一种超高压压力检测装置及方法与流程

本发明属于超高压液压，具体涉及一种超高压压力检测装置及方法，适用于超高压等静压机、超高压液压自紧机、超高压液力挤压机等超高压液压设备的压力检测。

背景技术：

1、超高压压力检测是超高压设备运行的关键，以超高压液力挤压机为例，其工作压力达到1800mpa甚至更高，如此高的压力如何检测成为了行业的共性难题，现有的超高压传感器其最高的压力量程一般在1500mpa,对于超高1500mpa的压力，传感器无法测量获得，甚至有可能造成压力传感器被击穿，从而导致传感器损坏。另外一方面即便是压力低于1500mpa，采用超高压压力传感器可以直接测量，但是目前市场上超高压传感器价格极其昂贵，使用寿命也较短，因此也急需一种低成本的超高压压力的测量方法和装置。

2、因此，如何实现超过1500mpa工作压力的测量是超高压领域急需攻克的行业基础性难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高压压力检测装置，解决现有技术中存在的上述技术问题。

2、本发明的另一目的在于提供一种高压压力检测方法，采用应变测试并辅助理论力学计算的方法，准确测量超高压。

3、为此，本申请提供的技术方案如下：

4、一种超高压压力检测装置，包括超高压等静压机，应变片和应变测试仪，所述应变片设于超高压等静压机上，所述应变测试仪与应变片电连接，所述应变片和应变测试仪以测试形变发生时的应变数据。

5、所述超高压等静压机包括常压增压缸、机架、超高压增压杆和超高压缸体，所述超高压缸体的内腔为超高压腔体，所述常压增压缸安装在机架的上部，所述超高压增压杆安装在常压增压缸的活塞杆上，所述超高压缸体安装在机架的下部，所述常压增压缸、机架、超高压增压杆和超高压缸体同轴。

6、所述应变片粘贴在超高压缸体的外表面。

7、所述常压增压缸的活塞杆上截面面积大于超高压增压杆。

8、所述超高压缸体为筒体结构，为非预应力结构，内表面不屈服。

9、一种超高压压力检测方法，采用超高压压力检测装置，包括以下步骤：

10、步骤1)通过应变测试仪获取超高压缸体变形发生时应变数据ε；

11、步骤2)利用胡克定律将应变数据ε换算成超高压缸体的外表面的应力值σ；

12、步骤3)根据应力值σ和超高压缸体的几何尺寸得到超高压缸体内表面所受压力p。

13、步骤1)中所述超高压缸体变形发生的过程如下：在超高压缸体的超高压腔体内注入待测介质，启动超高压等静压机，常压增压缸驱动超高压增压杆下降，对超高压腔体内的液体介质进行压缩，使超高压缸体变形；

14、步骤3)中得到的超高压缸体内表面所受压力p即为超高压腔体内部介质的压力。

15、步骤2)中所述胡克定律如下式

16、σ＝eε

17、式中，σ为应力，e为材料的弹性模量，ε为应变。

18、步骤3)中所述超高压缸体内表面所受压力p通过下式得到：

19、

20、式中，a为超高压腔体的半径，b为超高压缸体的半径。

21、本发明的有益效果是：

22、本发明通过常压增压缸驱动超高压增压杆下降，对超高压腔体内的液体介质进行压缩，从而在超高压腔体内产生了超高压，导致了超高压腔体的变形，此时粘贴在超高压缸体的外表面的应变片测量到了其外表面的应变量，并通过应变测试仪获取实时数据，再利用胡克定律将获取到的应变值换算成超高压缸体的外表面的应力值，最后通过拉美公式，获取超高压缸体内表面所受压力，也即得了超高压缸体内部介质的压力，实现对超高压的测试。

23、本发明中应变片对应变的测试是实时的，因此获得的压力也是实时压力，从而可以动态的测量超高压缸体内的介质压力，因此可以实现对超高压压力的实时测量，其测量范围远远超过了现有的压力传感器的范围，且采用的应变片测量，其成本远远低于压力传感器，满足了超高压等静压机、超高压液压自紧机、超高压液力挤压机等超高压液压设备的压力检测的需求。

技术特征：

1.一种超高压压力检测装置，其特征在于：包括超高压等静压机，应变片和应变测试仪，所述应变片设于超高压等静压机上，所述应变测试仪与应变片电连接，所述应变片和应变测试仪以测试形变发生时的应变数据。

2.根据权利要求1所述的一种超高压压力检测装置，其特征在于：所述超高压等静压机包括常压增压缸、机架、超高压增压杆和超高压缸体，所述超高压缸体的内腔为超高压腔体，所述常压增压缸安装在机架的上部，所述超高压增压杆安装在常压增压缸的活塞杆上，所述超高压缸体安装在机架的下部，所述常压增压缸、机架、超高压增压杆和超高压缸体同轴。

3.根据权利要求2所述的一种超高压压力检测装置，其特征在于：所述应变片粘贴在超高压缸体的外表面。

4.根据权利要求2所述的一种超高压压力检测装置，其特征在于：所述常压增压缸的活塞杆上截面面积大于超高压增压杆。

5.根据权利要求2所述的一种超高压压力检测装置，其特征在于：所述超高压缸体为筒体结构，为非预应力结构，内表面不屈服。

6.一种超高压压力检测方法，其特征在于：采用权利要求2-5任一项所述的超高压压力检测装置，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种超高压压力检测方法，其特征在于：步骤1)中所述超高压缸体变形发生的过程如下：在超高压缸体的超高压腔体内注入待测介质，启动超高压等静压机，常压增压缸驱动超高压增压杆下降，对超高压腔体内的液体介质进行压缩，使超高压缸体变形；

8.根据权利要求6所述的一种超高压压力检测方法，其特征在于：步骤2)中所述胡克定律如下式

9.根据权利要求6所述的一种超高压压力检测方法，其特征在于：步骤3)中所述超高压缸体内表面所受压力p通过下式得到：

技术总结
本发明提供了一种超高压压力检测装置及方法，装置包括超高压等静压机，应变片和应变测试仪，所述应变片设于超高压等静压机上，所述应变测试仪与应变片电连接，所述应变片和应变测试仪以测试形变发生时的应变数据。本发明通过常压增压缸驱动超高压增压杆下降，对超高压腔体内的液体介质进行压缩，从而在超高压腔体内产生了超高压，导致了超高压腔体的变形，此时粘贴在超高压缸体的外表面的应变片测量到了其外表面的应变量，并通过应变测试仪获取实时数据，再利用胡克定律将获取到的应变值换算成超高压缸体的外表面的应力值，最后通过拉美公式，获取超高压缸体内表面所受压力，也即得了超高压缸体内部介质的压力，实现对超高压的测试。

技术研发人员：黄胜,张高亮,杨建,王军,张宗元,郭晓锋,张君,杨红娟
受保护的技术使用者：中国重型机械研究院股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15