中屯、线所在像素点的位置，该像素点所在列记为b3列，计算出过=巧-田。
[0045] 18.若王3>0,说明需要继续进行泄压操作，执行步骤16,驱动1号步进电机4正 向转动1圈，否则执行步骤19。
[0046] ig.将3个步进电机4、9、H的转动度数巧、沒：、0;传送至CPU,根据1号步进 电机4转动度数与1号泄压管道7泄压量变化关系=/(巧）、2号步进电机9转动度数 与2号泄压管道12泄压量变化关系與：二/(0:)W及3号步进电机14转动度数与3号 泄压管道17泄压量变化关系郝，5二/<:巧），可得到3个步进电机4、9、14的总体泄压压力 值是乌Pj+ 4ft+立巧I，则可获得待测气压值F就是气体压力发生器2产生的气压值P减 去泄去的总体压力值，即jP=戶―（与^, ^)。
【主权项】
1. 一种平衡式气体压力测压装置，其特征是：包括竖直主管道（25)，在竖直主管道 (25)侧壁上连接与竖直主管道（25)相垂直且内腔均与竖直主管道（25)相通的1号泄压 管道（7)、2号泄压管道（12)、3号泄压管道（7)这三个泄压管道和一个支路管道（26)，三个 泄压管道从上至下等距布置且内径依次增大，竖直主管道（25)顶部连接气体压力发生装置 (2)、底部直接连通3号泄压管道（7);每个泄压管道上均设有一个管道阀门，每个管道阀门 均连接一个步进电机；所述支路管道（26 )同轴连接玻璃管（30 )左端，玻璃管（30 )右端连接 待测气体进压口（ 33 )，玻璃管（30 )水平放置且两端比中间部分细，玻璃管（30 )中间部分管 道内有一个小球（31)，小球（31)外径与玻璃管（30)中间部管道内径相等且小球（31)可左 右运动；在玻璃管（30)正上方设有C⑶图像传感器（29)，所述气体压力发生器（2)、C⑶图 像传感器（29)以及三个所述步进电机均与控制器（1)相接。2. 根据权利要求1所述平衡式气体压力测压装置，其特征是：竖直主管道（25)设置在 最底部的水平底座（18)和上部的水平支架（3)之间，水平底座（18)和水平支架（3)相平 行且之间连接垂直的竖直支架（20)，竖直主管道（25)位于竖直支架（20)右侧且与竖直支 架（20)相平行，三个泄压管道均穿过竖直支架（20)上的相应孔后向竖直支架（20)左侧延 伸；C⑶图像传感器（29)固定连接(XD图像传感器固定支架（28)，C⑶图像传感器固定支 架（28)上端与水平支架（3)固接；控制器（1)和气体压力发生装置（2)放置在水平支架（3) 上。3. 根据权利要求2所述平衡式气体压力测压装置，其特征是：竖直主管道（25)的底部 出口处直接连通于最下部的3号泄压管道（7)，3号泄压管道（7)置放在水平底座（18)上，1 号泄压管道（7)和2号泄压管道（12)的底部各由固定连接于竖直支架（20)的管道水平支 撑架支撑。4. 根据权利要求1所述平衡式气体压力测压装置，其特征是：玻璃管（30)的两端置于 两个开口向上的U形支撑架（32)上，U形支撑架（32)底部经圆柱形支撑架（34)固定连接 水平底座（18)。5. -种如权利要求1所述平衡式气体压力测压装置的气体压力测压方法，其特征是包 括以下步骤： A、 打开气体压力发生器（2)产生气体，气体经竖直主管道（25)、支路管道（26)从玻璃 管（30)左端通入，待测气体经进压口（33)从玻璃管（30)右端通入； B、C⑶图像传感器（29)对小球（31)的位置进行拍摄，并将图片传送至控制器（1)，控制 器（1)将此图片信息与预先处理的小球（31)位于玻璃管（30)正中心线处的图片信息进行 比较，根据小球（31)球心所在位置的不同，从下至上依序地控制相应的步进电机带动相应 的管道阀门进行泄压，直至小球（31)位于正中心线处时停止泄压； C、 将压力发生器（2)产生的气压减去步进电机作用后泄出的总体压力值，得到待测气 压值。6. 