一种压力计量器具检定环境试验装置的制作方法

本实用新型涉及压力计量领域，更具体地，涉及一种压力计量器具检定环境试验装置。

背景技术：

压力计量器具在工农业生产，过程控制，仪器仪表，交通运输等领域广泛使用，压力量值的准确性直接影响到工艺流程，甚至影响到人民生命健康财产安全,压力量传的准确性和可靠性需要计量工作人员格外重视。高精度的数字压力计，压力传感器，压力变送器等计量器具在检定过程中，对环境的要求很高，一般的检验检测标准实验室都有专门的恒温实验室。但是如果没有条件做到室内恒温，或者是在工作现场对压力标准器进行检定校准，除了温湿度条件难以达到检定要求外，工作现场还可能存在震动或者外磁场的干扰等，对计量部门和计量人员提出了额外的要求。

以自动标准压力发生器为例，自动标准压力发生器是能自动控制并输出目标压力的数字压力计，可分为气体介质压力发生器和液体介质压力发生器。依据相关设备的检定规程，压力发生器对环境要求较严格，0.1级及以上的压力发生器，检定过程中要求温度(20±2)℃；相对湿度不大于85％，标准器及被检压力发生器所处的附近无明显的机械振动和外磁场。在日常实验室的检定工作中，达到环境要求不存问题。如果在现场工作，需要保证检定过程中，环境条件满足规程要求。因此，有必要开发一种压力计量器具检定环境试验装置。

公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型提出了一种压力计量器具检定环境试验装置，其能够通过在试验腔体内提供并保持恒定温湿度，消除外磁场和机械振动。为计量检定人员日常现场检定工作提供方便。

根据本实用新型的一方面，提出了一种压力计量器具检定环境试验装置。所述装置包括：金属外壳、试验箱和减震台，其中：

所述试验箱内部设有上部和下部连通的空气调节室和检定试验室，所述空气调节室从下至上依次包括与控制电路连接的入口风扇、加湿器、冷却除湿器、半导体电热片和出口风扇，所述控制电路设置在所述试验箱侧壁上；所述检定试验室内设置多组温湿度传感器；

所述减震台包括减震台台面、防震垫、沙筒，所述防震垫支撑所述减震台台面，并且布置在所述沙筒的筒壁内侧。

优选地，所述金属外壳上设有与所述控制电路连接的用于显示箱内环境条件的数显面板和用于设置温湿度的操作按钮、接地导线。

优选地，所述金属外壳体与所述试验箱之间设置有泡沫保温层。

优选地，所述检定试验室内设置三组温湿度传感器，分别设置在检定试验室对角位置和中心位置。

优选地，所述减震台台面采用大理石台面，其长、宽大于所述检定试验箱，厚度为2～4cm。

优选地，所述沙筒包括钢筒和填充在所述钢筒内部的沙粒和鹅卵石。

优选地，所述防震垫为微孔橡胶防震垫或气垫，其面积与减震台台面相同，厚度为14～16cm。

优选地，所述沙柱与防震垫之间以木块橡皮板多层结构隔开。

优选地，所述的压力计量器具检定环境试验装置，其特征在于，所述减震台下安装橡胶蹼板或可回收车轮。

根据本实用新型的压力器具检定环境试验装置，可以克服没有专用检定实验室条件的不足，使得计量工作人员可以在线或者下场对压力计量器具进行检定。该工作台可以提供检定过程所需的环境条件，包括温湿度条件，消除外磁场，并且具备良好的减震功能。

本实用新型具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为根据本实用新型的示例性实施方案的压力器具检定环境试验装置的整体示意图；

图2为根据本实用新型的检定环境试验箱外形结构图。

附图标记说明：

1-金属外壳，2-试验箱，3-减震台，4-检定试验室，5-空气调节室，7-泡沫保温层，8-入口风扇，9-加湿器，10-冷却除湿器，11-半导体电热控温元件，12-出口风扇，13-控制电路，14-隔板，15-温湿度传感器，18-减震台台面，19-防震垫，20-木块橡皮多层结构，21-钢筒，22-沙粒，23-鹅卵石，24沙筒，25-橡胶蹼板，26-可回收车轮，32-操作按钮，33-数显面板，34-外接电源插口，35-导线出口，36-接地导线。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

