CN112484918A - 一种活塞压力计位置温度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种活塞压力计位置温度测量装置，包括支架、激光位移传感器、温度计和智能终端；支架、激光位移传感器和温度计均分别设有两个，两个激光位移传感器分别安装在两个支架上，在检定活塞压力计时，两个激光位移传感器发出的激光分别跟随标准活塞压力计和被测活塞压力计的活塞承重盘或砝码，两个温度传感器的探头分别活动安装在标准活塞压力计和被测活塞压力计的活塞系统上；两个激光位移传感器均与智能终端电连接，两个温度传感器的探头分别通过导线与智能终端电连接。本发明采用激光位移传感器可以快速的测量活塞的位移，避免了人为观察造成的误判，提高了测量精度和效率。

Description

一种活塞压力计位置温度测量装置

技术领域

本发明涉及压力计量领域，具体涉及一种活塞压力计位置温度测量装置。

背景技术

活塞式压力计是使用最广泛的压力计量标准器，通常由活塞系统、底座和专用砝码组成。使用单位需要定期通过检定校准的方式溯源至国家压力基准或标准，现行的检定规程包括《JJG 59-2007活塞式压力计检定规程》和《JJG 1086-2013气体活塞式压力计检定规程》等，检定项目包括活塞有效面积、活塞下降速度和活塞转动时间等。活塞有效面积是决定活塞式压力计压力量值最关键的参数，也是检定中最重要和工作量最大的部分。活塞有效面积的检定方法是，将被测活塞式压力计与标准活塞式压力计通过管道连接起来，在标准活塞与被检活塞上加放第一个检定点压力相应数量的砝码，用校验器加压使标准和被检活塞升至工作位置，通过观察其是否分别以自身应有的下降速度下降，来判断两活塞是否平衡，若两活塞不平衡，则在上升活塞上加放相应的小砝码，上述步骤反复进行直至两活塞平衡为止。记录加载在被测和标准上的砝码质量m_t和m_s以及活塞系统的温度等信息，结合已知的标准活塞压力计的活塞有效面积A_s可以计算得到被测活塞压力计的活塞有效面积A_t。规程要求在5个压力点各测量两次，根据10次测量结果计算被测活塞的有效面积。因此，检定中需要准确测量被测和标准活塞的位置和位置的变化情况，且需要多次反复进行，另外还需要测量活塞系统的温度。

采用灯光投影观察活塞位置变化的方法使用了几十年，具体做法是在一个十字形支架的x方向支杆的一端安装一个光源，另一端安装一个带标尺的毛玻璃半透屏，光源水平照射活塞压力计承重盘或砝码底面后在半透屏上形成投影，投影与标尺相交可以反映活塞的相对位置。使用时需要反复调节光源与活塞压力计承重盘或砝码底面的相对位置和角度，以及半透屏的位置，以使得投影清晰，从而更清楚的反映活塞位置的变化。灯光投影的缺点是：要调整清晰投影并不容易，而且即使在投影较为清晰的情况下，实际测量活塞位置的分辨力也较低，并且无法量化，由于活塞下降速度并不大，多在0.1mm/min左右，分辨力低使得需要有经验的检定员仔细观察比较长时间才能确定活塞的大致下降速度，如果观察时间不足则容易造成误判从而影响检定结果的准确性，如果观察时间太长，由于环境条件的改变也会对测量结果造成不利影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种活塞压力计位置温度测量装置，采用激光位移传感器可以快速准确的测量活塞的位移，避免了人为观察造成的误判，提高了测量精度和效率，同时配备的铂电阻温度计可以测量活塞系统温度，用于活塞有效面积的计算。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种活塞压力计位置温度测量装置，包括支架、激光位移传感器、温度计和智能终端；所述支架、所述激光位移传感器和所述温度计均分别设有两个，两个所述激光位移传感器分别安装在两个所述支架上，在检定活塞压力计时，两个所述激光位移传感器发出的激光分别跟随标准活塞压力计和被测活塞压力计的活塞承重盘或砝码，两个所述温度传感器的探头分别活动安装在所述标准活塞压力计和所述被测活塞压力计的活塞系统上；两个所述激光位移传感器均与所述智能终端电连接，两个所述温度传感器的探头分别通过导线与所述智能终端电连接。

