專利名稱:一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，包括液壓動(dòng)力單元、液壓缸、密封底盤、真空罩、力傳感器、支架、全閉環(huán)壓力控制加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和真空系統(tǒng)；液壓缸上端通過多層密封圈固定在密封底盤的中間孔內(nèi)，下端與液壓動(dòng)力單元連接；液壓缸的伸出桿與支架上活動(dòng)的部分水平接觸，并可通過該活動(dòng)部分施力于待測(cè)樣品；密封底盤上分別設(shè)置有真空抽放氣口、真空罩和與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的數(shù)據(jù)線接口，真空抽放氣口與真空系統(tǒng)連接，力傳感器分別設(shè)置在待測(cè)樣品的上、下兩端，并通過支架固定。本裝置安裝方便，使用靈活，并能模擬高真空環(huán)境；測(cè)試對(duì)象的壓力加載大小可以方便的通過PLC控制面板進(jìn)行方便的設(shè)定。
【專利說明】一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及試驗(yàn)裝置，尤其涉及一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]試驗(yàn)成為現(xiàn)在科學(xué)研究和工業(yè)產(chǎn)品性能檢測(cè)中一種必不可少的手段，盡可能準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)真實(shí)情況是試驗(yàn)中最為關(guān)注的問題之一，然而由于試驗(yàn)條件以及其復(fù)雜性很難做到準(zhǔn)確模擬。試驗(yàn)中會(huì)經(jīng)常需要對(duì)物體表面施加一定大小的正壓力，尤其是為在真空環(huán)境中的測(cè)試對(duì)象提供一持續(xù)穩(wěn)定的高精度壓力加載，以達(dá)到測(cè)試的要求。例如材料的接觸熱阻高真空環(huán)境下的穩(wěn)態(tài)測(cè)試，接觸熱阻是與材料的接觸壓力密切相關(guān)的參數(shù)，為保證測(cè)試的準(zhǔn)確性，一般得到一組穩(wěn)態(tài)的接觸熱阻數(shù)據(jù)通常需要8個(gè)小時(shí)以上的持續(xù)穩(wěn)定的高精度壓力加載，為滿足持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載的技術(shù)要求，現(xiàn)有的高精度壓力加載設(shè)備如接觸熱阻測(cè)試的壓力加載系統(tǒng)，如Kempers Roger發(fā)表在國際權(quán)威測(cè)量類期刊Review Science Instrument 第 80 期 095111 頁的 A high-precis1n apparatus for thecharacterizat1n of thermal interface materials 所米用的 0.2% 精度的接觸熱阻測(cè)試的壓力加載系統(tǒng)，幾乎都是采用復(fù)雜且昂貴的全閉環(huán)控制直線電機(jī)系統(tǒng)來滿足此苛刻需求，很難做到采用簡單的結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)的成本實(shí)現(xiàn)對(duì)于已知大小壓力的長時(shí)間高精度持續(xù)穩(wěn)定的加載和測(cè)量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，該裝置可以為在真空環(huán)境中的測(cè)試對(duì)象提供一持續(xù)穩(wěn)定的高精度壓力加載，尤其是高真空環(huán)境下的接觸熱阻對(duì)象的長時(shí)間穩(wěn)態(tài)測(cè)試，以滿足不同測(cè)試過程中對(duì)于不同精度連續(xù)可調(diào)節(jié)且長時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定的壓力加載要求。
[0004]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是:
