專利名稱：進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于動態(tài)壓力校準領域，具體涉及一種進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，在航空航天、兵器、核工業(yè)和汽車等行業(yè)中，在液壓控制、發(fā) 動機和爆炸等技術(shù)領域內(nèi)需要對大量的動態(tài)壓力進行測量，要準確的對動態(tài)壓力進行測量 就必須對測量過程中使用的壓力傳感器的動態(tài)特性進行校準。進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā) 生器是用于壓力傳感器動態(tài)特性校準的正弦動態(tài)壓力校準裝置的核心部件。
目前，固定容積可變質(zhì)量正弦壓力發(fā)生器均是采用圖1和圖2所示兩種結(jié)構(gòu)中的 一種。圖l是入口調(diào)制正弦壓力發(fā)生器，圖2是出口調(diào)制正弦壓力發(fā)生器。在圖l中，氣體 噴嘴10與正弦壓力腔11的入口相對，帶孔旋轉(zhuǎn)輪5位于氣體噴嘴10與正弦壓力腔8的入 口之間，旋轉(zhuǎn)輪5為帶孔的圓盤，圓盤上加工大小相等間距相同的圓孔，壓力腔8的入口為 方孔，邊長與圓盤上圓孔直徑相同。當圓盤旋轉(zhuǎn)時，通過進氣嘴進入壓力腔8入口的氣體質(zhì) 量受圓盤孔與壓力腔入口之間面積變化控制而呈正弦規(guī)律變化，使得壓力腔8內(nèi)氣體壓力 按正弦規(guī)律變化，在壓力腔8兩側(cè)對稱安裝的標準傳感器6和被校傳感器12將受到同樣變 化壓力的作用，通過比較標準壓力傳感器6和被校壓力傳感器12的輸出響應即可達到對被 校壓力傳感器12校準的目的。圖2與圖1不同的是將旋轉(zhuǎn)圓盤安裝在了壓力腔8的出口 與排氣嘴之間，此時要求壓力腔8的出口為方孔。 圓盤圓孔掃過壓力腔8氣體入口或出口示意圖如圖3所示。要得到良好的正弦波， 旋轉(zhuǎn)輪5上的圓孔32應水平掃過排氣孔7，為此，圓盤半徑r應盡可能大，這種結(jié)構(gòu)存在以 下缺點 (1)圓盤半徑r不可能無限大，所以波形失真較大； (2)由于圓盤半徑r較大，圓盤受力為軸向力，與圓盤平面垂直，發(fā)生器的工作壓 力受到限制； (3)由于工藝上的問題使得圓盤與壓力腔之間的間隙難控制，因為，當圓盤直徑較 大時，不但要保證圓盤表面非常平整，而且要保證圓盤在運轉(zhuǎn)過程中非常平穩(wěn)，在工藝上存 在難度，這使發(fā)生器工作頻率下限受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器，該正弦壓力發(fā)生器 擴展了正弦動態(tài)壓力校準裝置的校準頻率范圍，極大的改善了正弦動態(tài)壓力發(fā)生器所產(chǎn)生 的正弦壓力波形，提高了正弦動態(tài)壓力波形的動靜幅值比，減少了正弦動態(tài)壓力波形畸變， 提高了正弦動態(tài)壓力校準裝置的計量特性和校準范圍。 