一種利用漏孔檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明創(chuàng)造提供一種利用漏孔檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置及方法，包括控制氣源通斷的氣源控制閥、第一穩(wěn)壓閥和第二穩(wěn)壓閥，所述第一穩(wěn)壓閥和第二穩(wěn)壓閥并聯(lián)，二者的輸入接口均連通氣源控制閥的輸出接口，二者的輸出接口分別連通差壓傳感器的兩側(cè)壓力室，第二穩(wěn)壓閥和差壓傳感器之間的氣路還連通一漏孔控制閥的輸入接口，漏孔控制閥的輸出接口連通一標準漏孔■’還包括與差壓傳感器的輸出端相接、用于采集數(shù)據(jù)并計算傳感系數(shù)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。本發(fā)明創(chuàng)造可以很好的控制差壓傳感器檢測前的零點，在與外界大氣壓隔離的環(huán)境下，可以實現(xiàn)高靈敏度差壓傳感器傳感系數(shù)的檢測，檢測精度高。
【專利說明】一種利用漏孔檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明創(chuàng)造屬于傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種差壓傳感器的傳感系數(shù)檢測。

【背景技術(shù)】
[0002] 差壓傳感器作為一種測壓元件廣泛用于各行各業(yè)中，其中，傳感系數(shù)是衡量差壓 傳感器的一個重要指標，它表示要測出單位壓力所需要差壓傳感器的體積變化量，即差壓 傳感器的傳感系數(shù)==單位體積的變化量/單位壓力的變化量。差壓傳感器的傳感系數(shù)越 小，傳感器感知差壓的能力越強，即靈敏度也就越高。在應用差壓檢測的行業(yè)中，可以根據(jù) 不同的需求選擇不同傳感系數(shù)的差壓傳感器。因此在適用差壓傳感器之前，如何檢測其傳 感系數(shù)成為亟需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明創(chuàng)造要解決的問題是提供一種利用漏孔檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置 及方法，通過模擬差壓傳感器一側(cè)壓力室內(nèi)氣體的泄漏，實現(xiàn)其壓力室內(nèi)的壓力變化量，從 而可根據(jù)變化量計算出傳感系數(shù)。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是：一種利用漏孔檢測差壓傳 感器傳感系數(shù)的裝置，包括控制氣源通斷的氣源控制閥、第一穩(wěn)壓閥和第二穩(wěn)壓閥，所述第 一穩(wěn)壓閥和第二穩(wěn)壓閥并聯(lián)，二者的輸入接口均連通氣源控制閥的輸出接口，二者的輸出 接口分別連通差壓傳感器的兩側(cè)壓力室，第二穩(wěn)壓閥和差壓傳感器之間的氣路還連通一漏 孔控制閥的輸入接口，漏孔控制閥的輸出接口連通一標準漏孔；
[0005] 還包括與差壓傳感器的輸出端相接、用于采集數(shù)據(jù)并計算傳感系數(shù)的數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)。
[0006] 其中，氣源控制閥采用兩位三通閥。
[0007] 或者，氣源控制閥采用一常閉兩位兩通閥并聯(lián)一常開兩位兩通閥的方式，兩者共 用一輸出接口。
[0008] 其中，第一穩(wěn)壓閥、第二穩(wěn)壓閥及漏孔控制閥均采用兩位兩通閥。
[0009] 本發(fā)明創(chuàng)造還提供了一種檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的方法，包括以下步驟：
[0010] S1.連接檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置，檢測各部件連接處的密閉性；
[0011] S2·閉合漏孔控制閥后，打開氣源控制閥及第一、第二穩(wěn)壓閥，向差壓傳感器的兩 側(cè)壓力室內(nèi)通入氣源，并進行穩(wěn)壓，保持差壓傳感器的差壓值為零；
[0012] S3.同時閉合第一、第二穩(wěn)壓閥，并進行穩(wěn)壓；
