土壓傳感器校準裝置的氣源壓力控制系統及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種土壓傳感器校準裝置的氣源系統，尤其涉及一種土壓傳感器校準裝置的氣源壓力控制系統及控制方法。
【背景技術】
[0002]土壓傳感器是在土工離心機試驗中用來測量土壤壓力的特殊傳感器，其外形結構是扁圓柱體，對其的校準方法不同于標準接口為M20_X 1.5_壓力傳感器的校準方式。
[0003]傳統的壓力傳感器校準裝置的氣源壓力調壓裝置主要有全自動壓力校驗儀和手動氣壓栗這兩種，其中，全自動壓力校驗儀內置電動栗，充電電池為其供電，智能控制，快速準確輸出設定壓力，可實現自動校準、自動進行數據分析、自動存儲，可以做到無紙化校準；手動式氣壓栗其工作方式是通過壓桿產生壓力，通過調壓閥門對壓力進行調整和控制，壓力栗的結構簡單，無需外接220VAC交流電源，便于維護。
[0004]上述兩種傳統氣源壓力調壓裝置各自具有優勢，且均可用于野外現場傳感器的校準工作，但都只適合接口為標準的M20mmX 1.5_接口的壓力變送器、壓力開關、壓力傳感器的校準，而土壓傳感器的結構特殊，需要裝入壓力罐內進行校準，容器體積較大，上述兩種傳統氣源壓力調壓裝置均無法為壓力罐進行大容量的充、放氣工作;而且，在土壓傳感器的校準過程中，壓力校準至少要有5個測試點，在進程和回程中，到達測試點的時間要盡量短，而且穩壓時間也要短，這樣才能提高傳感器批量校準的工作效率，上述兩種傳統氣源壓力調壓裝置更不能實現這種功能，所以不適合用于土壓傳感器的校準。目前在公開文獻和實際應用中還沒有特別適合土壓傳感器校準的氣源壓力調壓裝置。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種專用于土壓傳感器校準裝置的氣源壓力控制系統及控制方法。
[0006]本發明通過以下技術方案來實現上述目的:
[0007]—種土壓傳感器校準裝置的氣源壓力控制系統，包括用于與氣源連接的進氣管、用于與壓力罐連接的出氣管和用于排出所述壓力罐內氣體的排氣管，所述進氣管與所述出氣管之間通過連接氣管相通連接，所述氣源壓力控制系統還包括進氣關斷閥、減壓調壓閥、進氣計量針閥、進氣旁通閥、壓力表、排氣關斷閥、背壓調壓閥、排氣計量針閥和排氣旁通閥，所述進氣關斷閥、所述減壓調壓閥、所述進氣計量針閥和所述壓力表依次串聯安裝于所述連接氣管上且所述進氣關斷閥靠近所述進氣管，所述連接氣管上位于所述進氣關斷閥外側的位置和位于所述進氣計量針閥外側的位置分別與所述進氣旁通閥的兩端相通連接，所述連接氣管上位于所述進氣計量針閥外側的位置與所述排氣管的第一端連接，所述排氣關斷閥、所述背壓調壓閥和所述排氣計量針閥依次串聯安裝于所述排氣管上且所述排氣關斷閥靠近所述排氣管的第一端，所述排氣管上位于所述排氣關斷閥外側的位置和位于所述排氣計量針閥外側的位置分別與所述排氣旁通閥的兩端相通連接。
[0008]上述結構中，進氣關斷閥、減壓調壓閥、進氣計量針閥和進氣旁通閥共同組成進程升壓控制裝置，排氣關斷閥、背壓調壓閥、排氣計量針閥和排氣旁通閥共同組成回程降壓控制裝置，進程升壓和回程降壓兩個過程均可實現對土壓傳感器校準裝置的氣源壓力進行精密控制的效果，而且前者具有快速升壓到一定壓力的功能，后者具有從一定壓力快速泄壓至常壓的功能，大大提升了氣源控制速度和效率。
[0009]為了提高安全性，所述氣源壓力控制系統還包括釋壓閥，所述釋壓閥安裝于所述排氣管上。
[0010]進一步，所述進氣關斷閥、所述減壓調壓閥、所述進氣計量針閥、所述進氣旁通閥、所述壓力表、所述排氣關斷閥、所述背壓調壓閥、所述排氣計量針閥、所述排氣旁通閥、所述釋壓閥和所述連接氣管均安裝于壓力控制箱。這樣使本系統便捷易帶，無源使用，適合野外現場作業。
[0011]—種土壓傳感器校準裝置的氣源壓力控制系統采用的控制方法，包括以下步驟:
[0012](I)進程升壓控制，包括以下步驟:
