輸膠喉管電氣連接可靠性測試的研究

（福建信息職業(yè)技術學院 福建 福州 350003）

熱熔膠機主要是用來熱熔膠噴膠，目前已應用于多種行業(yè)。熱熔膠首先在熔缸中加熱，并通過一定的加壓裝置送入輸膠喉管，再傳送至槍體中，最終通過電磁閥控制壓縮空氣控制施膠，因此膠的傳送路徑輸膠喉管、槍體均需要加熱，這兩個部件內部均需要加裝感溫元件和加熱元件，為便于使用，目前都使用可拔插的航空插頭作為熱熔膠機主機、輸膠喉管、槍體三者間的電氣連接元件。但是通過對多年來的設備故障統(tǒng)計發(fā)現，輸膠喉管兩端的航空插頭連接處成為最容易出現的故障之一，生產現場表現為溫度值跳動、不加熱、控溫不穩(wěn)，連鎖反應可能表現為爆管，嚴重影響生產效益。

1.輸膠喉管電氣連接可靠性測試裝置存在的問題

目前在熱熔膠噴涂設備制造領域，還沒有一種有效的檢測設備可以檢測并避免這類故障發(fā)生，設備制造廠家一般在出廠前對輸膠喉管進行一定的預加熱測試，這種方法雖然可以一定程度上減少了此類故障的發(fā)生，但對于內部虛焊或者焊接不良的問題無法完全排除，此類問題往往是經過運輸搬運、安裝挪動后故障才表現出來，造成停產?？傊?，僅使用上電預加熱進行出廠檢驗的方式存在以下幾個弊端：

（1）無法對輸膠喉管兩端的航空插頭連接處的接觸電阻進行測量，只能測出電氣回路“通”或者“不通”，而當該處處于虛焊的情況時，由于連接電阻被加入溫度傳感器的測量回路而造成溫度值跳動。

（2）無法對輸膠喉管兩端的航空插頭連接質量進行數據評估，因而無法形成可供長期使用的合格品檢驗數據標準。

（3）檢驗效率低。使用上電預加熱的方法需要將輸膠喉管逐根加熱檢驗，不僅效率低下，而且由于輸膠喉管一般功率較大，這種測試方法也將浪費較多的電能。

針對以上缺點，本文提供一種能夠快速檢測輸膠喉管電氣連接可靠性的測試裝置，并且該裝置還可以針對一定數量合格品與不合格品的測試進行數據統(tǒng)計，從而形成可供長期使用的合格品檢驗數據標準。

2.快速檢測輸膠喉管電氣連接可靠性的裝置

針對以上缺點，本文提供一種能夠快速檢測輸膠喉管電氣連接可靠性的測試裝置，并且該裝置還可以針對一定數量合格品與不合格品的測試進行數據統(tǒng)計，從而形成可供長期使用的合格品檢驗數據標準。

2.1 用戶的二次儀表對感溫元件檢測的原理框圖

圖1 用戶二次儀表對感溫元件檢測的原理框圖

如圖1所示，用戶的二次儀表對感溫元件RZ進行測量時，使用航空插頭進行連接，各種引線電阻、接觸電阻、材料電阻將必然被加入測量環(huán)節(jié)中，當接觸良好時，由于這部分值相對于RZ較小則可以忽略不計，但是當接觸不良、線路虛焊時，將導致二次儀表檢測RZ時發(fā)生溫度值跳變等情況。

2.2 測試電路原理框圖

如圖2所示，為本文所述的輸膠喉管電氣連接可靠性測試裝置的整體框圖，主要由CPU（1）、可控恒流輸出單元（2）、高精度電壓測量單元（3）、高精度電壓測量單元（4）共4個部分組成，各個部分內部均使用光電隔離元件進行信號隔離。其特征在于，控恒流輸出單元（2）、高精度電壓測量單元（3）、高精度電壓測量單元（4）分別與CPU（1）連接，CPU（1）根據用戶元件的大小控制可控恒流輸出單元（2）輸出一合適的測試恒流電流流經用戶元件和引線電阻、接觸電阻以及材料電阻，并在引線電阻、接觸電阻以及材料電阻上產生電壓降，通過精密電壓測量單元測量引線電阻、接觸電阻以及材料電阻的電壓降即可得出引線電阻、接觸電阻以及材料電阻的大小。

