耐久性測(cè)試臺(tái)檢測(cè)的設(shè)計(jì)

唐譚榮

(廣東光柵測(cè)量控制技術(shù)研究所，廣東韶關(guān)512026)

燃?xì)庹{(diào)壓閥主要用于城鄉(xiāng)中壓力燃?xì)膺M(jìn)戶表前壓力穩(wěn)定調(diào)節(jié)。亦可用于高層建筑附加壓力的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)，介質(zhì)為天然氣、石油液化氣等燃?xì)狻?/p>

主要技術(shù)參數(shù):

進(jìn)口壓力:P1=0.005 ～0.2 MPa;出口壓力:P2=1.0 ～3.0 kPa;額定流量:Q=6 Nm3/h(天然氣);穩(wěn)壓精度:P2≤±15‰;關(guān)閉壓力:Pb≤1.25P2;通經(jīng):DN=15。

針對(duì)上述的主要參數(shù)進(jìn)行耐久測(cè)試，而設(shè)計(jì)了一種耐久測(cè)試臺(tái)檢驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備可完成各種燃?xì)獾恼{(diào)壓閥技術(shù)參數(shù)的檢測(cè)，對(duì)不同型號(hào)調(diào)壓閥可方便靈活性設(shè)定檢測(cè)各種參數(shù)，該測(cè)試臺(tái)是一個(gè)集氣體、電子、機(jī)械檢測(cè)裝置為一體的測(cè)試臺(tái)。

1 測(cè)試臺(tái)總體設(shè)計(jì)方案

測(cè)試臺(tái)用于完成燃?xì)庹{(diào)壓閥的累計(jì)檢驗(yàn)。如圖1所示，調(diào)壓閥機(jī)械部分由下殼體、上殼體、閥口、閥桿、傳動(dòng)桿、調(diào)節(jié)母、彈簧、膜片組成。測(cè)量時(shí)，向調(diào)壓閥通氣，并測(cè)量通過(guò)調(diào)壓閥的氣流流量及調(diào)壓閥進(jìn)口高壓和出口壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)壓閥時(shí)間間隔2～3 s耐久次的檢測(cè)。為提高測(cè)試臺(tái)的自動(dòng)化程度，并使其操作簡(jiǎn)便，測(cè)試臺(tái)采用了智能化控制的電子計(jì)數(shù)器。

2 測(cè)試臺(tái)檢測(cè)氣動(dòng)系統(tǒng)

考慮到氣壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)壓縮空氣來(lái)源方便、無(wú)污染，且氣動(dòng)系統(tǒng)具有組裝方便、快速性好、安全可靠/潔凈/小型輕量化和集成化等突出特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際檢測(cè)要求和工藝流程，該調(diào)壓閥耐久性測(cè)試臺(tái)采用氣動(dòng)控制，設(shè)計(jì)出的氣動(dòng)控制系統(tǒng)原理如圖2所示。

圖1 結(jié)構(gòu)圖

圖2 耐久性測(cè)試臺(tái)控制原理圖

2.1 測(cè)試工作描述

當(dāng)氣源傳遞到節(jié)流調(diào)壓閥，打開(kāi)節(jié)流調(diào)壓閥導(dǎo)通，壓縮空氣經(jīng)過(guò)節(jié)流調(diào)壓閥1，同時(shí)把高壓壓力表3的截止閥打開(kāi)，壓力表4的截止閥關(guān)閉，測(cè)試高壓壓力表的壓力值，確定高壓壓力表值后，控制電路控制常閉單穩(wěn)電磁閥6打開(kāi)，傳遞到燃?xì)庹{(diào)壓閥7進(jìn)口壓力值，P1=0.2 MPa，氣體通過(guò)燃?xì)庹{(diào)壓閥進(jìn)行調(diào)壓后，P2=3.0 kPa，通過(guò)U型水銀柱8測(cè)試，再傳遞到常開(kāi)單穩(wěn)電磁閥9，直通針閥10。同樣，傳遞到燃?xì)庹{(diào)壓閥7進(jìn)口壓力值，P1=0.005 MPa，氣體通過(guò)燃?xì)庹{(diào)壓閥進(jìn)行調(diào)壓后，P2=1.0 kPa，通過(guò)U型水銀柱8測(cè)試，再傳遞到常開(kāi)單穩(wěn)電磁閥9，直通針閥10。通過(guò)反反復(fù)復(fù)耐久性檢測(cè)后，確定燃?xì)庹{(diào)壓閥質(zhì)量可否達(dá)到設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù)。

2.2 燃?xì)庹{(diào)壓閥檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)

