一种无线压力数据采集仪校准装置及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种仪器校准装置及其方法，尤其涉及一种无线压力数据采集仪校准 装置及其方法。
【背景技术】
[0002] 随着无线传感技术的发展，无线压力数据采集仪广泛应用于测量密闭容器内压 力。请参阅图1，其是现有无线压力数据采集仪10的结构示意图。无线压力数据采集仪10 包括压力传感器11、信号调理单元12、AD采样单元13、微处理器14、RF模块15和存储器 16。所述压力传感器11输出电信号经信号调理单元12放大，由AD转换电路13转换为数 字信号送入微处理器14进行数据处理，通过RF模块15发射给接收终端或者将数据存入存 储器16。无线压力数据采集仪通常先设置工作模式、采集间隔、启停条件，然后置入压力密 闭容器，设备加压，实时读取无线压力数据采集仪示值和采集时间。为了保证和提高无线压 力数据采集仪的测试精度和稳定性，必须对无线压力数据采集仪进行定期计量校准。而无 线压力数据采集仪不同于常规压力测量仪器，其不具备压力接头，测量时无需连接接头；并 且无线压力数据采集仪使用的最高温度通常都超过了 l〇〇°C，其内的传感器和测量电路均 具有一定温度系数的。基于无线压力数据采集仪的特殊性，目前市场上尚未有对无线数据 采集仪进行校准的装置。
【发明内容】
[0003] 本发明在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种对无线压力数据采集仪进行校 准的、可调压、可调温校准装置及其方法。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种无线压力数据采集仪校准装置，包括压 力罐、压力罐盖和调压单元；所述压力罐盖设置在压力罐上，所述调压单元通过导管与所述 压力罐相通并调节压力罐内的压力。
[0005] 本发明将待测无线压力数据采集仪设置密封的压力罐内，通过调压单元调整压力 罐内的压力，对无线压力数据采集仪在各个压力点进行校准，并获得采集仪在各个校准点 的示值误差和回程误差，解决了无线压力数据采集仪量值溯源问题。
[0006] 进一步地，还包括控制器、恒温器和温度传感器；所述压力罐设置在所述恒温器 内，所述温度传感器设置在所述压力罐内，所述温度传感器和恒温器分别与所述控制器连 接，所述控制器与所述调压单元连接。
[0007] 进一步地，所述调压单元包括：数字压力计标准器、进气管、排气管、进气阀和排气 阀；所述数字压力计标准器与压力罐盖上的压力接头连接并测量压力罐内的压力，所述进 气管和排气管穿过压力罐盖与所述压力罐相通，所述进气阀设置在进气管内，所述排气阀 设置在排气管内。
[0008] 进一步地，所述调压单元包括压力缓冲罐、导气管、进气阀、气泵、出气阀、压力传 感器和压力变送器；所述压力缓冲罐一端通过导气管和进气阀与所述气泵连接，另一端通 过导气管和出气阀与所述压力罐连接；所述压力传感器设置在所述出气阀和所述压力罐之 间且与所述压力罐相通，并与所述控制器连接；所述进气阀和出气阀与所述控制器连接，所 述压力变送器与所述压力缓冲罐相通并测量压力缓冲罐内的压力大小；所述压力变送器与 所述控制器连接。
[0009] 进一步地，所述压力罐为耐高压、耐高温且热传导性能好的密闭罐体。
[0010] 进一步地，所述压力罐盖为耐高压、耐高温、热传导性能好且密封性良好的盖体。
[0011] 进一步地，所述压力罐盖与所述压力罐密封连接。
[0012] 本发明还提供了一种无线压力数据采集仪校准方法，包括如下步骤：
[0013] 步骤1 :进行压力示值校准；将待测无线压力数据采集仪放置于压力罐内，将压力 罐盖拧紧使压力罐密封；通过控制器设定恒温器的温度，使压力罐内的温度保持在一定值 上；向压力罐通气加压，并逐点提高压力罐内压力的大小，获取数字压力计标准器或压力传 感器在各压力点的示值，获取采集仪在各压力点的正、反行程示值，并计算采集仪的示值误 差和回程误差；
[0014] 步骤2 :进行温度特性校准；保持压力罐内压力在一定值上，通过控制器调节恒温 器的温度，改变压力罐内的温度，获取在不同温度下采集仪的正、反行程示值，并计算示值 误差和回程误差。
[0015] 为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
【附图说明】
[0016] 图1是现有无线压力数据采集仪10的结构示意图；
[0017] 图2是本发明实施例1无线压力数据采集仪校准装置20的结构示意图；
[0018] 图3是本发明实施例2无线压力数据采集仪校准装置30的结构示意图；
[0019] 图4是本发明实施例2无线压力数据采集仪校准装置30的系统工作原理图；
[0020] 图5是图3所示恒温器32的结构示意图；
[0021] 图6是实施例2无线压力数据采集仪校准使用方法的流程图；