[0013](1.1)關閉進氣關斷閥、排氣關斷閥和排氣旁通閥，開啟進氣旁通閥，快速進氣直到壓力接近土壓傳感器的最低壓力測試點所需壓力；
[0014](1.2)關閉進氣旁通閥，開啟進氣關斷閥和減壓調壓閥，通過減壓調壓閥粗調壓力使其升壓至更加接近土壓傳感器的最低壓力測試點所需壓力；
[00?5] (1.3)停止調節減壓調壓閥，開啟進氣計量針閥，通過進氣計量針閥微調壓力使其升壓到最低壓力測試點所需壓力；
[0016](1.4)完成土壓傳感器在最低壓力測試點的校準之后，繼續調節減壓調壓閥和進氣計量針閥，將進氣壓力由小到大依次調節到其它多個壓力測試點所需壓力，完成土壓傳感器在多個壓力測試點的校準；
[0017](2)回程降壓控制，包括以下步驟:
[0018](2.1)關閉進氣關斷閥、進氣旁通閥和排氣旁通閥，開啟排氣關斷閥、背壓調壓閥和排氣計量針閥，通過背壓調壓閥粗調壓力使其降壓至更加接近土壓傳感器的最高壓力測試點所需壓力；
[0019](2.2)停止調節背壓調壓閥，通過排氣計量針閥微調壓力使其降壓到最高壓力測試點所需壓力；
[0020](2.3)完成土壓傳感器在最高壓力測試點的校準之后，繼續調節背壓調壓閥和排氣計量針閥，將排氣壓力由小到大依次調節到其它多個壓力測試點所需壓力，完成土壓傳感器在多個壓力測試點的校準；
[0021](2.4)校準結束后，關閉排氣關斷閥，開啟排氣旁通閥，快速排氣泄壓至常壓或預設壓力。
[0022]本發明的有益效果在于:
[0023]本發明通過設置由進氣關斷閥、減壓調壓閥、進氣計量針閥和進氣旁通閥共同組成進程升壓控制裝置，以及由排氣關斷閥、背壓調壓閥、排氣計量針閥和排氣旁通閥共同組成回程降壓控制裝置，并采用本發明所述控制方法進行壓力控制，既能使裝有土壓傳感器的壓力罐內的壓力快速接近測試點壓力，又能實現多個測試點壓力的高精度調節和快速轉換，縮短了校準過程中每個測試點的穩定時間，提高了校準的工作效率，同時又保證了校準系統準確度等級的要求，控制系統的壓力控制波度小于0.005 % F.S。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明所述土壓傳感器校準裝置的氣源壓力控制系統應用時的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0026]如圖1所示，本發明所述土壓傳感器校準裝置的氣源壓力控制系統包括用于與氣源連接的進氣管4、用于與壓力罐連接的出氣管13、用于排出所述壓力罐內氣體的排氣管21、進氣關斷閥5、減壓調壓閥8、進氣計量針閥9、進氣旁通閥7、壓力表11、釋壓閥12、排氣關斷閥16、背壓調壓閥18、排氣計量針閥20和排氣旁通閥17，進氣管4與出氣管13之間通過連接氣管10相通連接，進氣關斷閥5、減壓調壓閥8、進氣計量針閥9、壓力表11、釋壓閥12依次串聯安裝于連接氣管10上且進氣關斷閥5靠近進氣管4，連接氣管10上位于進氣關斷閥5外側的位置和位于進氣計量針閥9外側的位置分別通過進氣旁通管6與進氣旁通閥7的兩端相通連接，連接氣管10上位于進氣計量針閥9外側的位置與排氣管21的第一端連接，排氣關斷閥16、背壓調壓閥18和排氣計量針閥20依次串聯安裝于排氣管21上且排氣關斷閥16靠近排氣管21的第一端，排氣管21上位于排氣關斷閥16外側的位置和位于排氣計量針閥20側的位置分別通過排氣旁通管19與排氣旁通閥17的兩端相通連接;進氣關斷閥5、減壓調壓閥8、進氣計量針閥9、進氣旁通閥7、壓力表11、釋壓閥12、排氣關斷閥16、背壓調壓閥18、排氣計量針閥20和排氣旁通閥17和連接氣管10均安裝于壓力控制箱3的箱內或箱壁。本例中，進氣管
4、出氣管13和連接氣管10為一體成型的一根氣管，實際應用中，也用多段氣管通過接頭連接而成。
[0027]使用時，將進氣管4與作為氣源的氮氣罐I的高壓出氣管連接，氮氣罐I的出氣管上安裝有前置壓力表2，將出氣管13與壓力罐14的壓力進氣管連接，壓力罐14上安裝有插座1