[0013] S4.打開漏孔控制閥，通過標準漏孔排出部分氣體后，閉合漏孔控制閥；
[0014] S5.將氣源壓力值和S4步驟前檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置中的差壓傳感器 兩側(cè)密閉氣路內(nèi)的容積值，以及S4步驟中標準漏孔的流量值及排氣時間錄入數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采集S4步驟后的差壓傳感器的差壓值，并根據(jù)理想氣體方程計算出傳 感系數(shù)。
[0015] 本發(fā)明創(chuàng)造具有的優(yōu)點和積極效果是：利用標準漏孔連通差壓傳感器的一側(cè)壓力 室，通過標準漏孔的定量排氣，實現(xiàn)差壓傳感器一側(cè)壓力室內(nèi)的氣體量變化，并產(chǎn)生差壓傳 感器的差壓值，通過模擬差壓傳感器的兩側(cè)壓力室從等壓到差壓的過程，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)的計算可獲知差壓傳感器的傳感系數(shù)。本發(fā)明創(chuàng)造可以很好的控制差壓傳感器檢測前的 零點，在與外界大氣壓隔離的環(huán)境下，可以實現(xiàn)高靈敏度差壓傳感器傳感系數(shù)的檢測，檢測 精度高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)原理圖
[0017] 圖2是本發(fā)明創(chuàng)造中步驟S2中各部件的狀態(tài)示意圖
[0018] 圖3是本發(fā)明創(chuàng)造中步驟S3中各部件的狀態(tài)示意圖
[0019] 圖4是本發(fā)明創(chuàng)造中步驟S4中各部件的狀態(tài)示意圖，圖中示出了漏孔控制閥處于 打開狀態(tài)，標準漏孔排氣后，漏孔控制閥將切換回閉合狀態(tài)。
[0020] 圖中：1-氣源，2-氣源控制閥，3-第一穩(wěn)壓閥，4-第二穩(wěn)壓閥，5-漏孔控制閥， 6_標準漏孔，7-數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，8-差壓傳感器

【具體實施方式】
[0021] 差壓傳感器的工作原理是：差壓傳感器被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩側(cè)壓力 室，作用在差壓傳感器中間的敏感原件兩側(cè)，由于兩側(cè)壓力不同，導致中間敏感原件向一側(cè) 發(fā)生形變，再通過電路的調(diào)理，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。
[0022] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造的具體實施例做詳細說明。
[0023]如圖1所示，利用漏孔檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置，包括控制氣源1通斷的氣 源控制閥2、第一穩(wěn)壓閥3和第二穩(wěn)壓閥4,所述第一穩(wěn)壓閥3和第二穩(wěn)壓閥4并聯(lián)，二者的 輸入接口均連通氣源控制閥2的輸出接口，二者的輸出接口分別連通差壓傳感器8的兩側(cè) 壓力室，第二穩(wěn)壓閥4和差壓傳感器8之間的氣路還連通一漏孔控制閥5的輸入接口，漏孔 控制閥5的輸出接口連通一標準漏孔6 ;還包括與差壓傳感器8的輸出端相接、用于采集數(shù) 據(jù)并計算傳感系數(shù)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)7。
[0024] 充氣時，氣源1經(jīng)過氣源控制閥2同時通入第一穩(wěn)壓閥3和第二穩(wěn)壓閥4與差壓 傳感器8之間的氣路中，保證差壓傳感器8兩側(cè)壓力室的壓力相等；檢測時，關(guān)閉第一、二穩(wěn) 壓閥（3,4)及漏孔控制閥5,形成與大氣隔絕的封閉氣路，通過開閉漏孔控制閥5,使標準漏 孔6釋放出一部分氣體，導致差壓傳感器8內(nèi)部一側(cè)氣體量的變化，從而可以根據(jù)變化量計 算傳感系數(shù)。