如图1所示，根据本实用新型的示例性实施方案的压力器具检定环境试验装置包括金属外壳1、试验箱2、减震台3。试验箱2布置在金属外壳1内部，金属外壳1布置在减震台3上。

试验箱2内部设置有上部和下部连通的检定试验室4和空气调节室5，检定试验室4和空气调节室5，之间设置隔板14，隔板14与试验箱的上壁和下壁之间具有空隙，以使检定试验室4和空气调节室5的上部和下部保持连通。

空气调节室5从下至上依次包括与控制电路13相连接的入口风扇8、加湿器9、冷却除湿器10、半导体热电控温元件11、出口风扇12，控制电路13设置在试验箱2的侧壁上。

在检定试验室4内设置多组温湿度传感器15。

减震台3包括减震台台面18、防震垫19、沙筒24，防震垫19支撑减震台台面18，并且布置在沙筒24的筒壁内侧。

在本实用新型的实施例中，通过设置在空气调节室5下部的入口风扇8和设置在空气调节室5上部的出口风扇12的转动，使得与空气调节室5上部和下部连通的检定试验室4内的空气循环。

在现有的技术手段中，温湿度调节方法一般主要为露点控制法和直接调温调湿法两种。露点控制法也称为空气洗涤法。露点控制法是这样一种调节方式：首先将进入检定试验室前的空气温度下降到目标湿度所对应的露点温度，并对空气进行过水，使空气成为在该露点温度下的潮湿饱和空气，然后再将饱和空气温度加热到目标温度，随着温度的提高，湿度也下降到目标值，最后将该调节好温湿度的空气送入到检定试验室内。露点控制法的优点是湿度变化小，但过程中需要大量的对环境不断过水。直接调温调湿法这样一种调节方式：当检测到环境温度低时，开启加热装置，给环境加温，当检测到环境温度高时，开启制冷装置，给环境降温。当检测到环境湿度低时，开启加湿器对环境进行加湿，当检测到环境湿度高时，开启除湿器对环境进行除湿。直接调温调湿法需要频繁的施加冷热和干湿的变化调节，能耗高，并且传统的压缩机制冷、电热加温方式，一般设备体积较大，所需零部件装置复杂，检定工作过程中不断伴有震动对检定带来干扰，对外接电源要求也较高。

针对传统温湿度控制方法存在的问题，在温度控制方面，本实用新型采用半导体控温的方式对温度进行控制，即通过半导体热电控温元件11对温度进行控制。半导体制冷具有体积小，响应快，无震动，精度高，操作方便等优点，并且无噪音，设备稳定满足检定过程要求。但其工作功率往往有限，往往用在体积不是特别大，温度要求不是特别高的地方。半导体制冷是建立在珀尔贴效应基础之上。珀尔贴效应也称之为热电效应，温差电效应，当把P型半导体和n型半导体连接在一起，串联为电偶，流过电路的电流方向不同，在两种半导体的连接处会产生放热和吸热效应。半导体热电控温元件11是温度控制的核心元件，通过控制流过半导体热电控温元件11的电流的方向和大小，来控制制冷或制热以及冷热程度。

在本实用新型的实施例中，通过加湿器9和冷却除湿器10对试验箱2内的温湿度进行控制。压力计量器具的检定规程，湿度一般要求低于85％或80％即可，所以在极端空气条件下开启冷却除湿器10即可，加湿器9一般不会开启。当对湿度下限有要求的情况下，并且当地湿度过于干燥时，开启加湿器9对空气进行加湿。