燃?xì)庹{(diào)壓閥檢測(cè)，通過(guò)測(cè)量經(jīng)過(guò)調(diào)壓節(jié)流閥的流量值大小來(lái)完成。對(duì)于燃?xì)庹{(diào)壓閥的測(cè)試，在滿足一定壓力的條件下，當(dāng)通過(guò)燃?xì)庹{(diào)壓閥流量值大于規(guī)定值時(shí)，則認(rèn)為燃?xì)庹{(diào)壓閥合格，具體的檢測(cè)過(guò)程是通過(guò)燃?xì)庹{(diào)壓閥通過(guò)高壓和低壓兩個(gè)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在通過(guò)高壓時(shí)，通過(guò)常閉單穩(wěn)電磁閥及流量，測(cè)出氣流的壓力值，將測(cè)出的壓力值與技術(shù)參數(shù)的值比較，判斷其是否滿足要求，從而判斷燃?xì)庹{(diào)壓閥是否合格，工作過(guò)程如下:燃?xì)庹{(diào)壓閥測(cè)試的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)智能化電子計(jì)數(shù)器控制，使常閉單穩(wěn)電磁閥6導(dǎo)通，常開(kāi)單穩(wěn)電磁閥斷電(保持在原位)。此時(shí)整個(gè)氣路流向燃?xì)庹{(diào)壓閥的進(jìn)口壓力保持2 s內(nèi)時(shí)間進(jìn)行，U型水銀柱則測(cè)出壓力流量的壓力。實(shí)現(xiàn)了燃?xì)庹{(diào)壓閥測(cè)試環(huán)節(jié)，當(dāng)2 s時(shí)間已到，智能化電子計(jì)數(shù)器控制使常開(kāi)單穩(wěn)電磁閥9導(dǎo)通，常閉單穩(wěn)電磁閥6斷電，空氣流量壓力傳遞針閥10排放。電路中所有元器件均采用集裝式連接，所有動(dòng)作由智能化電子計(jì)數(shù)器控制常開(kāi)、常閉單穩(wěn)計(jì)數(shù)器完成。

該測(cè)試系統(tǒng)使用兩個(gè)常開(kāi)、常閉單穩(wěn)電磁閥組合，從而使該檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)化程度高，操作方便，并且在很大程度上，節(jié)省過(guò)去靠手工控制的麻煩，降低了成本，提高了測(cè)量的功效。

3 耐久性測(cè)試臺(tái)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

過(guò)去采用繼電器控制會(huì)使電路相對(duì)復(fù)雜，自動(dòng)化程度不高，且靠人工跟蹤，停電后沒(méi)有記憶功能，工作可靠性不高，所以，選用智能化電子計(jì)數(shù)器對(duì)測(cè)試臺(tái)進(jìn)行控制。

3.1 控制系統(tǒng)的硬件選型及配置

智能化電子計(jì)數(shù)器種類繁多，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不一，功率參差不齊，價(jià)格懸殊。針對(duì)這一現(xiàn)狀，智能化電子計(jì)數(shù)器的選擇應(yīng)重點(diǎn)從性價(jià)比、可控性、控制系統(tǒng)的功能要求等方面考慮。從圖2中可以看出，實(shí)行該系統(tǒng)的自動(dòng)控制。根據(jù)耐久性測(cè)試臺(tái)的功能要求，本系統(tǒng)選用信爾電子有限公司生產(chǎn)的智能化電子計(jì)數(shù)器，型號(hào)為HTJC－6EIR，該型號(hào)采用單片機(jī)微電能工作，計(jì)數(shù)值為6位數(shù)字顯示，計(jì)算范圍0～999 999，計(jì)數(shù)速度30/200 cps，輔助輸出電源;DC12 V 100 mA，可掉電累計(jì)(停電記憶)，可預(yù)置計(jì)數(shù)值設(shè)計(jì)，復(fù)位后為預(yù)置值，可按鍵復(fù)位，復(fù)位后為預(yù)置值功能?？梢詽M足耐久性測(cè)試臺(tái)的控制要求。設(shè)計(jì)時(shí)，將系統(tǒng)中的啟動(dòng)、復(fù)位按鈕，測(cè)量中次數(shù)的預(yù)置后遞減。兩個(gè)常閉、常開(kāi)單穩(wěn)電磁閥導(dǎo)通和斷電的輸出，接點(diǎn)信號(hào)接入智能化電子計(jì)數(shù)器輸入端。用于發(fā)送控制指令及檢測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，就各電磁閥及指示燈接入到智能化電子計(jì)數(shù)器的輸入端，用于控制系統(tǒng)的動(dòng)作及指示系統(tǒng)的狀態(tài)。智能化電子計(jì)數(shù)器控制系統(tǒng)原理圖如圖3所示。

圖3 耐久性測(cè)試臺(tái)智能化電子計(jì)數(shù)器控制原理圖

3.2 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)中，燃?xì)庹{(diào)壓閥測(cè)試過(guò)程由智能化電子計(jì)數(shù)器控制自動(dòng)完成。操作人員按下啟動(dòng)按鈕前，預(yù)設(shè)置計(jì)數(shù)參數(shù)和遞減參數(shù)，完成一次間隔時(shí)間2 s或3 s。次數(shù)為10 000次反復(fù)測(cè)試，啟動(dòng)按鈕后，遞減計(jì)數(shù)器就減少一次。累積次數(shù)就減少一個(gè)數(shù)，直到顯示次數(shù)參數(shù)為零。當(dāng)?shù)綦姾?，智能化電子?jì)數(shù)器有停電記憶功能。工作起來(lái)，十分方便，無(wú)需工作人員在現(xiàn)場(chǎng)跟蹤。

4 結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)使用一套氣動(dòng)系統(tǒng)完成了燃?xì)庹{(diào)壓閥的測(cè)試，具有結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)化程度高、操作方便、可靠性高、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。測(cè)試所要求的燃?xì)庹{(diào)壓閥的壓力上下限值可方便地通過(guò)壓力表看出。一定程度上滿足了不同型號(hào)燃?xì)庹{(diào)壓閥或減壓閥對(duì)系統(tǒng)通用性的要求。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)部門使用后，該耐久性測(cè)試臺(tái)控制系統(tǒng)，運(yùn)行平穩(wěn)，減輕了工作強(qiáng)度，提高了工作效率，降低了成本且安全可靠，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

［1］徐春忠，吳軍成.PLC在制造業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)方面的運(yùn)用［J］.制造業(yè)自動(dòng)化，2007(10):72－75.