒng)原理示意圖。
【具體實施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提出的高精度真空壓力加載裝置及方法作進一步詳細說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用于方便、清晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0013]參照圖1，本實用新型一種高精度真空壓力加載裝置，由液壓動力單元1、液壓缸
2、密封底盤3、真空罩4、力傳感器5、待測樣品6、支架7、壓力顯示/設(shè)定面板8、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和真空系統(tǒng)組成，力傳感器5布置在待測樣品6的上下端并通過支架7固定；液壓缸2的端部通過多層密封圈固定在密封底盤3的中間孔內(nèi)；液壓缸2的伸出桿與支架7上活動的部分水平接觸并可通過該活動部分施力于待測樣品6 ;密封底盤3上設(shè)置有真空抽放氣口 9用于與真空系統(tǒng)連接；密封底盤3上也設(shè)置有數(shù)據(jù)線接口 10用于與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連；密封底盤3上再設(shè)置一真空罩4，此真空罩4為整個測試區(qū)域提供一真空環(huán)境。
[0014]參照圖2，液壓動力單元I包括液壓泵源11、壓力濾油器12、安全溢流閥13、比例控制閥14、電子壓力繼電器15、液壓壓力表16、三位四通電磁換向閥17、雙單向節(jié)流閥18、液壓缸2，壓力濾油器12、安全溢流閥13、比例控制閥14、電子壓力繼電器15、液壓壓力表16、三位四通電磁換向閥17、雙單向節(jié)流閥18、分別固定在液壓泵源11上并按圖2相互連接，再通過液壓管路與液壓缸2相連。
[0015]參照圖3，全閉環(huán)控制系統(tǒng)包括PLC控制器19、液壓泵源11、比例放大器20、比例控制閥14、液壓缸2和力傳感器5組成，通過壓力顯示/設(shè)定面板8的力(F)值的初始設(shè)定發(fā)送信號給PLC控制器19，進而PLC控制器19再發(fā)送信號給比例放大器20，比例放大器20再發(fā)送電壓(V)信號給液壓動力單元I中的比例控制閥14，比例控制閥14通過調(diào)節(jié)流入液壓缸2中的液壓油流量，進而改變液壓缸2中的伸出桿的推力大小，力傳感器5的測量F數(shù)值再反饋給PLC控制器19，并與力(F)的設(shè)定值適時比對調(diào)整，以此達到精確控制測試樣品13的在不同測試過程中對于不同精度連續(xù)可調(diào)節(jié)且長時間持續(xù)穩(wěn)定的壓力加載要求。
[0016]本實用新型所述裝置的安裝過程如下:
[0017]如圖1所示，液壓缸2安裝時，先把液壓缸2的伸出端用多層密封圈固定在密封底盤3中間的孔中，再把液壓缸2的伸出桿與支架7上活動的部分水平接觸固定，并調(diào)節(jié)密封底盤3的水平，支架7上依次放置力傳感器5、待測樣品6、力傳感器5。再在密封底盤3的下部或外側(cè)依次組裝如圖2所示的液壓動力單元1，壓力濾油器12、安全溢流閥13、比例控制閥14、電子壓力繼電器15、液壓壓力表16、三位四通電磁換向閥17、雙單向節(jié)流閥18、分別固定在液壓泵源11上并按圖2相互連接，再通過液壓管路與液壓缸2相連。再連接如圖3所示的控制系統(tǒng)組件，依次連接PLC控制器19、液壓泵源11、比例放大器20、比例控制閥14、液壓缸2，通過密封底盤3上的數(shù)據(jù)線接口 10連接力傳感器5和壓力顯示/設(shè)定面板8，并通過PLC控制器19設(shè)定相關(guān)參數(shù)進行系統(tǒng)調(diào)試。
[0018]工作時，按上述安裝過程放置好力傳感器5、待測樣品6和相關(guān)附件以及相關(guān)接口管路后，罩上真空罩8，開始抽真空，當真空腔內(nèi)真空度達到規(guī)定要求后，此時設(shè)定壓力顯示/設(shè)定面板8的需要設(shè)定的力大小值，并執(zhí)行即可。
【主權(quán)項】
1.一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，其特征是:包括液壓動力單元、液壓缸、密封底盤、真空罩、力傳感器、支架、壓力顯示/設(shè)定面板、全閉環(huán)壓力控制加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和真空系統(tǒng)；液壓缸上端通過多層密封圈固定在密封底盤的中間孔內(nèi)，下端與液壓動力單元連接；液壓缸的伸出桿與支架上活動的部分水平接觸，并可通過該活動部分施力于待測樣品；密封底盤上分別設(shè)置有真空抽放氣口、真空罩和與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的數(shù)據(jù)線接口，真空抽放氣口與真空系統(tǒng)連接，力傳感器分別設(shè)置在待測樣品的上、下兩端，并通過支架固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，其特征是:所述液壓動力單元包括液壓泵源、壓力濾油器、安全溢流閥、比例控制閥、電子壓力繼電器、液壓壓力表、三位四通電磁換向閥、雙單向節(jié)流閥和液壓缸，壓力濾油器、安全溢流閥、比例控制閥、電子壓力繼電器、液壓壓力表、三位四通電磁換向閥、雙單向節(jié)流閥分別固定在液壓泵源上并依次連接，再通過液壓管路與液壓缸相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，其特征是:所述全閉環(huán)壓力控制加載系統(tǒng)包括順序連接的PLC控制器、比例放大器、比例控制閥、液壓缸和力傳感器，力傳感器與PLC控制器連接，比例控制閥還與液壓泵源連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，包括液壓動力單元、液壓缸、密封底盤、真空罩、力傳感器、支架、全閉環(huán)壓力控制加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和真空系統(tǒng)；液壓缸上端通過多層密封圈固定在密封底盤的中間孔內(nèi)，下端與液壓動力單元連接；液壓缸的伸出桿與支架上活動的部分水平接觸，并可通過該活動部分施力于待測樣品；密封底盤上分別設(shè)置有真空抽放氣口、真空罩和與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的數(shù)據(jù)線接口，真空抽放氣口與真空系統(tǒng)連接，力傳感器分別設(shè)置在待測樣品的上、下兩端，并通過支架固定。本裝置安裝方便，使用靈活，并能模擬高真空環(huán)境；測試對象的壓力加載大小可以方便的通過PLC控制面板進行方便的設(shè)定。
【IPC分類】G01N3-12
【公開號】CN204269482
【申請?zhí)枴緾N201420655332
【發(fā)明人】張平, 楊道國, 陳顯平, 蔡苗
【申請人】桂林電子科技大學
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年11月5日