[0022] 图7是本发明实施例3无线压力数据采集仪校准装置40的结构示意图；
[0023] 图8是本发明实施例3无线压力数据采集仪校准装置40的系统工作原理图；
[0024] 图9是图7所示调压单元43的结构示意图；
[0025] 图10是本发明实施例4无线压力数据采集仪校准装置50的结构示意图；
[0026] 图11是本发明实施例4无线压力数据采集仪校准装置50的系统工作原理图。
【具体实施方式】 [0027] 实施例1
[0028] 请参阅图2,其是本发明实施例1无线压力数据采集仪校准装置20的结构示意图。 该无线压力数据采集仪校准装置20包括：压力罐21、压力罐盖22和调压单元23 ;所述压力 罐盖22设置在压力罐21上，所述调压单元23通过导管与所述压力罐21相通并调节压力 罐21内的压力。
[0029] 所述调压单元23包括数字压力计标准器231、进气管232、排气管233、进气阀234 和排气阀235。所述压力罐盖22设置在压力罐21上，所述数字压力计标准器231与压力罐 盖22上的压力接头（图中未示）连接并测量压力罐内的压力。所述进气管232和排气管 233穿过压力罐盖22与所述压力罐21相通，所述进气阀234设置在进气管232内，所述进 气管232与氮气瓶或者手动加压泵相连接，并通过进气阀234控制进气的大小；所述排气阀 235设置在排气管233内。通过手动调节所述排气阀235与进气阀234控制压力罐21内压 力的大小。
[0030] 具体的，所述压力罐21为耐高压、耐高温且热传导性能好的密闭罐体。相匹配地， 所述压力罐盖22为耐高压、耐高温且热传导性能好且密封性良好的盖体。为确保采集仪测 试压力罐21内压力的准确性，所述压力罐盖22与所述压力罐21密封连接。
[0031] 在常温下，对无线压力数据采集仪24进行压力示值校准时，将待测无线压力数据 仪24放置于压力罐21内，将压力罐盖22拧紧使压力罐21密封。打开进气阀234,将外部 气源通过进气管232向压力罐21通气加压，并逐点提高压力罐21内的压力；记录数字压力 计标准器231在各压力点的示值；获取无线压力数据采集仪24在各压力点的正、反行程示 值；并计算无线压力数据采集仪24示值误差和回程误差，实现对无线压力数据采集仪24压 力测量范围内各点的校准。
[0032] 具体的，对某个压力校准点的测量，先打开进气阀234,将外部气源通过进气管 232向压力罐21通气加压，加压过程中可观测数字压力计标准器231的示值进行调整。观 测数字压力计231在该压力校准点附近时，关闭进气阀232,待压力稳定后记录数字压力计 标准器231的示值，并获取记录该示值的时刻值。本发明中，数字压力计标准器231作为标 准器指示压力罐21的压力实际值。无线压力数据采集仪24实时记录压力罐21内的压力示 值，测量完成后，读取与记录数字压力计标准器231时刻相对应的无线压力数据采集仪234 的示值。为保证数据的可靠性，对每个校准压力校准点，需获取采集仪正、反行程的示值，并 计算该点的示值误差和回程误差。
[0033] 示值误差的计算公式如下：
[0034] Δ p = pE-ps
[0035] 式中，Δp为采集仪示值误差，其单位为kPa或MPa ;ρκ为采集仪各校准点正、反行 程示值，其单位为kPa或MPa ;ps为数字压力计标准器在各校准点的示值，其单位为kPa或 MPa0
[0036] 回程误差可利用示值误差的数据进行计算，取同一校准点的正、反行程示值之差 的绝对值作为无线压力数据采集仪的回程误差。
[0037] 本发明将待测无线压力数据采集仪设置在密封的压力罐内，通过进气阀和排气阀 调节压力罐内的压力，通过数字压力计标准器测量压力罐内的实际压力，对无线压力数据 采集仪在各个压力点进行校准，并获得采集仪在各个校准点的示值误差和回程误差，解决 了无线压力数据采集仪量值溯源问题。
[0038] 实施例2
[0039] 请同时参阅图3和图4,图3是本发明实施例2的无线压力数据采集仪校准装置 30的结构示意图。图4是本发明实施例2的无线压力数据采集仪校准装置30的系统工作 原理图。该无线压力数据采集仪校准装置30包括：包括压力罐31、恒温器32、压力罐盖33、 温度传感器34、控制器（图中未示）和调压单元35。所述压力罐31设置在所述恒温器32 内，所述压力罐盖33设置在压力罐31上，所述温度传感器34设置在所述压力罐31内，所 述温度传感器34和恒温器32分别与所述控制器连接；所述调压单元33通过导管与所述压 力罐31相通并测量和调节压力罐31内的压力，且将测量的压力罐31内的压力信号传送到 控制器内。
[0040] 请参阅图5,其是图3所示恒温器32的结构示意图。所述恒温器32包括恒温器本 体和控温传感器321，所述恒温器本体具有一用于放置压力罐31的空腔322,所述控温传感 器321设置在该空腔322内并与所述控制器连接。所述恒温器本体的内壳323至外壳324 之间分别设置有刚玉管325、镍铬加热丝326和氧化铝保温棉327。