在检定试验室4内放置多组温湿度传感器15，用于实时测量箱内的环境条件。温湿度传感器15一般采用干湿球温度计。干湿球温度计分为干球温度计和湿球温度计，干球温度计是测量空气温度的普通温度计，湿球温度计是指球部表面保持潮湿状态的温度计，湿球温度计所测得的温度与环境湿度相关，空气湿度越大，干湿球温度差异越小，空气湿度越小，干湿球温差也就越大，通过干、湿球温度计之间的温差变化来反映空气湿度。温湿度传感器15也可以采用其它高精度的温湿度传感器。

优选地，设置三组温湿度传感，用来实时监测检定工作室内的环境温湿度条件。依据检定规程(JJF 1101-2003“环境试验设备温度、湿度校准规范”JJF 1376-2012“箱式电阻炉校准规范”)，三组温湿度传感器分别放置于检定试验室4对角及中心的位置。

如图2所示，金属外壳1外面正面有温湿度控制设置操作按钮32和用于显示箱内环境条件数显面板33，操作按钮32和数显面板33与控制电路13连接，通过操作按钮32可以设定箱内所要求的温湿度，箱内由温湿度传感器15所测量的实时的温湿度数值在数显面板33上实时显示。

数显面板33可以与以单片机为核心的控制电路13连接，也可以与箱内的温湿度传感器15，加湿器9，冷却除湿器10，半导体热电控温元件11、入口风扇8、出口风扇12等设备相连。通过PID控制或H桥电路针对反馈的箱内温湿度进行温湿度调节控制。

金属外壳1外正下端有外接电源插口34，以及内置设备导线引出出口35。外接电源插口34可以连接外接电源启动设备工作，在没有外接电源的情况下也可以使用设备内置的大容量锂离子充电电池供电。在金属外壳1表面引出接地导线36，和大地相连，可以将表面电荷导出。

试验箱采用金属外壳1，被检仪表和标准器都置于试验箱2内部工作，导线及数据传输线经由导线出口35引出。金属外壳1的箱体，相当于法拉第笼(Faraday Cage)，金属外壳表面经接地导线36直接接到大地上，导线接地，可以达到静电屏蔽，防磁消磁等效果。

温湿度传感器15所采集的信号可以在数显面板33显示，并且所述信号经过信号放大电路与控制电路13相连。控制电路13完成恒温恒湿控制算法(一般采用PID法)，经数据分析运算处理之后，由输出端口输出信号，再经控制信号输出放大电路与工作元器件(包括加湿器9，冷却除湿器10及半导体热电控温元件11)及这些工作元器件的电源相连。入口风扇8和出口风扇12在工作元器件工作的状态下启动，将空气调节室5内调节好温湿度的空气吹入检定工作室，并在检定试验室4与空气调节室5之间循环。在元器件停止工作的条件下，入口风扇8和出口风扇12停止工作，保持箱体内环境条件恒定。

空气调节室5内调节好温湿度的空气，经过风扇的转动，在检定试验室4内循环，调节好的空气按照图1中的箭头所示方向循环。

加湿器9在空气调节室5的下部，依据自动标准压力发生器的检定规程(JJG 1107-2015)、数字压力计的检定规程(JJG 875-2005)，要求环境相对湿度不大于85％，压力传感器(静态)检定规程(JJG 860-94)相对湿度小于80％，动态压力传感器(JJG 624-2005)，相对湿度小于75％，北方环境湿度一般情况下达不到85％，除非在极端天气，雨雪天气等特殊环境下，才会开启冷却除湿器10，将试验箱2内的空气进行除湿处理。依据压力变送器检定规程(JJG 882-2004)，环境相对湿度要求45％-75％。由于对湿度下限有要求，在干燥环境下需要开启加湿器9，对箱内湿度进行加湿处理。

温度调节采用半导体热电控温元件11来进行控制，控温精度达到0.1°C，远远高于检定规程对温度波动的要求。

加湿器9，冷却除湿器10与半导体热电控温元件11的控制端和温湿度传感器15的输出端经由控制电路13相连。工作过程如下，当温度传感器15检测到试验箱内的温度比操作按钮32预先设定的温度值低时，半导体热电控温元件11开启加热工作状态，当温度传感器15检测到箱内的温度比预先设定的温度值高时，半导体热电控温元件11开启制冷工作状态，反复循环，使得温度逐渐接近设定值。当湿度传感器15检测到试验箱内的相对湿度高于设定湿度值时，冷却除湿器10开启，对箱内空气进行除湿。温湿度的调节控制算法，一般采用PID法，对温湿度进行调控。