實現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案一種進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器，它包括圓盤形 的旋轉(zhuǎn)輪、正弦壓力腔體和位于正弦壓力腔體入口處的噴氣嘴，其中，旋轉(zhuǎn)輪的中心為圓柱 體空腔，旋轉(zhuǎn)輪的一端設有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽外部設有環(huán)形凸臺，沿環(huán)形凸臺周向均勻分布若干個圓形排氣孔，圓形排氣孔為徑向通孔；正弦壓力腔體為立方體，正弦壓力腔體的中 部上部設有凸臺，正弦壓力腔體的中部下部設有凸臺，凸臺的底面是與旋轉(zhuǎn)輪弧面相適配 的弧面，凸臺的弧面緊貼旋轉(zhuǎn)輪的弧面；正弦壓力腔體中部設有正弦壓力發(fā)生腔，正弦壓力 發(fā)生腔為圓柱體空腔，該圓柱體空腔軸心與旋轉(zhuǎn)輪的軸心平行，圓柱體空腔的左右兩側(cè)分 別設有壓力傳感器安裝通孔；正弦壓力腔體內(nèi)設有排氣方孔，排氣方孔的寬度與圓形排氣 孔直徑相同，且排氣方孔的中心橫截面在同一個平面上，排氣方孔和排氣方孔與圓形排氣 孔的間距相同，排氣方孔和排氣方孔的間距與圓形排氣孔的間距成整數(shù)倍關系，氣方孔和 排氣方孔的間距與圓形排氣孔的間距成整數(shù)倍關系，排氣方孔、沿正弦壓力發(fā)生腔的徑向 貫穿正弦壓力發(fā)生腔；旋轉(zhuǎn)輪位于主外殼體和外殼體蓋之間，旋轉(zhuǎn)輪的環(huán)形凹槽與外殼體 蓋之間形成環(huán)形空腔；主外殼體與位于其頂部的正弦壓力腔體之間固定連接；噴氣嘴與正 弦壓力發(fā)生腔之間設有流調(diào)節(jié)器，流調(diào)節(jié)器為圓柱體，該圓柱體底部中間設有通槽，圓柱體 的側(cè)壁對稱設有軸向斜通槽、，斜通槽和斜通槽以圓柱體的軸心為對稱軸，圓柱體上通過斜 通槽和斜通槽中心的截面為梯形；旋轉(zhuǎn)輪的圓柱體空腔內(nèi)設有動力傳動軸，且旋轉(zhuǎn)輪通過 旋轉(zhuǎn)輪鍵與動力傳動軸連接，動力傳動軸的端部通過動力傳動輪鍵與動力傳動輪連接，動 力傳動輪通過傳動皮帶、與電機連接。 所述的外殼體蓋端部與消音蓋連接，外殼體蓋與消音蓋之間形成圓柱體空腔，沿
外殼體蓋周向均勻設有若干個軸向通孔，消音蓋的底部設有消音排氣通孔。 所述的主外殼體和外殼體蓋固定在托板上。 本發(fā)明的技術(shù)效果(l)將圓孔設計在旋轉(zhuǎn)輪的徑向，使得壓力腔排氣方孔與旋 轉(zhuǎn)輪上圓孔相對運動呈線性變化，從而改善了正弦壓力波的失真度。(2)由于旋轉(zhuǎn)輪徑向承 受氣體壓力，提高了發(fā)生器的工作壓力。(3)壓力腔四個排氣孔的結(jié)構(gòu)設計實現(xiàn)了進出口同 時調(diào)制壓力大小的目的，提高了正弦壓力的動靜幅值比，同時進一步改善了正弦壓力的波 形失真度。(4)增加氣流調(diào)制件使壓力波形調(diào)制變得方便、容易。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的入口單向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的出口單向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的單向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器旋轉(zhuǎn)輪圓盤孔與壓力腔氣體入口、
