CN114295279A - 一种气压检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种气压检测装置及检测方法，包括检测气腔、微压计、调节阀和独立气腔，检测气腔用于容纳需检测的气体，且检测气腔上设有用于检测气压的第一气压传感器；独立气腔设有均与检测气腔相互连通的N个，从第1个独立气腔至第N个独立气腔内的压差采用依次递增或递减的方式设置，形成压差梯度；且每个独立气腔上均设有用于检测气压的第二气压传感器；在检测气腔与每个独立气腔之间均设有微压计；在每个独立气腔上还均设有用于调节独立气腔内气压的调节阀。本发明的气压检测装置通过设计多个相对于检测气腔具有压差梯度的独立气腔，调节每个独立气腔相对检测气腔的压差值，形成闭环控制确保多个独立腔体相对检测腔体的气压差稳定。
Description
技术领域
本发明涉及压力传感器技术领域，特别涉及一种气压检测装置及检测方法。
背景技术
气压检测装置广泛地应用于石油、化工、冶金、电力等工业过程现场测量和控制。目前市面上已有的气压检测装置，在某些科研试验中，存在以下问题：①采用高分辨率的气压传感器，当气压较小时，能够保证测量精度，但不能满足试验对气压测量量程的要求，不能获得试验全过程的气压数据；②采用量程较大的气压传感器，能够满足试验全过程对气压测量量程的要求，但初始阶段小气压测量精度较差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种气压检测装置及方法，利用现有气压传感器，实现即满足大量程需求，又满足高分辨率的需求。
本发明提供了一种气压检测装置，包括检测气腔、微压计、调节阀和独立气腔；所述检测气腔用于容纳需检测的气体，且检测气腔上设有用于检测气压的第一气压传感器；所述独立气腔设有均与检测气腔相互连通的N个，从第1个独立气腔至第N个独立气腔内的压差采用依次递增的方式设置，形成压差梯度，其中N大于等于1；且每个独立气腔上均设有用于检测气压的第二气压传感器；在检测气腔与每个独立气腔之间均设有用于对检测气腔和独立气腔内的气体压差进行检测的微压计；在每个独立气腔上还均设有用于调节独立气腔内气压的调节阀。
可选的，所述检测气腔与每个独立气腔之间均设有用于控制流入每个独立气腔内的气体流量的控制阀。
可选的，所述控制阀设置为减压阀、节流阀或阻尼中的一种。
可选的，所述调节阀设置为比例阀或排气泄压阀。
可选的，第一气压传感器的量程和分辨率r与第二气压传感器的量程和分辨率r一致。
可选的，所述微压计的量程W0大于微压计的分辨率W，且微压计的分辨率w<r/(N+1)。
除上述结构外，本发明提供的一种气压检测装置还包括控制器，所述控制器根据第一气压传感器所检测到的气压值、第二气压传感器所检测到的气压值以及检测气腔与每个独立气腔之间的气压差值，控制调节阀的流量。
可选的，采用如上述所述的气压检测装置，对气压进行检测的步骤具体包括以下：
步骤一、第一气压传感器对检测气腔内的气压进行检测，得到实时气压值C0；
步骤二、根据独立气腔的个数和检测气腔的个数总和，将第1个独立气腔与检测气腔之间的气压差值调节至r/(N+1)值，并以此类推，对第2个独立气腔至第N个独立气腔内的气压进行依次调节，相邻两个独立气腔之间的气压差值均为r/(N+1)值；
步骤三、当检测气腔内的气压值递增或递减r/(N+1)时，通过检测气腔和独立气腔内的气压传感器反馈值变化情况，分辨检测气腔内的气压变化r/(N+1)，提高对检测气腔内气压检测的精度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种气压检测装置，通过设计多个相对于检测气腔具有压差梯度的独立气腔，调节每个独立气腔相对检测气腔的压差值，形成闭环控制确保多个独立腔体相对检测腔体的气压差稳定。