传统的空气压缩制冷，电热加热，需要有加热制冷两套系统，结构复杂，能耗高，且伴有震动，使用半导体热电元件进行控温，只需要一套系统，且工作过程没有震动，控温精度更高，只需要控制电流的流向和大小即可以对温度精确控制。

加湿器9可采用蒸汽加湿法配合小型超声波器。

在一个示例中，试验箱2与金属外壳1之间设置泡沫保温层7。泡沫保温层7可采用聚氨酯泡沫保温层，保温层导热系数小，对设备起到保温隔热的作用，并且抗震效果好。

所述金属外壳体1内径尺寸优选1.5m×1.2m×0.8m(长×宽×高)，该尺寸大小可以将标准器和被检器都放置在箱体内进行试验。在实际操作过程中，也可以将箱体尺寸减小为一半，但需要两套箱体，分别放置标准器和被检器，两者之间使用导线相连。

环境的震动和外磁场干扰，对压力示值测量结果也有很大的影响。消除震动的影响，手段包括消振，隔振，吸振，阻振等手段。常用的减震方法还包括气垫减震，空气弹簧，位移传感器弹簧控制等控制方法。

如图1所示，减震台包括减震台台面18、防震垫19和沙筒24。

沙筒24包括钢筒21和填充在所述钢筒内部的沙粒22和鹅卵石23。所述防震垫19为微孔橡胶防震垫或气垫，其面积与减震台台面18相同，厚度为14～16cm，优选至15cm。所述沙粒22与防震垫19之间以木块橡皮板多层结构20隔开。减震台台面18及防震垫19套置于钢筒21上。减震台下安装橡胶蹼板25或可回收车轮26。

其中，减震台台面18优选为大理石台面，也可以采用花岗岩台面，用于安放试验箱及被检设备。其长、宽大于金属外壳1，厚度为2～4cm，优选为3cm。如果采用钢板等材料，会由于弹性形变导致防震效果恶化。大理石台面呈放重物时形变量小，可以使其形变减小(响应均匀)，可以较好的达到防震的效果。

减震台台面18下垫以防震垫19，其材质为微孔橡胶防震垫或气垫。微孔橡胶具有质轻，耐磨，防震等性能，使用微孔橡胶减震垫，可以消除工作台面和地基之间的硬接触，起到缓冲作用。微孔橡胶具有高弹性，抗龟裂性，高粘态等性能。橡胶材料独特的粘弹性能，具备滞后，阻尼以及可逆大变形等特点，因此具有良好的减震、隔音和缓冲性能，广泛用于吸收冲击和隔离震动。并且微孔橡胶能在暴晒和潮湿环境下使用，还具备重量轻，抗疲劳，降低噪音，通透性强，经久耐用等优点。微孔橡胶在一定的压力条件下，缓冲能力较好，如果压力过大，承压时间较长，微孔橡胶将失去弹性。所以一般在工作结束后，要将被检设备取出，避免长时间放置于台面上，导致形变不可恢复。由于天然橡胶(NR)的综合性能最好，与金属件黏合性能好，耐极端条件、电绝缘性和加工性能也好。微孔橡胶防震垫，一般选择天然橡胶。

减震台3的缓冲防震作用，可以使压力计量器具于恶劣的环境下依然能够进行工作。将减震台3采用的各种防震措施串联并联起来的综合效果是很理想的。使用前将减震台台面18的水平做精心地校准，保证平台水平。减震台3下安放4个可回收车轮，用于移动试验箱和减震台。在工作状态下4个可回收车轮收起，减震台3下的橡胶蹼板25接触地面。

本领域技术人员应理解，上面对本实用新型的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本实用新型的实施例的有益效果，并不意在将本实用新型的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。