一種低溫工作裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及用于低溫壓力傳感器校準(zhǔn)的低溫工作裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫壓力傳感器的靈敏度是影響低溫壓力準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵因素，而實(shí)現(xiàn)低溫壓力傳感器不同溫度下的校準(zhǔn)，必須研建適用于壓力傳感器校準(zhǔn)的低溫工作環(huán)境。使得被校準(zhǔn)的低溫壓力傳感器處于與工作環(huán)境近似的環(huán)境溫度內(nèi)，這樣才能保障校準(zhǔn)環(huán)境與工作環(huán)境一直，最大限度的消除環(huán)境帶來的誤差，從而保證試驗(yàn)用低溫壓力傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，保證發(fā)動(dòng)機(jī)液氧管路系統(tǒng)壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性，保證了性能評(píng)估的可靠性及故障診斷的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了有效實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)用壓力傳感器校準(zhǔn)的低溫工作環(huán)境，本實(shí)用新型提供一種用于低溫壓力傳感器校準(zhǔn)的低溫工作裝置。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案:
[0005]—種低溫工作裝置，包括低溫恒溫器系統(tǒng)、壓力匯流管以及溫度控制系統(tǒng)，所述低溫恒溫器系統(tǒng)包括單級(jí)G-M制冷機(jī)和低溫恒溫器，所述單級(jí)G-M制冷機(jī)與低溫恒溫器連通，
[0006]所述壓力匯流管固定在低溫恒溫器內(nèi)，所述低溫恒溫器上設(shè)置有冷源接口、常溫氣體接口以及抽真空接口，常溫氣體通過常溫氣體接口進(jìn)入低溫恒溫器內(nèi)，所述冷源通過冷源接口進(jìn)入壓力匯流管內(nèi)，真空機(jī)組通過抽真空接口對(duì)低溫恒溫器進(jìn)行抽真空；
[0007]所述溫度控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、加熱器、溫控儀和加熱電源，所述溫度傳感器和加熱器均設(shè)置在低溫恒溫器，所述溫控儀與溫度傳感器連接，所述溫控儀控制加熱電源給加熱器供電。
[0008]上述低溫恒溫器包括外膽、內(nèi)腔、進(jìn)氣閥門和控溫單元，所述單級(jí)G-M制冷機(jī)的冷頭位于內(nèi)腔內(nèi)，所述內(nèi)腔上法蘭設(shè)計(jì)有翅片式換熱器，所述溫度傳感器和加熱器安裝在翅片換熱器上；
[0009]所述外膽上設(shè)置有控溫引線芯座，所述溫度傳感器和加熱器通過控溫引線芯座與位于外部的控溫儀和加熱電源連接。
[0010]上述壓力匯流管的法蘭端面采用不銹鋼材料。
[0011]上述冷源為高壓氦氣。
[0012]上述常溫氣體為常壓氦氣。
[0013]本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、本實(shí)用新型裝置主要提供溫度可控、溫區(qū)連續(xù)、超大溫度范圍的低溫環(huán)境(一196°C?20°C)。低溫恒溫器系統(tǒng)主要由低溫恒溫器系統(tǒng)、壓力匯流管、溫度控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成，符合相關(guān)項(xiàng)目的技術(shù)要求。