(2)本发明提供的一种气压检测方法，设计多个相对于检测气腔具有压差梯度的独立气腔，通过控制器对微压计检测到的独立气腔与检测气腔之间的气压差值，控制该独立气腔的调节阀的开度，以调节该独立气腔相对检测气腔的压差值，从而形成闭环控制确保独立腔体相对检测腔体的气压差稳定，从而提高对检测气腔内的气压检测的精度。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例中一种气压检测装置的示意图。
其中：
1、检测气腔，2、控制阀，3、微压计，4、调节阀，5、第二气压传感器，6、独立气腔，7、控制器。
具体实施方式
参见图1所示，本发明提供的一种气压检测装置，包括检测气腔1和独立气腔6；所述检测气腔1用于容纳需检测的气体，且检测气腔1上设有用于检测气压的第一气压传感器；所述独立气腔6设有均与检测气腔1相互连通的N个，从第1个独立气腔6至第N个独立气腔6内的压差采用依次递增的方式设置，形成压差梯度，其中N大于等于1；且每个独立气腔6上均设有用于检测气压的第二气压传感器5。此处优选：所述第一气压传感器的量程R和分辨率r与第二气压传感器5的量程R和分辨率r一致。
可选的，为实现对检测气腔1与每个独立气腔6之间连通或断开的控制，所述检测气腔1与每个独立气腔6之间均设有用于控制流入每个独立气腔6内的气体流量的控制阀2。此处优选：所述控制阀2设置为减压阀、节流阀或阻尼中的一种。
可选的，为对检测气腔1与每个独立气腔6之间的气压进行检测，所述检测气腔1与每个独立气腔6之间均设有用于对检测气腔1和独立气腔6内的气体压差进行检测的微压计3。此处优选：所述微压计的量程W0大于微压计的分辨率W，且微压计的分辨率w<r/(N+1)。
可选的，为对每个独立气腔6内的气压进行调节，在每个独立气腔6上还均设有用于调节独立气腔6内气压的调节阀4。此处优选：所述调节阀4设置为比例阀或排气泄压阀。
除上述结构外，本发明提供的一种气压检测装置还包括控制器7，所述控制器7根据第一气压传感器所检测到的气压值、第二气压传感器5所检测到的气压值以及检测气腔1与每个独立气腔6之间的气压差值，控制控制阀4的流量。
本发明提供的一种气压检测方法，采用如上述所述的气压检测装置，对气压进行检测的步骤具体包括以下：
步骤一、第一气压传感器对检测气腔内的气压进行检测，得到实时气压值C0；此处优选：此时检测气腔内的实际气压值P0为P0＝C0±r，其中：C0>r；
步骤二、根据独立气腔的个数和检测气腔的个数总和，将第1个独立气腔与检测气腔之间的气压差值调节至r/(N+1)值，并以此类推，对第2个独立气腔至第N个独立气腔内的气压进行依次调节，相邻两个独立气腔之间的气压差值均为r/(N+1)值；
步骤三、当检测气腔内的气压值递增或递减r/(N+1)时，通过检测气腔和独立气腔内的气压传感器反馈值变化情况，分辨检测气腔内的气压变化r/(N+1)，提高对检测气腔内气压检测的精度。
具体的，以第一气压传感器检测到检测气腔内的实时气压为0.09Mpa、第一气压传感器和第二气压传感器的量程为1Mpa、第一气压传感器和第二气压传感器的分辨率为100pa、微压计的量程为100pa、微压计的分辨率为10pa、独立气腔设为4个为例，对采用上述所述的气压检测装置，对气压进行检测的步骤具体包括以下：
步骤一、检测气腔内的气压：第一气压传感器对检测气腔内的气压进行检测，得到实时气压值C0＝0.09Mpa，并实时气压值C0传送至控制器内，此时检测气腔内的实际气压值P0＝0.09Mpa；