[0005]一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，包括液壓動(dòng)力單元、液壓缸、密封底盤、真空罩、力傳感器、支架、壓力顯示/設(shè)定面板、全閉環(huán)壓力控制加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和真空系統(tǒng)；液壓缸上端通過多層密封圈固定在密封底盤的中間孔內(nèi)，下端與液壓動(dòng)力單元連接；液壓缸的伸出桿與支架上活動(dòng)的部分水平接觸，并可通過該活動(dòng)部分施力于待測(cè)樣品；密封底盤上分別設(shè)置有真空抽放氣口、真空罩和與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的數(shù)據(jù)線接口，真空抽放氣口與真空系統(tǒng)連接，力傳感器分別設(shè)置在待測(cè)樣品的上、下端并通過支架固定。
[0006]所述液壓動(dòng)力單元包括液壓泵源、壓力濾油器、安全溢流閥、比例控制閥、電子壓力繼電器、液壓壓力表、三位四通電磁換向閥、雙單向節(jié)流閥和液壓缸，壓力濾油器、安全溢流閥、比例控制閥、電子壓力繼電器、液壓壓力表、三位四通電磁換向閥、雙單向節(jié)流閥分別固定在液壓泵源上并依次連接，再通過液壓管路與液壓缸相連。
[0007]所述全閉環(huán)壓力控制加載系統(tǒng)包括順序連接的PLC控制器、比例放大器、比例控制閥、液壓缸和力傳感器，力傳感器與PLC控制器連接，比例控制閥還與液壓泵源連接。
[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用全閉環(huán)壓力加載系統(tǒng)，能為高真空環(huán)境下的測(cè)試對(duì)象提供一持續(xù)穩(wěn)定的高精度的壓力加載，且結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟(jì)；能有效克服在隨著真空罩內(nèi)真空度的迅速提高密封底盤的快速應(yīng)力變形進(jìn)而造成對(duì)測(cè)試對(duì)象的瞬間壓力沖擊的問題，避免了現(xiàn)有技術(shù)所采用的例如機(jī)械螺桿和直線電機(jī)等這種剛性連接造成的對(duì)測(cè)試對(duì)象的瞬間沖擊；本裝置安裝方便，使用靈活，壓力加載通過密封底盤上的液壓缸推動(dòng)伸出桿執(zhí)行，方便真空罩內(nèi)的測(cè)試樣品和測(cè)試設(shè)備的布置，并能模擬高真空環(huán)境；測(cè)試對(duì)象的壓力加載大小可以方便的通過PLC控制面板進(jìn)行方便的設(shè)定。

【附圖說明】

[0009]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例高精度真空壓力加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型液壓動(dòng)力單元I的液壓原理示意圖。
[0011]圖3為本實(shí)用新型全閉環(huán)控制系統(tǒng)原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的高精度真空壓力加載裝置及方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式，僅用于方便、清晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0013]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型一種高精度真空壓力加載裝置，由液壓動(dòng)力單元1、液壓缸
2、密封底盤3、真空罩4、力傳感器5、待測(cè)樣品6、支架7、壓力顯示/設(shè)定面板8、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和真空系統(tǒng)組成，力傳感器5布置在待測(cè)樣品6的上下端并通過支架7固定；液壓缸2的端部通過多層密封圈固定在密封底盤3的中間孔內(nèi)；液壓缸2的伸出桿與支架7上活動(dòng)的部分水平接觸并可通過該活動(dòng)部分施力于待測(cè)樣品6 ;密封底盤3上設(shè)置有真空抽放氣口 9用于與真空系統(tǒng)連接；密封底盤3上也設(shè)置有數(shù)據(jù)線接口 10用于與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連；密封底盤3上再設(shè)置一真空罩4，此真空罩4為整個(gè)測(cè)試區(qū)域提供一真空環(huán)境。
[0014]參照?qǐng)D2，液壓動(dòng)力單元I包括液壓泵源11、壓力濾油器12、安全溢流閥13、比例控制閥14、電子壓力繼電器15、液壓壓力表16、三位四通電磁換向閥17、雙單向節(jié)流閥18、液壓缸2，壓力濾油器12、安全溢流閥13、比例控制閥14、電子壓力繼電器15、液壓壓力表16、三位四通電磁換向閥17、雙單向節(jié)流閥18、分別固定在液壓泵源11上并按圖2相互連接，再通過液壓管路與液壓缸2相連。
