平衡式水压力传感器及其测试方法技术

本发明专利技术公开了一种平衡式水压力传感器及其测试方法，包括了A传感装置、B传感装置、基座和沉渣器。经水压力测试仪的控制，平衡式水压力传感器的A传感装置测试出不发生水位变化部分的主体水深压强，并作为B传感装置的平衡压力器对B水压力传感器施加平衡压力的控制值，B水压力传感器内部受到该控制压力的平衡，测试出发生水位变化部分的剩余水深压强，再由水压力测试仪将主体压强与剩余压强相加，得出所测的深水压强。以扩大量程的同时，提高测试精度。具有构造简单、结构紧凑、易安装、可实时显示数据的特点，为高精度地测试深水压力提供了新的仪器设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量深水压力的传感器，具体的说是一种。
技术介绍
目前，通常采用测压管装置、常规水压力传感器等测试装置来测试水压力。该些装置不是设备简陋、体积庞大且人工目测读数，就是为了确保测试精度，只能测试较低水深的水压力，所以在应用上受限制。
技术实现思路
针对现有水压力测试装置及传感器的不足，本专利技术提出一种，它能在满足高精度测试要求的前提下，大量程地进行深水压力的测试。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案一种平衡式水压力传感器，其特征在于在水槽底板的通孔内安装有测试管，该测试管进水口处安置有过滤网罩，测试管出水口处与电磁阀门的一端连接，电磁阀门的另一端与沉渣器连接；在所述沉渣器外侧壁上部的同一水平高度上设置有A基座和B基座，沉渣器侧壁上的两个通孔分别与A基座和B基座内的管道连通；所述A基座的底面安置有铅直的A传感装置，A基座的侧面安置有A排气阀；所述B基座的底面安置有铅直的B传感装置，B基座的侧面安置有B排气阀；所述水槽内被测的水从测试管流入，经过电磁阀门、沉渣器，通过A基座到达A传感装置与A排气阀，以及通过B基座到达B传感装置的B水压力传感器与B排气阀；所述的沉渣器底部有排渣口，所述的A传感装置为常规水压力传感器。所述的平衡式水压力传感器，其特征是所述的B传感装置由B水压力传感器和平衡压力器构成，B水压力传感器与平衡压力器的中轴线平行，平衡压力器机壳的侧面栓接固定于B水压力传感器机座的侧面，平衡压力器承压腔部位机壳上的通孔与B水压力传感器调制器部位机座上的通孔对接。所述的平衡式水压力传感器，其特征是所述平衡压力器机壳内的横断面上有隔板，该隔板的上部为承压腔，隔板的下部为工作腔，机壳底板底面沿中轴线安置有伺服电机；所述伺服电机的主轴，穿过底板中心孔进入机壳内与单向传动机构连接，该单向传动机构的连接杆铰接于活塞；在所述隔板的中心有通孔，该孔上安置有限速阀；转动伺服电机主轴，经单向传动机构的传动，使所述的活塞在机壳工作腔内上下移动，将承压水从工作腔通过隔板中心的限速阀流入或流出承压腔，再通过承压腔部位机壳壁上的对接孔道流入或流出B水压力传感器；在所述承压腔部位的机壳壁上另有一通孔，该通孔上安装有注水口。所述的平衡式水压力传感器，其特征是所述的B水压力传感器机座内，沿轴线方向依次有保护网、调制膜、调制器、后盖；所述调制器的内部有蓄水室，调制器面板的周边等距设置有数个出水孔，调制器部位的机座壁上有与平衡压力器的对接孔道；调制器的中心有喇叭形滑道管，该滑道管外侧的等直径段上设置有调制线圈，滑道管的末段内有制动螺栓；从平衡压力器对接孔道流进、出的承压水，经过调制器的蓄水室、面板出水孔，流进、出喇叭形滑道管内作用于调制膜上；所述的调制膜为圆形膜中心垂直固定有一根铁芯棒的形状，圆形膜的周边固定于机座壁，铁芯棒活动置于调制器喇叭形滑道管内，当圆形膜在被测水与承压水的压力平衡作用时呈平直状态，铁芯棒正好位于调制器调制线圈的前置端部位；当被测水大于承压水的压力时，该圆形膜紧贴着调制器喇叭形滑道壁作弹性变形，并带着铁芯棒在调制器喇叭形滑道管移动。