[0025]為了保證通入氣源1的穩(wěn)定，本發(fā)明創(chuàng)造的一個實施例中：氣源控制閥2采用兩位 三通閥；本發(fā)明創(chuàng)造的另一個實施例中：氣源控制閥2采用一常閉兩位兩通閥并聯(lián)一常開 兩位兩通閥的方式，兩者共用一輸出接口，兩者的輸入接口分別接氣源、通大氣。
[0026] 為保證檢測過程中的穩(wěn)壓環(huán)境，本發(fā)明創(chuàng)造的一個實施例中：第一穩(wěn)壓閥3、第二 穩(wěn)壓閥4及漏孔控制閥5均采用兩位兩通閥。
[0027] 標準漏孔6是人為制造的一種在一定壓力下，具有已知的恒定漏率的裝置。標準 漏孔6在單位時間內(nèi)可通過漏孔泄漏定量的氣體。
[0028] 本發(fā)明創(chuàng)造的一個實施例中還提供了一種檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的方法，包括 以下步驟：
[0029] S1.連接檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置，檢測各部件連接處的密閉性；
[0030] S2.閉合漏孔控制閥5后，打開氣源控制閥2及第一、第二穩(wěn)壓閥（3,4)，向差壓傳 感器8的兩側(cè)壓力室內(nèi)通入氣源1，并進行穩(wěn)壓，保持差壓傳感器8的差壓值為零；
[0031] S3.同時閉合第一、第二穩(wěn)壓閥（3,4)，并進行穩(wěn)壓；
[0032] S4.打開漏孔控制閥5,通過標準漏孔6排出部分氣體后，閉合漏孔控制閥5 ;
[0033] S5.將氣源1壓力值和S4步驟前檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置中的差壓傳感器 8兩側(cè)密閉氣路內(nèi)的容積值，以及S4步驟中標準漏孔6的流量值及排氣時間錄入數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)7中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)7采集S4步驟后的差壓傳感器8的差壓值，并根據(jù)理想氣體方程 計算出傳感系數(shù)。
[0034] 其中，S5中的理想氣體方程為PV = nRT，當T(溫度）不變時，氣體PV =常數(shù)，傳 感系數(shù)的檢測步驟如下：
[0035] 令Ρτ為S2中氣源1向差壓傳感器8兩側(cè)壓力室提供的壓力值，PQ為當前大氣壓 值；
[0036] Pi為S4之后，第二穩(wěn)壓閥4、與其連通的差壓傳感器8的壓力室和漏孔控制閥5三 者之間的密閉氣路的壓力值（絕壓值）；
[0037] P2為S4之后，第一穩(wěn)壓閥3和與其連通的差壓傳感器8的壓力室之間的密閉氣路 的壓力值（絕壓值）；
[0038] VWS S4之前，第二穩(wěn)壓閥4、與其連通的差壓傳感器8的壓力室和漏孔控制閥5三 者之間密閉氣路的容積；
[0039] Vs為S4之前，第一穩(wěn)壓閥3和與其連通的差壓傳感器8的壓力室之間的密閉氣路 的容積；
[0040] ΛΡ 為 PjPPjA差值；
[0041] AV為ΛΡ引起的差壓傳感器8的容積變化量；
[0042] 為標準漏孔6的漏率；
[0043] Δ\為在t時間內(nèi)通過標準漏孔7排入到大氣中的氣體在大氣環(huán)境下的體積；
[0044] t為S4步驟中，漏孔控制閥5從打開狀態(tài)切換至閉合狀態(tài)的時間；
[0045] V。為漏孔控制閥5與標準漏孔6之間氣路的容積；
[0046] 在系統(tǒng)運行檢測時，S4步驟中標準漏孔6的排氣過程產(chǎn)生了 Λ \值；
[0047] 差壓傳感器連通有標準漏孔的一側(cè)為：PT = [PJVw-AV+VJ+P^VJ/Vw
[0048] 差壓傳感器未連通標準漏孔的一側(cè)為：PT = [P0(Vs+A V)]/Vs

【權(quán)利要求】