[0015]參照?qǐng)D3，全閉環(huán)控制系統(tǒng)包括PLC控制器19、液壓泵源11、比例放大器20、比例控制閥14、液壓缸2和力傳感器5組成，通過壓力顯示/設(shè)定面板8的力(F)值的初始設(shè)定發(fā)送信號(hào)給PLC控制器19，進(jìn)而PLC控制器19再發(fā)送信號(hào)給比例放大器20，比例放大器20再發(fā)送電壓(V)信號(hào)給液壓動(dòng)力單元I中的比例控制閥14，比例控制閥14通過調(diào)節(jié)流入液壓缸2中的液壓油流量，進(jìn)而改變液壓缸2中的伸出桿的推力大小，力傳感器5的測(cè)量F數(shù)值再反饋給PLC控制器19，并與力(F)的設(shè)定值適時(shí)比對(duì)調(diào)整，以此達(dá)到精確控制測(cè)試樣品13的在不同測(cè)試過程中對(duì)于不同精度連續(xù)可調(diào)節(jié)且長時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定的壓力加載要求。
[0016]本實(shí)用新型所述裝置的安裝過程如下:
[0017]如圖1所示，液壓缸2安裝時(shí)，先把液壓缸2的伸出端用多層密封圈固定在密封底盤3中間的孔中，再把液壓缸2的伸出桿與支架7上活動(dòng)的部分水平接觸固定，并調(diào)節(jié)密封底盤3的水平，支架7上依次放置力傳感器5、待測(cè)樣品6、力傳感器5。再在密封底盤3的下部或外側(cè)依次組裝如圖2所示的液壓動(dòng)力單元1，壓力濾油器12、安全溢流閥13、比例控制閥14、電子壓力繼電器15、液壓壓力表16、三位四通電磁換向閥17、雙單向節(jié)流閥18、分別固定在液壓泵源11上并按圖2相互連接，再通過液壓管路與液壓缸2相連。再連接如圖3所示的控制系統(tǒng)組件，依次連接PLC控制器19、液壓泵源11、比例放大器20、比例控制閥14、液壓缸2，通過密封底盤3上的數(shù)據(jù)線接口 10連接力傳感器5和壓力顯示/設(shè)定面板8，并通過PLC控制器19設(shè)定相關(guān)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。
[0018]工作時(shí)，按上述安裝過程放置好力傳感器5、待測(cè)樣品6和相關(guān)附件以及相關(guān)接口管路后，罩上真空罩8，開始抽真空，當(dāng)真空腔內(nèi)真空度達(dá)到規(guī)定要求后，此時(shí)設(shè)定壓力顯示/設(shè)定面板8的需要設(shè)定的力大小值，并執(zhí)行即可。
【權(quán)利要求】
1.一種持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，其特征是:包括液壓動(dòng)力單元、液壓缸、密封底盤、真空罩、力傳感器、支架、壓力顯示/設(shè)定面板、全閉環(huán)壓力控制加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和真空系統(tǒng)；液壓缸上端通過多層密封圈固定在密封底盤的中間孔內(nèi)，下端與液壓動(dòng)力單元連接；液壓缸的伸出桿與支架上活動(dòng)的部分水平接觸，并可通過該活動(dòng)部分施力于待測(cè)樣品；密封底盤上分別設(shè)置有真空抽放氣口、真空罩和與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的數(shù)據(jù)線接口，真空抽放氣口與真空系統(tǒng)連接，力傳感器分別設(shè)置在待測(cè)樣品的上、下兩端，并通過支架固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，其特征是:所述液壓動(dòng)力單元包括液壓泵源、壓力濾油器、安全溢流閥、比例控制閥、電子壓力繼電器、液壓壓力表、三位四通電磁換向閥、雙單向節(jié)流閥和液壓缸，壓力濾油器、安全溢流閥、比例控制閥、電子壓力繼電器、液壓壓力表、三位四通電磁換向閥、雙單向節(jié)流閥分別固定在液壓泵源上并依次連接，再通過液壓管路與液壓缸相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的持續(xù)穩(wěn)定的高精度真空壓力加載裝置，其特征是:所述全閉環(huán)壓力控制加載系統(tǒng)包括順序連接的PLC控制器、比例放大器、比例控制閥、液壓缸和力傳感器，力傳感器與PLC控制器連接，比例控制閥還與液壓泵源連接。
【文檔編號(hào)】G01N3-12GK204269482SQ201420655332
【發(fā)明者】張平, 楊道國, 陳顯平, 蔡苗 [申請(qǐng)人]桂林電子科技大學(xué)