出口變化關系示意圖； 圖4為本發(fā)明所提供的進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器的主剖視圖的示意圖； 圖5為圖2的A-A向剖視圖的示意圖； 圖6為帶等間距圓孔的旋轉(zhuǎn)輪的主視圖的示意圖； 圖7為帶等間距圓孔的旋轉(zhuǎn)輪的左視圖的示意圖； 圖8為正弦壓力腔體相對于的圖5主視圖的示意圖； 圖9為圖8的俯視圖的示意圖； 圖10為圖8的B-B向剖視圖的示意圖； 圖11氣流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖的示意圖； 圖12為圖11的C-C向剖視圖； 圖13為本發(fā)明所提供的進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器的原理示意圖。
圖中1是動力傳動輪鍵；2是動力傳動輪；3、23、26是軸承；4是主外殼體；5是旋 轉(zhuǎn)輪；6、12是壓力傳感器安裝通孔；7是旋轉(zhuǎn)輪上的圓形排氣孔；8是正弦壓力腔體；9是氣 流調(diào)節(jié)器；10是噴氣嘴；11是正弦壓力發(fā)生腔；13是外殼體蓋；14是旋轉(zhuǎn)輪鍵；15是調(diào)節(jié)
螺套；16是消音蓋；17、1S是消音排氣通孔；19是鎖緊螺母；20、22是傳動皮帶；21動力傳 動輪;24、27、29、30是固定螺釘；25是動力傳動軸；28是托板;31、32、33、34是正弦壓力腔 體排氣孔；35是調(diào)節(jié)螺母；36是軸承蓋；37是環(huán)形空腔；38是通孔；39是圓柱體空腔；40是 凸臺；41是環(huán)形凹槽，42是鍵槽；43是圓柱體空腔；44、45是圓孔；46、47是凸臺；48是通
槽，49、50是斜通槽。D是進氣方向；E是排氣方向；F是旋轉(zhuǎn)輪運動方向；M是氣體施壓方
向；N是旋轉(zhuǎn)輪運動方向旋轉(zhuǎn)方向。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明所提供的一種進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器 作進一步詳細說明。 如圖4和圖5所示，一種進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器，它包括動力傳動輪鍵 1、動力傳動輪2、主外殼體4、旋轉(zhuǎn)輪5、正弦壓力腔體8、氣流調(diào)節(jié)器9、噴氣嘴10、外殼體蓋 13、旋轉(zhuǎn)輪鍵14、調(diào)節(jié)螺套15、消音蓋16、鎖緊螺母19、21動力傳動輪、動力傳動軸25、托板 28、調(diào)節(jié)螺母35、軸承蓋36和傳動皮帶20、22。 如圖6和圖7所示，圓盤形旋轉(zhuǎn)輪5的中心為圓柱體空腔42，旋轉(zhuǎn)輪5的一端設有 環(huán)形凹槽41，環(huán)形凹槽41外部設有環(huán)形凸臺40，沿環(huán)形凸臺40周向均勻分布若干個圓形 排氣孔7，圓形排氣孔7為徑向通孔。 如圖8和圖9所示，正弦壓力腔體8為立方體，正弦壓力腔體8的中部上部設有凸 臺46，正弦壓力腔體8的中部下部設有凸臺47。如圖5所示，凸臺47的底面是與旋轉(zhuǎn)輪5 弧面相適配的弧面，凸臺47的弧面緊貼旋轉(zhuǎn)輪5的弧面。正弦壓力腔體8中部設有正弦壓 力發(fā)生腔ll，正弦壓力發(fā)生腔11為圓柱體空腔。如圖4所示，該圓柱體空腔軸心與旋轉(zhuǎn)輪 5的軸心平行，圓柱體空腔的左右兩側(cè)分別設有壓力傳感器安裝通孔6、12。壓力傳感器安 裝孔6、12為方形孔。 如圖5、圖8和圖9所示，正弦壓力腔體8內(nèi)設有排氣方孔31、32、33、34，排氣方孔 31、32、33、34為通孔，排氣方孔31、32、33、34的寬度與圓形排氣孔7直徑相同，且排氣方孔 31、32、33、34的中心橫截面在同一個平面上。