根据权利要求5所述气体压力测压方法，其特征是：步骤C中，步进电机作用后泄出 的总体压力值的求取方法是： 1)通过标定装置获知步进电机转动度数与泄压管道泄压量的关系，所述标定装置包 括控制器（1)、气体压力发生装置（2)、竖直主管道（25)、三个测压管道、三个气体压力表、 三个泄压管道及每个泄压管道上对应的一个管道阀门和一个步进电机，每个测压管道均连 接一个气体压力表；竖直主管道（25)顶端与气体压力发生装置（2)相通，竖直主管道（25) 侧壁上由最底部向上等距地布置有三个泄压管道和分别与三个泄压管道处于同一高度的 一一对应的三个测压管道，每个测压管道和对应的泄压管道的内、外径均相同； 2) 打开气体压力发生装置（2)产生气压，打开三个气体压力表中的一个气体压力表，显 示测量值/V，只驱动与该气体压力表对应的一个步进电机运转1圈360°，此时测量出第 一个气压值，将所述测量值/V减去第一个气压值则得到该步进电机转动1圈对应的泄压 管道的泄压量;再驱动该步进电机再运转1圈并测量出第二个气压值，将所述测量值i%减 去第二个气压值则得到该步进电机转动2圈对应的泄压管道的泄压量，如此重复得到该步 进电机转动n圈对应的气压变化值，这样就获得n个气压变化值样本数据，n大于30 ; 3) 分别将三个步进电机转动n圈对应的气压变化值样本数据用于BP网络训练，分别由 训练好的BP神经网络模型得到1号步进电机（4)、2号步进电机（9)、3号步进电机（140的 转动度数与对应的1号泄压管道（7)、2号泄压管道（12)、3号泄压管道（17)的泄压量变化 关系分别是彳是三个步进电机的步进角 度； 4) 将变化关系式保存在控制器（1)中，控制器（1)根据1号步进电机（4)、2号步进电 机（9)、3号步进电机（14)的转动度数g、鼠和对应的泄压量变化关系式计算出步 进电机作用后泄出的总体压力值是7.根据权利要求5所述气体压力测压方法，其特征是：步骤B包括以下步骤， 1. C⑶图像传感器（29)对小球（31)位置进行拍摄后，将拍摄的小球（31)正中心线所 在像素点b列与预先处理的小球（31)位于玻璃管（30)正中心线所在像素点a列进行比较， 得到两个像素点之间的像素点个数; 2) 若，则气体压力产生装置（2)产生的气压值就是待测气体的气压值，否则，驱动 3号步进电机（14)转动1圈； 3. C⑶图像传感器（29)对小球（31)位置进行拍摄，检测小球（31)正中心线所在像素 点bl列，计算出JiUl-a;若jd>0,再驱动3号步进电机（14)转动1圈，若jd=0,则执 行步骤C，若jd<0,驱动3号步进电机（14)反向转动1圈； 4) 驱动2号步进电机（9)正向转动1圈，C⑶图像传感器（29)对小球（31)位置进行 拍摄，检测小球（31)正中心线所在像素点b2列，计算出= &2 -a，若:c2 > 0，则再驱动2 号步进电机（9)正向转动1圈，若x2=0，则执行步骤C，若Jt2<0，则驱动2号步进电机（9) 反向转动1圈； 5) 驱动1号步进电机（4)正向转动1圈，C⑶图像传感器（29)对小球（31)位置进行 拍摄，检测小球（31)正中心线所在像素点b3列，计算出3 =&3-，若3 > 0，再驱动1号 步进电机（4)正向转动1圈，否则执行步骤C。
【专利摘要】本发明公开一种平衡式气体压力测压方法与装置，在竖直主管道侧壁上连接三个泄压管道和一个支路管道，竖直主管道顶部连接气体压力发生装置；每个泄压管道上均设有一个管道阀门，每个管道阀门均连接一个步进电机；支路管道同轴连接玻璃管左端，玻璃管右端连接待测气体进压口，玻璃管中间部分管道内有一个小球，CCD图像传感器对小球的位置进行拍摄，控制器将此图片信息与预先处理的小球位于玻璃管正中心线处的图片信息进行比较，从下至上依序地控制相应的步进电机带动相应的管道阀门进行泄压；将压力发生器产生的气压减去步进电机作用后泄出的总体压力值得到待测气压值；能提供较大范围的标准气压，增大气压检测范围，提高气压检测的分辨率。
【IPC分类】G01L11/00
【公开号】CN104949791
【申请号】CN201510345272
【发明人】张荣标, 钱阳, 孙健
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月23日...