[0015]2、本實(shí)用新型裝置中的溫度系統(tǒng)采用具備PID調(diào)節(jié)功能的溫控儀表作為控制核心，在恒溫器內(nèi)部布置有溫度傳感器與加熱器。溫控儀表采集工件附近的溫度傳感器，調(diào)節(jié)恒溫器內(nèi)加熱器的加熱功率，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，從而將低溫氦氣加熱至指定溫度。其中冷量來源為單級(jí)G-M制冷機(jī)，導(dǎo)熱介質(zhì)為氦氣，利用制冷機(jī)冷頭將低溫恒溫器內(nèi)腔里的氦氣降溫，從而將恒溫器內(nèi)腔的樣品進(jìn)行降溫控溫，低溫工作環(huán)境的溫度偏差±3.5°C，溫度波動(dòng)度土I。。。
[0016]3、本實(shí)用新型裝置可有效實(shí)現(xiàn)低溫壓力傳感器校準(zhǔn)的低溫工作環(huán)境，模擬了某型號(hào)試驗(yàn)用低溫壓力傳感器工作環(huán)境溫度，有效保證了型號(hào)試驗(yàn)管路系統(tǒng)壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型低溫工作裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型裝置為實(shí)現(xiàn)低溫環(huán)境下壓力傳感器的校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)溫度可控的低溫工作環(huán)境。本裝置主要包括低溫恒溫器系統(tǒng)、壓力匯流管I以及溫度控制系統(tǒng)。
[0019]低溫恒溫器裝置主要提供溫度可控、溫區(qū)連續(xù)、超大溫度范圍的低溫環(huán)境(一 196°C?20°C)。低溫恒溫器系統(tǒng)主要由單級(jí)G-M制冷機(jī)和低溫恒溫器組成。采用G-M制冷機(jī)作為冷量來源，采用氦氣作為導(dǎo)熱介質(zhì)，利用制冷機(jī)冷頭將低溫恒溫器內(nèi)腔里的氦氣降溫，從而將恒溫器內(nèi)腔的樣品進(jìn)行降溫控溫。
[0020]壓力匯流管的法蘭端面采用不銹鋼材料，法蘭與恒溫器端面固定連接，試驗(yàn)中壓力匯流管全部處于低溫環(huán)境中。選用匯流管結(jié)構(gòu)時(shí)，壓力匯流管置于低溫氦氣環(huán)境中，在進(jìn)行-196°C?室溫范圍壓力標(biāo)定時(shí)，傳熱效率高，溫度調(diào)節(jié)速度快。
[0021]溫度控制系統(tǒng)采用具備PID調(diào)節(jié)功能的溫控儀表作為控制核心，在恒溫器內(nèi)部布置有溫度傳感器與加熱器。溫控儀表采集工件附近的溫度傳感器，調(diào)節(jié)恒溫器內(nèi)加熱器的加熱功率，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，從而將低溫氦氣加熱至指定溫度。低溫恒溫器系統(tǒng)主要提供溫度可控、溫區(qū)連續(xù)、超大溫度范圍的低溫環(huán)境(一 196°C?20°C)。低溫恒溫器系統(tǒng)主要由單級(jí)G-M制冷機(jī)、低溫恒溫器和控制系統(tǒng)等組成，G-M制冷機(jī)作為冷量來源，采用氦氣作為導(dǎo)熱介質(zhì)，利用制冷機(jī)的冷頭將低溫恒溫器內(nèi)腔里的氦氣降溫。低溫恒溫器由外膽、內(nèi)腔、進(jìn)氣閥門和控溫單元等組成。恒溫器內(nèi)腔安裝連接在單級(jí)G-M制冷機(jī)冷頭上，通過氦氣管路將外部氦氣輸送至恒溫器內(nèi)腔。恒溫器內(nèi)腔上法蘭設(shè)計(jì)有翅片式換熱器，從而將密閉在恒溫器內(nèi)腔里的氦氣降溫。翅片換熱器上安裝有溫度傳感器和加熱器，通過恒溫器外膽上的控溫引線芯座連接至外部控溫儀表和加熱電源，從而實(shí)現(xiàn)恒溫器內(nèi)部的氦氣降溫控溫，為試驗(yàn)對(duì)象提供一個(gè)低溫恒溫環(huán)境。
[0022]該裝置工作時(shí)，先進(jìn)行溫度設(shè)定，然后進(jìn)行壓力設(shè)定。實(shí)際標(biāo)定過程為:先進(jìn)行抽真空處理。通過控溫系統(tǒng)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，當(dāng)溫度達(dá)到指定值后，先打開高壓氦氣源手閥，對(duì)緩沖容器進(jìn)行充氣。然后再打開試驗(yàn)壓力容腔進(jìn)氣閥，對(duì)壓力容腔進(jìn)行充氣。