一种平衡式水压力传感器的测试方法，其特征是按如下过程进行(1)水槽底板上铅直地设置通孔，把测试管从该通孔上部的孔口插入，在测试管下部用螺栓紧固于水槽底板后，在测试管的进水口安置过滤网罩，在测试管的出水口处安装电磁阀门与沉渣器，在沉渣器上安装A基座和B基座；(2)把平衡压力器安装于B水压力传感器机座的侧面，松开B水压力传感器调制器内的制动螺栓，打开平衡压力器注水口的盖子，从注水口注入蒸馏水，直至注满水并排尽气泡后拧紧盖子，然后把B传感装置安装于B基座，以及把A传感装置安装于A基座，； (3)从水槽的测试管进水口处注水，经电磁阀门、沉渣器，再分别流入A基座和B基座，打开A基座与B基座上的A排气阀、B排气阀,排尽气泡后关紧该两个排气阀,再关闭电磁阀门；(4)A传感装置、B传感装置的电缆线与水压力测试仪连接后，水压力测试仪开始测试工作。操作水压力测试仪，将平衡压力器调至“零”压力输出的状态；(5)水槽内注水到设定高度后，操作水压力测试仪逐渐打开电磁阀门，将A传感装置、B传感装置的B水压力传感器、平衡压力器调试为工作状态；(6)开始进行深水压力的测试。随着水槽内水位的不断变化，由水压力测试仪显示出A传感装置输出不发生水位变化部分的主体水深压强值，B水压力传感器输出发生水位变化部分的剩余水深压强值，以及将主体压强与剩余压强相加的深水压强值；(7)测试完毕，放尽水槽内的水，操作水压力测试仪关闭电磁阀门，将平衡压力器调至“零”压力输出的状态后关机，为下次测试坐好准备。本专利技术的平衡式水压力传感器基于以下工作原理现有的常规水压力传感器均存在着量程与精度的矛盾，若提高测试精度意味着要减小测试量程，反则同样。为了能高精度地测试出大量程的深水压强，本专利技术采用A传感装置与B传感装置组合的方法来完成。已知深水的水深H，是由不发生水位变化的主体水深Ii1和发生水位变化的剩余水深h2组成，即H=I1Jh2tj经水压力测试仪的控制(区分不发生水位变化部分或发生水位变化部分的水深压强)，由A传感装置测试出主体水深Ii1的主体压强P1(即P1= Yh1),并作为B传感装置的平衡压力器对B水压力传感器施加平衡压力P'的控制值，B水压力传感器内部受到平衡器压力压力V的平衡，测试出去除主体压强P1后水深的剩余压强P2(即P2= Y h2)，再由水压力测试仪将A传感装置与B传感装置所测出的压强相加得出深水压强P，即Ρ=Ρ!+Ρ2οA传感装置的工作原理:Α传感装置为压敏式、应变式、电容式、霍尔式等常规的水压力传感器，按设定水深的量程与分辨率(如按分米、厘米级计水深等)选择其规格型号，所测出水深信号输入给水压力测试仪，经水压力测试仪的判别与选择，显示出不发生水位变化部分的水深主体压强P1,以及将水深主体压强P1作为控制信号输出给B传感装置的平衡压力器，再由平衡压力器对B水压力传感器施加平衡压力p'。平衡压力器工作原理B传感装置的平衡压力器，以受水压力测试仪控制的伺服电机为动力，经单向传动机构传动，使工作腔内的活塞按一维方向移动，产生的承压水为B水压力传感器的调制膜提供平衡压力。当水槽内水位升高变化时，工作腔内的活塞在保持平衡压力的情况下向后退，让B水压力传感器调制膜上的磁铁棒向调制线圈内移动；当水槽内水位降低变化时，工作腔内的活塞在保持平衡压力的情况下向前进，让B水压力传感器调制膜上的磁铁棒向调制线圈外移动。B水压力传感器工作原理B传感装置的B水压力传感器的前端设置有调制膜，调制膜的圆形膜内侧面中心垂直固定有一根铁芯棒，该铁芯棒活动置于调制器喇叭形滑道管内，调制器滑道管外侧的等直径段上设置有调制线圈。