圖2 測試電路原理框圖

2.3 測試原理圖

本文所述裝置測試原理如圖3所示，R1/R2代表各引線電阻、接觸電阻、材料電阻的總和值，恒流源A代表圖2所述的可控恒流輸出單元（2），V1代表圖2所述的高精度電壓測量單元（3），V2代表圖2所述的高精度電壓測量單元（4），RZ為用戶元件，可為感溫器、加熱器等。

圖3 測試原理圖

CPU（1）根據用戶元件RZ大小控制可控恒流輸出單元（2）輸出一合適的測試恒流電流，輸出的恒流源以合適的電流值I流經R1/RZ/R2，并在R1/R2上產生電壓降，通過精密電壓測量單元V1/V2分別測量這兩個電壓降即可得出連接電阻R1/R2的大小。

可控恒流輸出單元（2）的具體電路如圖4所示，分成光電隔離部分、D/A部分、V/I變換部分，其中V/I變換部分同時兼具信號放大及輸出保護等。D/A部分采用D/A芯片，光電隔離部分中采用了多組光電隔離器以便隔離CPU(1)和D/A芯片間的邏輯信號，每組光電隔離器的輸入正端接一限流電阻至驅動電源+Vb(該電源與CPU供電電源一致)，光電隔離器輸入負端接CPU(1)控制引腳，光電隔離器輸出發(fā)射極接D/A部分的公共地，集電極接一上拉電阻至+Vd，同時接D/A芯片對應的邏輯控制引腳。D/A芯片的模擬量輸出端接運算放大器A1的輸入+端，A1的輸入-端與輸出端相接組成跟隨器輸出后接 R3，R3的另外一端接運放A2的輸入-端，運放A2的輸入正端接于固定的參考電源，同時運放A2的輸入負端與輸出端接一電阻R4，運放A2的輸出端接電阻R5，R5的另外一端接運放A3的輸入+端，運放A3的輸入-端接電阻R6，R6的另一端接MOS管D1的S端，MOS管D1的S端同時接電阻R7，R7的另一端接電源+V。MOS管D1的G端接運放A3的輸出端，MOS管D1的D端即為測試恒流電流的輸出端。

圖4 可控恒流輸出單元電路圖

CPU（1）根據測試需要動態(tài)通過光電隔離部分設置D/A的控制邏輯，使得D/A按要求輸出電壓值，然后通過V/I部分變換成電流輸出，該電流經過圖1所示的航空插頭的一端輸入（此時二次儀表脫離），經過各引線電阻、焊接電阻、材料電阻、接觸電阻等后至RZ，然后再至航空插頭的另外一端的各引線電阻、焊接電阻、材料電阻、接觸電阻等，然后回到公共地，此時各引線電阻、焊接電阻、材料電阻、接觸電阻等由于此恒流電流流過將產生一電壓值V，通過測量V的大小即可得知這部分電阻的影響程度。

另外，由于采集速度無需太快，高精度電壓測量單元（3）、高精度電壓測量單元（4）可使用現成成熟的24位A/D芯片實現。

3.裝置特點

本文所述的輸膠喉管電氣連接可靠性測試裝置的特點如下所述：

（1）恒流電流通過喉管航空插頭注入，通過電壓測量單元測量所注入的電流在航空頭連接處產生的壓降來計算連接電阻，有效剔除電氣接觸不良的輸膠喉管。

（2）本裝置的電壓測量單元被分別接于待測回路的兩端。

（3）本裝置主要采用CPU控制D/A變換器以便輸出可調的恒流電流值，從而可以分別適應感溫元件和加熱元件連接處的測試需要。

（4）本裝置使用多組恒流電流和多組電壓測量單元，即可單次測得多引腳航空插頭的連接電阻。

4.結束語

本文所述的新型輸膠喉管電氣連接可靠性測試裝置，可以有效測量喉管連接處的接觸電阻，避免了虛焊以及可能的不良元器件等造成的接觸不良，防止由于此原因造成的二次儀表溫度測量值跳動、控溫不穩(wěn)等，相較于當前其他測試方法，更有測試速度更快、可靠性高的特點。