排氣方孔32和排氣方孔33與圓形排氣孔7 的間距相同。排氣方孔31和排氣方孔32的間距與圓形排氣孔7的間距成整數(shù)倍關系，例 如，排氣方孔31和排氣方孔32的間距可以是圓形排氣孔7間距的兩倍或者三倍。排氣方 孔33和排氣方孔34的間距與圓形排氣孔7的間距成整數(shù)倍關系，例如，排氣方孔33和排 氣方孔34間距可以是圓形排氣孔7間距的兩倍或者三倍。排氣方孔32、33沿正弦壓力發(fā) 生腔11的徑向貫穿正弦壓力發(fā)生腔11。 如圖4和圖5所示，旋轉(zhuǎn)輪5位于主外殼體4和外殼體蓋13之間，旋轉(zhuǎn)輪5的環(huán) 形凹槽41與外殼體蓋13之間形成環(huán)形空腔37。正弦壓力腔體8兩端設有圓孔44、45，圓 孔44內(nèi)設有過螺釘29，圓孔45內(nèi)設有過螺釘30，主外殼體4與位于其頂部的正弦壓力腔 體8之間通過螺釘29、30固定連接。噴氣嘴10與正弦壓力發(fā)生腔11之間設有流調(diào)節(jié)器9。 如圖11和圖12所示，流調(diào)節(jié)器9為圓柱體，該圓柱體底部中間設有通槽48，圓柱體的側(cè)壁對稱設有軸向斜通槽49、50，斜通槽49和斜通槽50以圓柱體的軸心為對稱軸；圓柱體上通過斜通槽49和斜通槽50中心的截面為梯形。 如圖4所示，旋轉(zhuǎn)輪5的圓柱體空腔42內(nèi)設有動力傳動軸25，且旋轉(zhuǎn)輪5通過旋轉(zhuǎn)輪鍵14與動力傳動軸25連接，動力傳動軸25的端部通過動力傳動輪鍵1與動力傳動輪2連接，動力傳動輪2通過傳動皮帶20、22與電機連接。主外殼體4和外殼體蓋13均套在動力傳動軸25，主外殼體4與動力傳動軸25之間設有軸承3、23，外殼體蓋13與動力傳動軸25之間設有軸承26，軸承26位于旋轉(zhuǎn)輪5端部與調(diào)節(jié)螺套15之間。主外殼體4的端部設有軸承蓋36，軸承蓋36內(nèi)設有調(diào)節(jié)螺母35。動力傳動輪2的端部設有鎖緊螺母19。外殼體蓋13另一端部與消音蓋16通過螺紋連接，外殼體蓋13與消音蓋16之間形成圓柱體空腔39，沿外殼體蓋13周向均勻設有若干個軸向通孔38，消音蓋16的底部設有消音排氣通孔17、18，音排氣通孔17和消音排氣通孔18以消音蓋16的軸心為中心對稱分布。主外殼體4通過螺釘24固定在托板28，外殼體蓋13通過螺釘27固定在托板28上。
旋轉(zhuǎn)輪5上圓形排氣孔7直徑大小和數(shù)量與旋轉(zhuǎn)輪5制定大小和該雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器工作頻率有關，圓形排氣孔7直徑大小和數(shù)量按照現(xiàn)有技術(shù)進行確定。例如，當旋轉(zhuǎn)輪5的直徑為204mm，工作最高頻率為20kHz時，圓形排氣孔7的直徑為2mm，數(shù)量為160。外殼體蓋13的軸向通孔38數(shù)量按照現(xiàn)有技術(shù)進行確定。 動力傳動輪2通過傳動皮帶20、22與電機相連實現(xiàn)動力的傳動，動力傳動輪由直
徑比例為2.5 : 1的一體化大小輪組成，可以方便的改變發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)速度。 軸承蓋36對軸承3、 23起放塵保護作用。主外殼體4是整個正弦發(fā)生器的主要支
撐體，對旋轉(zhuǎn)輪5起密封和主要支撐作用。外殼體13除對旋轉(zhuǎn)輪5起密封保護作用外還承