本发明的有益效果是：本发明集成了两套激光位移传感器和温度计，可以同时测量标准活塞压力计和被测活塞压力计的活塞位置和温度，便于比较，从而判断两活塞压力计是否达到平衡，相对于老方法可以缩短观察时间，位置测量的分辨力高达0.01mm，提高了判断准确度，另外，本发明体积较小，可以灵活放置在任意活塞压力计附近配套使用。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述支架上配设有安装座，所述激光位移传感器通过所述安装座固定安装在所述支架上。

进一步，所述安装座具体为高度、水平位置和角度可调的安装座。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过安装座，可以调节激光位移传感器的高度、水平位置、方向和角度，使得任意结构的活塞压力计的活塞位置都能方便地被测量。

进一步，所述温度计具体为铂电阻温度计。

采用上述进一步方案的有益效果是：集成的两个高精度铂电阻温度计在准确测量标准和被测活塞的同时并不增加测量设备，减少空间占用。

进一步，所述智能终端具体为带触摸显示屏的智能终端。

进一步，所述智能终端上配置有RS232接口。

采用上述进一步方案的有益效果是：智能终端通过RS232接口与计算机通讯，传输位置、温度测量结果。

进一步，所述激光位移传感器探测的位移信号以数值或/和曲线的形式显示在所述智能终端的触摸显示屏上。

采用上述进一步方案的有益效果是：两个激光位移传感器测量的位置数据可以同步以曲线的形式显示在显示屏上，使得观察活塞的位置非常直观，且可以方便地比较标准活塞压力计和被测活塞压力计的活塞的相对位移变化，从而判断两压力计是否达到平衡，相对于老方法可以缩短观察时间，位置测量的分辨力高达0.01mm，提高了判断准确度。

进一步，所述智能终端上还配置有显示按钮和活塞下降速度测试按钮。

采用上述进一步方案的有益效果是：点击活塞下降速度测试按钮后，智能终端记录当前的活塞位置(初始位置)并计时，当再次点击活塞下降速度测试按钮后计时停止，智能终端根据当前活塞位置和初始位置之差以及时长，计算活塞的下降速度，活塞下降速度测量功能方便检定员在测试中的任何时间量化判断活塞的工作状态，也能作为检定规程规定的活塞下降速度的检定手段。显示按钮的作用是决定活塞位置测量结果是否以图形曲线的形式显示在显示屏上。

附图说明

图1为本发明一种活塞压力计位置温度测量装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种活塞压力计位置温度测量装置，包括支架、激光位移传感器、温度计和智能终端；所述支架、所述激光位移传感器和所述温度计均分别设有两个，两个所述激光位移传感器分别安装在两个所述支架上，在检定活塞压力计时，两个所述激光位移传感器发出的激光分别跟随标准活塞压力计和被测活塞压力计的活塞承重盘或砝码(激光位移传感器以活塞承重盘或砝码的水平平面作为位置测量的基准面，激光位移传感器发出的激光是垂直或接近垂直的照射在承重盘或砝码上，就可以实现跟随，由于激光位移传感器属于一种三角激光传感器，所以激光位移传感器发出的激光不用完全垂直活塞承重盘或砝码，也可以实现跟随)，两个所述温度传感器的探头分别活动安装在所述标准活塞压力计和所述被测活塞压力计的活塞系统上或附近需要进行温度测量的位置(一般来说，温度传感器的探头是绑在或粘贴在活塞系统的外表面，具体位置根据实际情况而定，探头活动安装是为了可以灵活布置于需要测温的位置)；两个所述激光位移传感器均与所述智能终端电连接，两个所述温度传感器的探头分别通过导线与所述智能终端电连接。

本发明集成了两套激光位移传感器和温度计，可以同时测量标准活塞压力计和被测活塞压力计的活塞位置和温度，便于比较，从而判断两活塞压力计是否达到平衡，相对于老方法可以缩短观察时间，位置测量的分辨力高达0.01mm，提高了判断准确度，另外，本发明体积较小，可以灵活放置在任意活塞压力计附近配套使用。

在本具体实施例中：所述支架上配设有安装座，所述激光位移传感器通过所述安装座固定安装在所述支架上。

具体的，所述安装座具体为高度、水平位置和角度可调的安装座；安装座的具体结构可以为：包括松紧卡环、横杆和万向旋转接头，松紧卡环可上下移动的套装在支架上(当松开松紧卡环时，其可以在支架上上下移动，当锁紧松紧卡环时，其在支架上固定不动，松紧卡环可以实现高度的调节)，横杆水平固定在松紧卡环并相对支架垂直(横杆可以实现水平位置的调节)，万向旋转接头可水平移动的安装在横杆上(万向旋转可以实现方向、角度的调节)。由于测量活塞的位置需要一个反射面，而活塞各式各样，高度和形状不同，所以需要能调节激光位移传感器的高度、水平位置和角度等。而本发明通过安装座调节激光位移传感器的高度、水平位置、方向和角度，使得任意结构的活塞压力计的活塞位置都能方便地被测量。

