圧力センサーは最も一般的なセンサーの 1 つで、主に液体と気体の圧力を測定するために使用されます。 -爆発監視や油圧システムなどの特定の用途-では、圧力センサーが中圧の変化に迅速に応答することが重要です。圧力センサーの応答周波数 (つまり、帯域幅) が不十分な場合、完全な圧力変動プロセスを正確に捉えることができず、測定精度や科学的研究が損なわれる可能性があります。
技術と実験条件の制限のため、科学者やエンジニアは通常、使用前に圧力センサーの静的校正のみを実行します。ただし、現実のアプリケーションでは、多くの場合、静的なパフォーマンスよりも動的なパフォーマンスの方がはるかに重要です。-したがって、より正確なテスト結果を得るには、圧力センサーの動的テストと校正が不可欠です。
動圧校正装置の中でも、ショックチューブが現在最良と考えられています。歴史的に、衝撃波管は主に圧力センサーの固有振動数の測定に使用されてきました。動圧センサーの校正とテストにおけるその他の多くの実際的な応用は、あまり知られていませんでした。この記事では、衝撃波管の原理と校正方法について詳しく説明し、科学者や技術者が基本的な概念と実践的なテクニックを理解するのに役立ちます。
ショックチューブは、圧力センサーの重要な動的特性をテストするための効果的な手段です。ダイアフラムの破壊によりステップショック信号を生成し、センサーの測定を可能にします。究極の応答速度そして共振周波数。これら 2 つのパラメータは、センサーの基本的な動的性能を決定するために重要です。
衝撃波管の機械的構造は、次の 2 つの主要なセクションで構成されます。高圧区間そして低気圧セグメント-。これらは、焼きなましたアルミニウムまたは特殊な紙で作られたダイヤフラムによって分離されています（異なる破裂圧力に応じて異なる材料と厚さが使用されます）。校正用の高圧ガス源は通常、エアコンプレッサーまたは高圧ガス シリンダーから供給されます。-
このインターフェースには、関連パラメータのモニタリング、対応する時間と共振周波数について取得したデータの自動分析、および結果の提供が含まれます。データは、さらなる分析のために効果的に処理することもできます。典型的な衝撃波管の物理図を以下に示します。
校正済み衝撃波管の標準構成は、高圧セクションが 2 m、低圧セクションが 4 m です。-ダイヤフラムは、これら 2 つのセグメント間の接合部に取り付けられます。高圧セクションと低圧セクションは複数のセクション構造で構成されており、長さを調整して圧力プロファイルを変更し、衝撃圧力プラットフォームの持続時間を延長できます。-絶対圧測定の場合、低圧セクションを適切な真空レベルまで排気することができ、中圧-および小型-範囲の絶対圧センサーの動的特性校正が可能になります。
簡単に言えば、衝撃波管を使用した動的応答測定プロセスは次のように説明できます。衝撃波管には、アルミニウムのダイヤフラムで分離された真空チャンバーと圧力チャンバーが含まれています。ダイヤフラムの厚さはセンサーの圧力範囲と相関します-高音域では、より厚いダイアフラムが必要になります。センサーはショックチューブの端面に取り付けられています。圧力室はダイヤフラムが破裂するまで徐々に加圧されます。アルミニウム膜の破壊により、圧力室の圧力がパイプ全体に急速に衝撃波を形成します。衝撃波は衝撃波管内で振動と減衰を繰り返します。このプロセスでは、圧力センサーの出力状態を観察し、アルゴリズムを通じて圧力センサーの周波数応答を取得できます。
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