1. 一種利用漏孔檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置，其特征在于：包括控制氣源（1)通 斷的氣源控制閥（2)、第一穩(wěn)壓閥（3)和第二穩(wěn)壓閥（4)，所述第一穩(wěn)壓閥（3)和第二穩(wěn)壓 閥（4)并聯(lián)，二者的輸入接口均連通氣源控制閥⑵的輸出接口，二者的輸出接口分別連通 差壓傳感器（8)的兩側(cè)壓力室，第二穩(wěn)壓閥（4)和差壓傳感器（8)之間的氣路還連通一漏 孔控制閥（5)的輸入接口，漏孔控制閥（5)的輸出接口連通一標準漏孔（6); 還包括與差壓傳感器（8)的輸出端相接、用于采集數(shù)據(jù)并計算傳感系數(shù)的數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)⑵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置，其特征在于：氣源控制閥 (2)采用兩位三通閥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置，其特征在于：氣源控制閥 (2) 采用一常閉兩位兩通閥并聯(lián)一常開兩位兩通閥的方式，兩者共用一輸出接口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置，其特征在于：第一穩(wěn)壓閥 (3) 、第二穩(wěn)壓閥（4)及漏孔控制閥（5)均采用兩位兩通閥。
5. -種檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的方法，其特征在于：包括以下步驟：
51. 連接檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置，檢測各部件連接處的密閉性；
52. 閉合漏孔控制閥（5)后，打開氣源控制閥（2)及第一、第二穩(wěn)壓閥（3,4)，向差壓傳 感器（8)的兩側(cè)壓力室內(nèi)通入氣源（1)，并進行穩(wěn)壓，保持差壓傳感器（8)的差壓值為零；
53. 同時閉合第一、第二穩(wěn)壓閥（3,4)，并進行穩(wěn)壓；
54. 打開漏孔控制閥（5)，通過標準漏孔（6)排出部分氣體后，閉合漏孔控制閥（5);
55. 將氣源（1)壓力值和S4步驟前檢測差壓傳感器傳感系數(shù)的裝置中的差壓傳感器 (8)兩側(cè)密閉氣路內(nèi)的容積值，以及S4步驟中標準漏孔（6)的流量值及排氣時間錄入數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)（7)中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（7)采集S4步驟后的差壓傳感器（8)的差壓值，并根據(jù)理 想氣體方程計算出傳感系數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：S5中的理想氣體方程為PV = nRT，傳感 系數(shù)的檢測步驟如下： 令Ρτ為S2中氣源（1)向差壓傳感器（8)兩側(cè)壓力室提供的壓力值，P。為當前大氣壓 值； PiSS4之后，第二穩(wěn)壓閥（4)、與其連通的差壓傳感器（8)的壓力室和漏孔控制閥（5) 三者之間的密閉氣路的壓力值； P2SS4之后，第一穩(wěn)壓閥（3)和與其連通的差壓傳感器（8)的壓力室之間的密閉氣路 的壓力值； VWSS4之前，第二穩(wěn)壓閥（4)、與其連通的差壓傳感器（8)的壓力室和漏孔控制閥（5) 三者之間密閉氣路的容積； Vs*S4之前，第一穩(wěn)壓閥（3)和與其連通的差壓傳感器（8)的壓力室之間的密閉氣路 的容積； ΔΡ為已和？1的差值； Δν為ΛΡ引起的差壓傳感器（8)的容積變化量； 八為標準漏孔（6)的漏率； Δ火為在t時間內(nèi)通過標準漏孔（6)排入到大氣中的氣體在大氣環(huán)境下的體積； t為S4步神，控_ (5)從打開狀摘換，合狀態(tài)的時間； VG為漏孔控制閥（5)與標準漏孔（6)之1日 在系統(tǒng)運行檢測時，S4步驟中標準漏孔（6)的排氣過彳王廣生了 AVl值； 差壓傳感器連通有標準漏孔的一側(cè)為：PT = [Pi(V，Δ V+Vg) +Ρ。Δ V」/Vw 差壓傳感器未連通標準漏孔的一側(cè)為：ρτ = [p2(vs+av)]/Vs P2-Pi= ΔΡ，由于當較小時，？142?^，因此在最終計算結(jié) 將 替換 為Ρτ，對計算結(jié)果的影響可忽略不計. VL = AVL/t ;且當Ve ~ 〇時，差壓傳感器⑶的傳感系數(shù)j
>
【文檔編號】G01L27/00GK104215394SQ201410464939
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】巴曉峰, 張偉明, 劉德亮 申請人:天津博益氣動股份有限公司