[发明专利]一种双腔气缸活塞式脉动压力发生器

说明书

本发明公开的一种双腔气缸活塞式脉动压力发生器，属于动态压力发生技术领域。本发明将气缸活塞式脉动压力发生器的单腔室改进为双腔室，将单腔室充压(抽气)改为双腔室同时充压(抽气)，通过阀门同时向两个腔室充气或抽气，此时活塞两面压强相等，活塞在往复运动时不会受到额外的阻力，在正压和负压下生成的脉动压力幅值大于单腔气缸活塞结构，在振动台推力不变的情况下获得更大的振动位移，生成更高幅值的脉动压力。此外，两个腔室内的脉动压力信号相位差固定为180°。本发明没有额外的压力室结构，同时采用内凹形状的端盖；因此，在振动位移较小时，能够显著提高生成脉动压力的幅值。本发明能够生成用于特殊校准应用的相位差180°的脉动压力。

技术领域

本发明属于动态压力发生技术领域，涉及一种双腔气缸活塞式脉动压力发生器。

背景技术

随时间变化的压力称为动态压力，动态压力校准的主要目的是确定被校系统的动态特性，得到压力传感器或压力测试系统的动态性能指标及动态数学模型。

动态压力校准的核心是动态压力激励源。动态压力校准常用的激励信号可分为周期信号和非周期信号两类。理想的激励信号应能将被校系统的全部模态频率激发，以便获得被校系统完整的动态特性。在工程实践中需根据用户具体的测试任务要求选择激励信号进行校准，以期获得较好的效果。目前周期信号激励源主要采用正弦激励源。

现有的常温脉动压力发生器从工作原理上分为谐振式、调制式、气缸活塞式。其中气缸活塞式结构通过活塞的往复运动改变封闭气缸的剩余容积，进而在气缸内产生正弦变化的压力信号。也有使用一端密封的波纹管代替气缸-活塞的气体脉动压力发生装置,气体发生原理相同。这种原理的脉动压力发生器，若要改变生成脉动压力的平均值，需要向气缸内充气或抽气，气缸内初始压力与大气压的压力差会作用在活塞上，阻碍活塞运动，压差越大阻力越大。在初始压力较大或接近真空时，就无法生成波形良好的脉动压力。

发明内容

一般气缸活塞式的脉动压力发生器在初始压力为正压或负压时，由于内外压力差的作用对活塞的往复运动施加阻力，降低往复运动的位移，最终导致脉动压力幅值降低，生成的压力波形变差。本发明的目的是提供一种双腔气缸活塞式脉动压力发生器，对一般的气缸活塞式脉动压力发生器进行改进，将单腔室结构改进为双腔室，将单腔室充压(抽气)改进为双腔室同时充压(抽气)，保证活塞两面的压力相同，因此活塞在往复运动时不会受到额外的阻力，在正压和负压下生成的脉动压力幅值大于单腔气缸活塞结构。此外，两个腔室内的脉动压力信号相位差固定为180°。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种双腔气缸活塞式脉动压力发生器，在气缸活塞式脉动压力发生器的基础上，通过在活塞外侧引入另一个腔室，并充入压力相等的介质，来抵消活塞内外两面压力差的作用，增大气缸活塞结构在低压和高压下的脉动压力发生性能，增大压力幅值，降低波形失真度。

本发明公开一种双腔气缸活塞式脉动压力发生器，包括基座、振动台、气缸、活塞、气压源、气路和阀门。气缸安装在基座之上，活塞边缘与气缸内壁动密封，活塞与气缸下的孔动密封。振动台带动活塞往复位移，在两个腔室内生成正弦压力。气压源通过气路连接至气缸内，两个阀门分别控制两个腔室，调节气缸内的初始压力，生成的脉动压力平均值覆盖正压与负压。关闭阀门后气缸整体处于封闭状态，并被活塞分为两个独立腔室，活塞伸出气缸与振动台相连。工作时通过阀门同时向两个腔室充气或抽气，此时活塞两面压强相等，因此活塞在往复运动时不会受到额外的阻力，在正压和负压下生成的脉动压力幅值大于单腔气缸活塞结构，在振动台推力不变的情况下获得更大的振动位移，生成更高幅值的脉动压力。此外，两个腔室内的脉动压力信号相位差固定为180°。

作为优选，所述的基座固定，为气缸提供支撑。

作为优选，所述的振动台的台体固定，工作时台面做正弦往复运动，台面与活塞的杆部连接。