擔部分支撐作用。調(diào)解螺母35實現(xiàn)對軸承3的松緊度的調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)螺套15可調(diào)節(jié)軸承26
的松緊度，消音蓋16除在高頻、高壓時起到消音作用外還具有防塵保護作用。托板28對整
個正弦發(fā)生器起支撐作用。 如圖l和圖13所示，本發(fā)明所提供的一進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器的工作原理將標準壓力傳感器安裝在壓力傳感器安裝通孔6內(nèi)，將被測壓力傳感器安裝在壓力傳感器安裝通孔12內(nèi)，啟動電機，電機通過傳動皮帶20、22帶動動力傳動輪2轉(zhuǎn)動，從而，動力傳動輪2通過動力傳動軸25帶動旋轉(zhuǎn)輪5轉(zhuǎn)動。高壓氣體通過噴氣嘴10噴向氣流調(diào)節(jié)器9，在氣流調(diào)節(jié)器9的作用下氣體按比例一部分流向正弦壓力腔11并通過方孔32、33流向旋轉(zhuǎn)輪5，另一部分通過孔31、34流向旋轉(zhuǎn)輪5，標準壓力傳感器和被測壓力傳感器分別安裝在壓力傳感器安裝通孔6、 12處，在旋轉(zhuǎn)輪5的作用下在對稱安裝的壓力傳感器之間的正弦壓力腔ll內(nèi)形成正弦壓力。由于方孔31、34與方孔32、33工作狀態(tài)相同且同步，當旋轉(zhuǎn)輪5上的圓形排氣孔7與壓力腔的方孔31、32、33、34錯位關閉時正弦壓力腔11的壓力與進氣壓力相同，當旋轉(zhuǎn)輪5上的圓形排氣孔7與壓力腔的方孔31、32、33、34對齊打開時正弦壓力腔11的壓力處于最低點，通過氣流調(diào)節(jié)器9調(diào)節(jié)調(diào)制孔31、34的排氣量與進入正弦壓力腔11的氣量的比例可實現(xiàn)對正弦壓力腔內(nèi)氣體壓力的動靜幅值比和波形畸變大小的調(diào)整，使該發(fā)生器達到最佳工作狀態(tài)。帶等間距的旋轉(zhuǎn)輪5受徑向氣流壓力，靜態(tài)工作壓力大大提高。通過比較兩支壓力傳感器的輸出即可達到對壓力傳感器校準的目的。
正弦壓力腔8上設有出口雙排氣孔32、33，在保證排氣量的前提下有效減少了正弦壓力腔8的體積；入口氣體通過排氣孔31、34引至旋轉(zhuǎn)輪5，在氣流調(diào)節(jié)器9的配合作用
6下，實現(xiàn)了出口氣體、入口氣體同時調(diào)節(jié)的目的，解決了出口和入口調(diào)節(jié)的同步問題。
權(quán)利要求
一種進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器，它包括圓盤形的旋轉(zhuǎn)輪(5)、正弦壓力腔體(8)和位于正弦壓力腔體(8)入口處的噴氣嘴(10)，其特征在于旋轉(zhuǎn)輪(5)的中心為圓柱體空腔(42)，旋轉(zhuǎn)輪(5)的一端設有環(huán)形凹槽(41)，環(huán)形凹槽(41)外部設有環(huán)形凸臺(40)，沿環(huán)形凸臺(40)周向均勻分布若干個圓形排氣孔(7)，圓形排氣孔(7)為徑向通孔；正弦壓力腔體(8)為立方體，正弦壓力腔體(8)的中部上部設有凸臺(46)，正弦壓力腔體(8)的中部下部設有凸臺(47)，凸臺(47)的底面是與旋轉(zhuǎn)輪(5)弧面相適配的弧面，凸臺(47)的弧面緊貼旋轉(zhuǎn)輪(5)的弧面；正弦壓力腔體(8)中部設有正弦壓力發(fā)生腔(11)，正弦壓力發(fā)生腔(11)為圓柱體空腔，該圓柱體空腔軸心與旋轉(zhuǎn)輪(5)的軸心平行，圓柱體空腔的左右兩側(cè)分別設有壓力傳感器安裝