在本具体实施例中：所述温度计具体为铂电阻温度计。温度传感器的探头长约3cm，通过约1m长的导线与智能终端相连，温度传感器的探头可以根据需要测温的位置十分灵活的安放和固定，紧贴测温点，从而使测温结果更加接近需要测温位置的实际温度。集成的两个高精度铂电阻温度计在准确测量标准和被测活塞的同时并不增加测量设备，减少空间占用。

在本具体实施例中：所述智能终端具体为带触摸显示屏的智能终端。智能终端内的单片机具体可以为51单片机。

具体的，所述智能终端上配置有RS232接口。智能终端通过RS232接口与计算机通讯，传输位置、温度测量结果。

具体的，所述激光位移传感器探测的位移信号以数值或/和曲线的形式显示在所述智能终端的触摸显示屏上。所述智能终端上还配置有显示按钮和活塞下降速度测试按钮。在本发明中，激光位移传感器和温度计测量得到的信号通过智能终端内的单片机计算转换后显示在触摸显示屏上，其中位置信号不仅可以显示位置的数值，而且在使用者点击显示按钮后可以在触摸显示屏中间区域的坐标轴上实时显示位置变化的曲线；两个激光位移传感器测量的位置数据可以同步以曲线的形式显示在触摸显示屏上，使得观察活塞的位置非常直观，且可以方便地比较标准活塞压力计和被测活塞压力计的活塞的相对位移变化，从而判断两活塞压力计是否达到平衡，相对于老方法可以缩短观察时间，位置测量的分辨力高达0.01mm，提高了判断准确度。该智能终端还具有活塞下降速度测试功能，点击活塞下降速度测试按钮后，智能终端记录当前的活塞位置(初始位置)并计时，当再次点击活塞下降速度测试按钮后计时停止，智能终端根据当前活塞位置和初始位置之差以及时长，计算活塞的下降速度，以mm/min表示；活塞下降速度测量功能方便检定员在测试中的任何时间量化判断活塞的工作状态，也能作为检定规程规定的活塞下降速度的检定手段。显示按钮的作用是决定活塞位置测量结果是否以图形曲线的形式显示在显示屏上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种活塞压力计位置温度测量装置，其特征在于：包括支架、激光位移传感器、温度计和智能终端；所述支架、所述激光位移传感器和所述温度计均分别设有两个，两个所述激光位移传感器分别安装在两个所述支架上，在检定活塞压力计时，两个所述激光位移传感器发出的激光分别跟随标准活塞压力计和被测活塞压力计的活塞承重盘或砝码，两个所述温度传感器的探头分别活动安装在所述标准活塞压力计和所述被测活塞压力计的活塞系统上；两个所述激光位移传感器均与所述智能终端电连接，两个所述温度传感器的探头分别通过导线与所述智能终端电连接。

2.根据权利要求1所述的活塞压力计位置温度测量装置，其特征在于：所述支架上配设有安装座，所述激光位移传感器通过所述安装座固定安装在所述支架上。

3.根据权利要求2所述的活塞压力计位置温度测量装置，其特征在于：所述安装座具体为高度、水平位置和角度可调的安装座。

4.根据权利要求1至3任一项所述的活塞压力计位置温度测量装置，其特征在于：所述温度计具体为铂电阻温度计。

5.根据权利要求1至3任一项所述的活塞压力计位置温度测量装置，其特征在于：所述智能终端具体为带触摸显示屏的智能终端。

6.根据权利要求5所述的活塞压力计位置温度测量装置，其特征在于：所述智能终端上配置有RS232接口。

7.根据权利要求5所述的活塞压力计位置温度测量装置，其特征在于：所述激光位移传感器探测的位移信号以数值或/和曲线的形式显示在所述智能终端的触摸显示屏上。

8.根据权利要求5所述的活塞压力计位置温度测量装置，其特征在于：所述智能终端上还配置有显示按钮和活塞下降速度测试按钮。

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