[发明专利]冲击式阶跃压力产生方法

说明书

技术领域

本发明公开的冲击式阶跃压力产生方法属于阶跃压力信号技术领域及压力传感器动态校准技术领域，具体涉及的是冲击式阶跃压力信号产生方法及其产生装置，以及由冲击式阶跃压力产生方法形成的压力传感器动态校准装置。

背景技术

　　在压力物理参量的动态测试中，被测信号往往具有幅值大、上升时间短、脉冲宽度窄等特点，这对测试所用的压力传感器的动态性能提出了高的要求。压力传感器的频带、动态灵敏度是至关重要的技术指标。在测试之前，需要用动态校准的方法确定所选用的压力传感器的技术指标是否满足动态测试的要求。现在常用两类压力信号作为压力传感器动态校准的信号源：一种是准δ函数脉冲压力信号；另外一种是阶跃压力信号。

选用液体作为传压介质很容易产生准δ函数脉冲压力信号，例如：高静压下准δ函数脉冲压力校准装置与落锤校准装置等，而液体传压介质很难产生阶跃压力信号，这是由于液体难以压缩的性质造成的。本发明的目的是通过一定的加载方式与压力腔锁定机构在传压介质中产生阶跃压力信号，并将其应用于压力传感器的动态校准之中。

由于液体具有良好的传压性质，因此常被用来作为传压介质。以液体为传压介质具有代表性的动态校准装置有高静压下准δ函数脉冲压力校准装置和落锤校准装置，这两种校准装置都是使用对传压介质进行加载然后立即卸载的方式产生压力脉冲信号，此信号接近理想的δ函数脉冲信号。但由于液体传压介质很难被压缩，高幅值压力难以保持，所以很难产生一个较为理想的阶跃压力信号。

现有的以液体作为传压介质的动态校准方法都是产生准δ函数脉冲压力信号，未见有能够产生阶跃压力信号的方法。本发明采用一种新的加载方式以及锁定机构来确保高幅值压力能够持续一段时间，以此保证产生一较为理想的阶跃压力信号。本发明属于创新的一种阶跃压力信号产生方法，此法也可形成一种新的压力传感器的动态校准方法。

发明内容

本发明的目的是：向社会提供冲击式阶跃压力产生方法及其产生装置，以及冲击式阶跃压力产生方法形成的压力传感器动态校准装置三个技术方案。

本发明的技术方案包括冲击式阶跃压力产生方法及其产生装置，以及冲击式阶跃压力产生方法形成的压力传感器动态校准装置三部分。

本发明关于冲击式阶跃压力产生方法的技术方案是这样的：这种冲击式阶跃压力产生方法，技术特点在于：所述的冲击式阶跃压力产生方法是利用发射机构发射撞击块，使撞击块高速运动撞击压力腔盖，压力腔盖向压力腔内运动进而压缩压力腔中的传压介质，传压介质体积减小、压强增大，产生一压力信号上升沿；压力腔盖向压力腔内运动一段距离后由锁定机构锁定，保证压力信号稳定持续一段时间，这样一次完整的冲击过程形成一个阶跃压力信号，该阶跃压力信号由压力腔信号输出端输出。

根据以上所述的冲击式阶跃压力产生方法，详细技术特点有：a.所述的发射机构选择空气炮、或电磁发射机构。空气炮是利用压缩空气膨胀推动的原理进行发射，电磁发射机构的原理是法拉第电磁感应定律，电磁炮就是该定律的应用之一。b.所述的撞击块选择用钢材料；撞击块的形状选择圆柱形，尺寸选择：长×直径为：0.5米×Φ0.5米～0.5米×Φ0.75米；撞击块初速度选择20米/秒～60米/秒。c.所述的锁定机构是设置在压力腔和压力腔盖之间的锁定机构，该锁定机构的详细结构是齿条构成的锁定机构，在压力腔和压力腔盖四个侧面各设置一个齿条锁定机构，在撞击块高速撞击压力腔盖情况下，压力腔盖齿条相对压力腔齿条向压力腔内运动，在压力腔盖压缩传压介质过程中，传压介质压力增大，使压力腔盖齿条能更加紧密地啮合压力腔齿条，密封性能增强，在运动结束时压力腔盖齿条被压力腔齿条锁定。d.所述的传压介质选择甘油、或煤油、或CO₂气体，在瞬间撞击加载的过程内，传压介质的温度保持恒定，压力与体积成反比，传压介质体积减小，压力增大。e.所述的压力腔盖面上设置有应力波滤波垫，以消除撞击时应力波对压力信号产生的干扰，同为钢材料的撞击块与压力腔盖撞击会产生很大的应力波，应力波可以通过传压介质传播，形成一脉冲压力信号，叠加在形成的阶跃压力信号上，造成阶跃压力信号的失真，应力波滤波垫可以消除撞击产生的应力波，滤波垫材料可选择橡胶。f.所述的压力腔上设置有传压介质更换管道、阀门、排气管道、排气阀，阀门两端分别连接传压介质更换管道，传压介质更换管道前端连接传压介质源、后端连接压力腔；排气阀两端分别连接排气管道，排气管道一端连接在压力腔上，另一端出口连接外界，传压介质更换管道与阀门、排气管道、排气阀在传压介质注入、排出压力腔时配合使用。