通孔(6)、(12)；正弦壓力腔體(8)內(nèi)設有排氣方孔(31)、(32)、(33)、(34)，排氣方孔(31)、(32)、(33)、(34)為通孔，排氣方孔(31)、(32)、(33)、(34)的寬度與圓形排氣孔(7)直徑相同，且排氣方孔(31)、(32)、(33)、(34)的中心橫截面在同一個平面上，排氣方孔(32)和排氣方孔(33)與圓形排氣孔(7)的間距相同，排氣方孔(31)和排氣方孔(32)的間距與圓形排氣孔(7)的間距成整數(shù)倍關系，氣方孔(33)和排氣方孔(34)的間距與圓形排氣孔(7)的間距成整數(shù)倍關系，排氣方孔(32)、(33)沿正弦壓力發(fā)生腔(11)的徑向貫穿正弦壓力發(fā)生腔(11)；旋轉(zhuǎn)輪(5)位于主外殼體(4)和外殼體蓋(13)之間，旋轉(zhuǎn)輪(5)的環(huán)形凹槽(41)與外殼體蓋(13)之間形成環(huán)形空腔(37)；主外殼體(4)與位于其頂部的正弦壓力腔體(8)之間固定連接；噴氣嘴(10)與正弦壓力發(fā)生腔(11)之間設有流調(diào)節(jié)器(9)，流調(diào)節(jié)器(9)為圓柱體，該圓柱體底部中間設有通槽(48)，圓柱體的側(cè)壁對稱設有軸向斜通槽(49)、(50)，斜通槽(49)和斜通槽(50)以圓柱體的軸心為對稱軸，圓柱體上通過斜通槽(49)和斜通槽(50)中心的截面為梯形；旋轉(zhuǎn)輪(5)的圓柱體空腔(42)內(nèi)設有動力傳動軸(25)，且旋轉(zhuǎn)輪(5)通過旋轉(zhuǎn)輪鍵(14)與動力傳動軸(25)連接，動力傳動軸(25)的端部通過動力傳動輪鍵(1)與動力傳動輪(2)連接，動力傳動輪(2)通過傳動皮帶(20)、(22)與電機連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器，其特征在于所述的外殼體蓋(13)端部與消音蓋(16)連接，外殼體蓋(13)與消音蓋(16)之間形成圓柱體空腔(39)，沿外殼體蓋(13)周向均勻設有若干個軸向通孔(38)，消音蓋(16)的底部設有消音排氣通孔(17) 、 (18)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器，其特征在于所述的主外殼體(4)和外殼體蓋(13)固定在托板(28)上。
全文摘要
本發(fā)明屬于動態(tài)壓力校準領域，具體公開一種進出口雙向調(diào)制正弦壓力發(fā)生器，旋轉(zhuǎn)輪位于殼體和殼體蓋之間，旋轉(zhuǎn)輪與殼體蓋之間形成環(huán)形空腔；旋轉(zhuǎn)輪周向均勻分布與環(huán)形空腔相通的圓形徑向排氣孔；殼體頂部設有正弦壓力腔體，壓力腔的弧面緊貼旋轉(zhuǎn)輪的外弧面；壓力腔的出口均勻分布與排氣孔相通的徑向方孔；壓力腔的入口設有噴氣嘴，噴氣嘴與方孔的入口之間設有流調(diào)節(jié)器，方孔中部設有圓柱體的壓力發(fā)生腔；方孔的兩側(cè)對稱設有與力發(fā)生腔相通的壓力傳感器安裝通孔。本發(fā)明發(fā)生器擴展了正弦動態(tài)壓力校準裝置的校準頻率范圍，極大的改善了正弦動態(tài)壓力發(fā)生器所產(chǎn)生的正弦壓力波形，提高了正弦動態(tài)壓力波形的動靜幅值比。
文檔編號G01L27/00GK101726392SQ20081016724
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者張大有, 楊柏豪, 武東建, 溫世仁 申請人:北京航天計量測試技術(shù)研究所