压力开关低气压试验方法研究

（中国特种飞行器研究所，湖北 荆门 448035）

压力开关低气压试验方法研究

陈长辉，庞成龙，李金

（中国特种飞行器研究所，湖北 荆门 448035）

目的 提高压力开关进行低气压试验时的合格率。方法 针对系留气球上使用的压力开关的低气压试验方法进行研究，分析传统低气压试验方法的缺点，提出一种新型低气压试验方法。针对两种试验方法，开展对比试验。结果 按传统低气压试验方法进行试验时压力开关的合格率为40%，新型低气压试验方法可以将压力开关的试验合格率大幅提高。结论 新型低气压试验方法可以提高压力开关的试验合格率，新型低气压试验方法可以更客观地反映压力开关的实际工况。

系留气球；压力开关；低气压试验

压力开关用于测量气体的压差，并将压差信号转化为开关信号来控制电路的通断[1—2]。在系留气球上[3—4]，压力开关控制球上压力调节执行机构（鼓风机或排气阀）工作，以维持球体的压力在规定范围内[5—6]。

压力开关按传统试验方法进行低气压环境试验时，试验件的合格率低。通过研究发现，原因是传统低气压试验方法存在缺陷，导致试验件通过率低。

针对传统低气压试验方法的缺点，提出了一种新型低气压试验方法。通过两种试验方法的对比试验数据分析，结果表明，新型低气压试验方法可以提高压力开关的试验合格率。

1 压力开关在系留气球上的使用

在系留气球上，压力开关的低压端与外界大气相通，压力开关的高压端与球体内气体相通。压力开关通过采集球体内气体与外界大气的压差[7]来控制球上压力调节执行机构（鼓风机或排气阀）工作。如图1所示，当压力开关采集的压差大于阈值[8]时，则压力开关控制执行机构（排气阀[9]）工作。

图1 压力开关控制执行机构工作原理

2 传统低气压试验方法的缺陷

传统的压力开关低气压工作试验方法如下[10—13]：按图2所示连接设备；降低试验箱内空气压力，使之达到规定值；从0开始，逐渐增加手摇泵的输出压力，给压力开关加载压力，并用万用表检测压力开关内部电路的通断；当检测到压力开关的内部电路由断路变为通路时，停止手摇泵加压，并记录此时压力显示表上的压力值（P1）。

图2 传统压力开关低气压试验原理

传统试验方法的缺陷为：试验场所内压力开关高压腔及低压腔内气体的工作工况与球体上压力开关不一致。如图2所示，在试验场所内，压力开关高压腔及低压腔内气体的工作工况为：压力开关处于低气压试验箱内，压力开关的低压腔与试验场所的大气相通，压力开关的高压腔与手摇泵内气体相通。在球体上，压力开关的高压腔及低压腔内气体的工作工况为：压力开关处于低压大气环境中，压力开关的低压腔与低压大气相通，压力开关的高压腔与球体内气体相通。

传统试验方法的缺陷会造成压力开关的内腔受到极大的压差。在球体上，压力开关高压腔内气体与外界大气的压差为450 Pa。按传统试验方法，压力开关的高压腔内气体与试验箱内气体的压差为：

式中：PCYC为传统试验方法下高压腔内气体与试验箱内气体的压差，Pa；PSYB为手摇泵内气体的压力，Pa；PSYX为试验箱内空气压力，65.7 kPa。

3 新型低气压试验方法

新型的压力开关低气压工作试验方法如下：按图3所示连接设备；试验前，打开截止阀[14]，使手摇泵的高压腔内气体与低气压试验箱内气体相通；降低试验箱内空气压力，降压过程中，保持截止阀处于开启状态；当试验箱内空气压力降至规定值时，关闭截止阀；从0开始，逐渐增加手摇泵的输出压力，给压力开关加载压力，并用万用表检测压力开关的内部电路的通断；当检测到压力开关的内部电路由断路变为通路时，停止手摇泵加压，并记录此时数显压差计上的压力值（P1）。

图3 新型压力开关低气压试验原理

新型试验方法中通过静压盒将低气压试验箱中的低气压空气引入压力开关的低压腔，通过静压盒及开启的截止阀将低气压试验箱中的低气压空气引入手摇泵及压力开关的高压腔。

当关闭截止阀，逐渐增加手摇泵的输出压力，给压力开关加载压力时，压力开关的高压腔及低压腔内气体的工作工况与球体上压力开关的高压腔及低压腔内气体的工作工况一致，避免了传统试验方法的缺陷。

4 试验

以LF32-05型压力开关为例，按传统试验方法与新型试验方法进行对比试验。LF32-05型压力开关的外形如图4所示。

图4 LF32-05型压力开关

取10个LF32-05型压力开关按传统试验方法进行低气压工作试验。各个开关的试验前动作点值（P1C）及低气压下动作点值（P1D）数据见表 1。从表1可知，按传统试验方法，压力开关低气压下动作点值与试验前动作点值之间有较大差值。根据压力开关低气压试验的合格判据（（P1D-P1C）≤±5 Pa），压力开关的试验合格率为40%。

表1 按传统试验方法测量的试验数据

取10个LF32-05型压力开关按新型试验方法进行低气压工作试验，试验件安装如图5所示。各个开关的试验前动作点值（P1C）及低气压下动作点值（P1D）数据见表2。从表2可知，压力开关按新型试验方法，低气压下动作点值与试验前动作点值之间基本一致。根据压力开关低气压试验的合格判据，压力开关的试验合格率为90%。

图5 试验件安装

表2 按新型试验方法测量的试验数据

5 结论

文中在分析传统压力开关低气压试验方法缺陷的基础上，研究了新型压力开关低气压试验方法。通过两种试验方法的对比试验数据分析，结果表明，新型低气压试验方法可以提高压力开关的试验合格率，新型低气压试验方法可以更客观地反映压力开关的实际工况。文中给出的新型试验方法可以推广到差压传感器低气压试验[15]。

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Low Pressure Test Method of Pressure Switch

CHEN Chang-hui,PANG Cheng-long,LI Jin
(China Special Vehicle Research Institute, Jingmen 448035, China)

Objective To improve the qualified rate of pressure switch in low pressure test. Methods Low pressure test methods of pressure switches to be used to tethered balloons were researched. Defects of traditional low pressure test methods were analyzed and a new low pressure test method was proposed. Contrast test on two test methods were carried out. Results The pass rate of pressure switches was 40% when the test was carried according to the traditional method. The new low pressure test method could improve the pass rate of pressure switches significantly. Conclusion The new low pressure test method can improve the pass rate of pressure switches and reflect actual conditions of pressure switches more objectively.

tethered balloon; pressure switch; low pressure test

10.7643/ issn.1672-9242.2017.01.010

TJ86

A

1672-9242(2017)01-0038-03

2016-07-18；

2016-08-11

陈长辉（1985—），男，江西抚州人，工程师，主要研究方向为浮空飞行器压力控制技术研究。