當(dāng)壓力到達(dá)要求時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣閥，通過控溫系統(tǒng)進(jìn)行溫度微調(diào)，待恒溫器溫度示值與壓力腔內(nèi)溫度傳感器讀數(shù)穩(wěn)定(即達(dá)到熱平衡)后，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取該溫度下標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器及待檢壓力傳感器的電信號(hào)。當(dāng)獲取足夠多樣本信號(hào)時(shí)，采集系統(tǒng)通過校驗(yàn)程序計(jì)算出待檢壓力傳感器的靈敏度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低溫工作裝置，其特征在于:包括低溫恒溫器系統(tǒng)、壓力匯流管以及溫度控制系統(tǒng)，所述低溫恒溫器系統(tǒng)包括單級(jí)G-M制冷機(jī)和低溫恒溫器，所述單級(jí)G-M制冷機(jī)與低溫恒溫器連通， 所述壓力匯流管固定在低溫恒溫器內(nèi)，所述低溫恒溫器上設(shè)置有冷源接口、常溫氣體接口以及抽真空接口，常溫氣體通過常溫氣體接口進(jìn)入低溫恒溫器內(nèi)，所述冷源通過冷源接口進(jìn)入壓力匯流管內(nèi)，真空機(jī)組通過抽真空接口對(duì)低溫恒溫器進(jìn)行抽真空； 所述溫度控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、加熱器、溫控儀和加熱電源，所述溫度傳感器和加熱器均設(shè)置在低溫恒溫器，所述溫控儀與溫度傳感器連接，所述溫控儀控制加熱電源給加熱器供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫工作裝置，其特征在于:所述低溫恒溫器包括外膽、內(nèi)腔、進(jìn)氣閥門和控溫單元，所述單級(jí)G-M制冷機(jī)的冷頭位于內(nèi)腔內(nèi)，所述內(nèi)腔上法蘭設(shè)計(jì)有翅片式換熱器，所述溫度傳感器和加熱器安裝在翅片換熱器上； 所述外膽上設(shè)置有控溫引線芯座，所述溫度傳感器和加熱器通過控溫引線芯座與位于外部的控溫儀和加熱電源連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫工作裝置，其特征在于:所述壓力匯流管的法蘭端面采用不銹鋼材料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫工作裝置，其特征在于:所述冷源為高壓氦氣。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫工作裝置，其特征在于:所述常溫氣體為常壓氦氣。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種低溫工作裝置，包括低溫恒溫器系統(tǒng)、壓力匯流管以及溫度控制系統(tǒng)，低溫恒溫器系統(tǒng)包括單級(jí)G-M制冷機(jī)和低溫恒溫器，單級(jí)G-M制冷機(jī)與低溫恒溫器連通，壓力匯流管固定在低溫恒溫器內(nèi)，冷源通過冷源接口進(jìn)入壓力匯流管內(nèi)，真空機(jī)組通過抽真空接口對(duì)低溫恒溫器進(jìn)行抽真空；溫度控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、加熱器、溫控儀和加熱電源，所述溫度傳感器和加熱器均設(shè)置在低溫恒溫器，所述溫控儀與溫度傳感器連接，所述溫控儀控制加熱電源給加熱器供電。該裝置主要提供溫度可控、溫區(qū)連續(xù)、超大溫度范圍的低溫環(huán)境(－196℃～20℃)。
【IPC分類】G01L27/00
【公開號(hào)】CN205246278
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520921570
【發(fā)明人】張建斌, 鄭顯峰, 史瑋強(qiáng), 張婧, 曾莉, 肖晶晶
【申請(qǐng)人】西安航天計(jì)量測(cè)試研究所
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年11月18日