将调制线圈接入交流励磁电源后，当圆形膜在被测水P1与承压水V的压力平衡作用(即P1=P^ )时呈平直状态，铁芯棒正好位于调制器调制线圈的前置端部位，调制线圈中产生的交变磁通量Φ为零(φ=0)，调制线圈中产生的交流感应电势E为零(Ε=0)，则调制线圈输出的信号AU为零(AU=O);当被测水 P1大于承压水P'的压力(即P1 > P')时，该圆形膜紧贴着调制器喇叭形滑道内壁作弹性变形，并带着铁芯棒在调制器喇叭形滑道管移动，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平衡式水压力传感器，其特征在于：在水槽底板的通孔内安装有测试管，所述测试管进水口处安置有过滤网罩，测试管出水口处与电磁阀门的一端连接，电磁阀门的另一端与沉渣器连接；在所述沉渣器外侧壁上部的同一水平高度上设置有A基座和B基座，沉渣器侧壁上的两个通孔分别与A基座和B基座内的管道连通；所述A基座的底面安置有铅直的A传感装置，A基座的侧面安置有A排气阀；所述B基座的底面安置有铅直的B传感装置，B基座的侧面安置有B排气阀；所述水槽内被测的水从测试管流入，经过电磁阀门、沉渣器，通过A基座到达A传感装置与A排气阀，以及通过B基座到达B传感装置的B水压力传感器与B排气阀；所述的沉渣器底部有排渣口，所述的A传感装置为常规水压力传感器。

【技术特征摘要】
1.一种平衡式水压力传感器，其特征在于在水槽底板的通孔内安装有测试管，所述测试管进水口处安置有过滤网罩，测试管出水口处与电磁阀门的一端连接，电磁阀门的另一端与沉渣器连接；在所述沉渣器外侧壁上部的同一水平高度上设置有A基座和B基座，沉渣器侧壁上的两个通孔分别与A基座和B基座内的管道连通；所述A基座的底面安置有铅直的A传感装置，A基座的侧面安置有A排气阀；所述B基座的底面安置有铅直的B传感装置，B基座的侧面安置有B排气阀；所述水槽内被测的水从测试管流入，经过电磁阀门、沉渣器，通过A基座到达A传感装置与A排气阀，以及通过B基座到达B传感装置的B水压力传感器与B排气阀；所述的沉渣器底部有排渣口，所述的A传感装置为常规水压力传感器。2.根据权利要求1所述的平衡式水压力传感器，其特征是所述的B传感装置由B水压力传感器和平衡压力器构成，B水压力传感器与平衡压力器的中轴线平行，平衡压力器机壳的侧面栓接固定于B水压力传感器机座的侧面，平衡压力器承压腔部位机壳上的通孔与B水压力传感器调制器部位机座上的通孔对接。3.根据权利要求2所述的平衡式水压力传感器，其特征是所述平衡压力器机壳内的横断面上有隔板，该隔板的上部为承压腔，隔板的下部为工作腔，机壳底板底面沿中轴线安置有伺服电机；所述伺服电机的主轴，穿过底板中心孔进入机壳内与单向传动机构连接，该单向传动机构的连接杆铰接于活塞；在所述隔板的中心有通孔，该孔上安置有限速阀；转动伺服电机主轴，经单向传动机构的传动，使所述的活塞在机壳工作腔内上下移动，将承压水从工作腔通过隔板中心的限速阀流入或流出承压腔，再通过承压腔部位机壳壁上的对接孔道流入或流出B水压力传感器；在所述承压腔部位的机壳壁上另有一通孔，该通孔上安装有注水口。4.根据权利要求2所述的平衡式水压力传感器，其特征是所述的B水压力传感器机座内，沿轴线方向依次有保护网、调制膜、调制器、后盖；所述调制器的内部有蓄水室，调制器面板的周边等距设置有数个出水孔，调制器部位的机座壁上有与平衡压力器的对接孔道；调制器的中心有喇叭形滑道管，该喇叭形滑道管外侧的等直径段上设置有调制线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪哲荪，汤临春，张文瀚，黄毅，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：