步骤二、调节N个独立气腔与检测气腔之间的气压差值：根据独立气腔的个数和检测气腔的个数总和，将第1个独立气腔与检测气腔之间的气压差值调节至20pa值(即根据r/(N+1)计算得到为20pa)；具体的，控制器根据20pa值，控制设置于第1个独立气腔上的调节阀的开度，以将第1个独立气腔与检测气腔之间的气压差值调节至20pa值；以此类推，对第2个独立气腔至第N个独立气腔内的气压差值进行采用依次递增或递减的方式进行调节，即使第2个独立气腔与检测气腔之间的压差值调节至40pa、第3个独立气腔与检测气腔之间的压差值调节至60pa、第4个独立气腔与检测气腔之间的压差值调节至80pa；具体的，若实现检测到第2个独立气腔与检测气腔之间的压差值为50pa，则控制器给设置于第2个独立气腔上的调节阀发出泄压指令，以对第2个独立气腔内的气压泄压至0.09Mpa+40pa，以此类推对第3个独立气腔和第4个独立气腔进行调节；
步骤三、当检测气腔内的气压值递增20pa时，第4个独立气腔的压力变化0.09Mpa+100pa，气压值变化为第二气压传感器分辨率100pa的整数倍，第二气压传感器反馈给控制器的气压值发生变化，从而实现能够检测气腔内的气压值变化最小分辨率20pa，以提高对检测气腔内的气压检测的精度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)
1.一种气压检测装置，其特征在于，包括检测气腔(1)、微压计(3)、调节阀(4)和独立气腔(6)，
所述检测气腔(1)用于容纳需检测的气体，且检测气腔(1)上设有用于检测气压的第一气压传感器；
所述独立气腔(6)设有均与检测气腔(1)相互连通的N个，从第1个独立气腔(6)至第N个独立气腔(6)内的压差采用依次递增或递减的方式设置，形成压差梯度，其中N大于等于1；且每个独立气腔(6)上均设有用于检测气压的第二气压传感器(5)；
在检测气腔(1)与每个独立气腔(6)之间均设有用于对检测气腔(1)和独立气腔(6)内的气体压差进行检测的微压计(3)；
在每个独立气腔(6)上还均设有用于调节独立气腔(6)内气压的调节阀(4)。
2.根据权利要求1所述的气压检测装置，其特征在于，所述检测气腔(1)与每个独立气腔(6)之间均设有用于控制流入每个独立气腔(6)内的气体流量的控制阀(2)。
3.根据权利要求2所述的气压检测装置，其特征在于，所述控制阀(2)设置为减压阀、节流阀或阻尼中的一种。
4.根据权利要求1所述的气压检测装置，其特征在于，所述微压计的量程W0大于微压计的分辨率W，且微压计的分辨率w<r/(N+1)。
5.根据权利要求1所述的气压检测装置，其特征在于，所述调节阀(4)设置为比例阀或排气泄压阀。
6.根据权利要求1所述的气压检测装置，其特征在于，所述第一气压传感器的量程和分辨率r与第二气压传感器(5)的量程和分辨率r一致。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的气压检测装置，其特征在于，还包括控制器(7)，所述控制器(7)根据第一气压传感器所检测到的气压值、第二气压传感器(5)所检测到的气压值以及检测气腔(1)与每个独立气腔(6)之间的气压差值，控制调节阀(4)的流量。
8.一种气压检测方法，其特征在于，采用如权利要求7所述的气压检测装置，对气压进行检测的步骤具体包括以下：
步骤一、第一气压传感器对检测气腔内的气压进行检测，得到实时气压值C0；
步骤二、根据独立气腔的个数和检测气腔的个数总和，将第1个独立气腔与检测气腔之间的气压差值调节至r/(N+1)值，并以此类推，对第2个独立气腔至第N个独立气腔内的气压进行依次调节，相邻两个独立气腔之间的气压差值均为r/(N+1)值；
步骤三、当检测气腔内的气压值递增或递减r/(N+1)时，通过检测气腔和独立气腔内的气压传感器反馈值变化情况，分辨检测气腔内的气压变化r/(N+1)，提高对检测气腔内气压检测的精度。
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