一种半自动碳罐控制阀流量测试装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种半自动碳罐控制阀流量测试装置，包括流量测试调节机构和流量测试机构，流量测试调节机构包括用于调节碳罐控制阀流量的螺丝刀、用于驱动螺丝刀快速步进的第一升降气缸、用于驱动螺丝刀调节碳罐控制阀流量步进的调节气缸、用于驱动螺丝刀脱离碳罐控制阀的复位助力气缸和驱动螺丝刀旋转的驱动电机，在测试台的上方设有碳罐控制阀测试架，碳罐控制阀测试架的下方设有待测碳罐控制阀，碳罐控制阀测试架的上方设有第二升降气缸，流量测试机构设置在第二升降气缸与待测碳罐控制阀之间。该装置具有结构简单、操作方便、检测效率高、检测效果好、使用安全可靠等特点。
【专利说明】
一种半自动碳罐控制阀流量测试装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及流体的压力、流量测量技术领域，具体涉及一种半自动碳罐控制阀流量测试装置。
【背景技术】
[0002]半自动碳罐控制阀终检测试台是一种自动化程度较高的阀体流量、泄露检测台。该检测台目前主要针对碳罐控制阀这一类型产品设计。经过适当的升级后，可以适应其它阀体的测试。
[0003]目前国内阀体流量测试设备，多采用手动方式测试。操作工需要自己判断传统仪器流量计显示的数据对产品做出判断。采用这种生产方式效率低，有误操作的风险。本领域技术人员有必要针对现有的仪表结合产品对应的特性，设计出合理的流量测试算法，用于实现快速稳定地对碳罐控制阀进行测试。
[0004]由于气体流量测量过程中，受到的干扰因素较多。不同时刻的大气压力、环境温度、管路形状都会影响到测试结果。针对这些问题，有必要对于现有的检测台进行模拟和实际测试，并选择稳定性高的计量仪表，流量监测算法，以保证测试结果的准确性。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种结构相对简单、操作方便、检测效率高、检测效果好、使用安全可靠的半自动碳罐控制阀流量测试装置。
[0006]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0007]—种半自动碳罐控制阀流量测试装置，所述装置包括流量测试调节机构和流量测试机构，所述流量测试调节机构包括用于调节碳罐控制阀流量的螺丝刀、用于驱动螺丝刀快速步进的第一升降气缸、用于驱动螺丝刀调节碳罐控制阀流量步进的调节气缸、用于驱动螺丝刀脱离碳罐控制阀的复位助力气缸和驱动螺丝刀旋转的驱动电机，所述第一升降气缸、调节气缸、复位助力气缸和驱动电机分别与升降架连接，升降架上设有测试台，与第一升降气缸配合的活塞杆的一端与基座固定连接，与调节气缸及复位助力气缸配合的活塞杆的一端分别与螺丝刀的刀柄端连接，驱动电机的输出轴通过皮带传动机构与螺丝刀的到柄连接，在测试台的上方设有碳罐控制阀测试架，碳罐控制阀测试架的下方设有待测碳罐控制阀，碳罐控制阀测试架的上方设有第二升降气缸，与第二升降气缸配合的活塞杆的一端固定在机架上，所述流量测试机构设置在第二升降气缸与待测碳罐控制阀之间。
[0008]其中优选的技术方案是，所述流量测试机构包括自下至上通过管路连接的碳罐控制阀接头、压力表、流量测试阀、压力维持阀、过滤器、流量计、真空调节阀和真空栗接口，其中压力表并联在碳罐控制阀接头的一侧，流量测试阀与压力维持阀并联连接并通过三通接件与管路连接。
[0009]进一步优选的技术方案是，所述过滤器包括有金属粉尘过滤器和空气粉尘过滤器。
[0010]进一步优选的技术方案还有，所述碳罐控制阀接头、压力表、流量测试阀、压力维持阀、过滤器、流量计、真空调节阀和真空栗接口分别通过管接件与管路连接。
[0011]进一步优选的技术方案还有，所述流量测试阀、压力维持阀及真空调节阀均为电磁阀，所述压力表为压电式压力测量表，所述流量计为电测量式的流量计。
[0012]优选的技术方案还有，所述驱动电机为伺服电机。
[0013]优选的技术方案还有，所述皮带传动机构为同步带传动机构。
[0014]优选的技术方案还有，在所述测试台上设有液压缓冲器。
[0015]进一步优选的技术方案还有，所述流量测试调节机构和流量测试机构驱动部件或压力表、流量计、流量测试阀、压力维持阀及真空调节阀分别与PLC控制器连接。
[0016]本实用新型的优点和有益效果在于:所述半自动碳罐控制阀流量测试装置具有结构相对简单、操作方便、检测效率高、检测效果好、使用安全可靠。该装置是一种更加智能的流量测试仪器仪表，可将先进的仪表结合碳罐控制阀对应的特性，设计出流量的测试算法，可以实现快速稳定的对对碳罐控制阀进行测试。
[0017]由于在对气体流量测量过程中，受到的干扰因素较多。不同时刻的大气压力、环境温度、管路形状都会影响到测试结果。针对这些问题，该检测装置经过模拟和实际测试，选择了稳定性高的计量仪表，流量监测算法，以保证测试结果的准确性，流量测试GRR〈10%。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型半自动碳罐控制阀流量测试装置中流量测试调节机构的结构示意图；
[0019]图2是本实用新型半自动碳罐控制阀流量测试装置中流量测试机构的结构示意图；
[0020]图3是本实用新型半自动碳罐控制阀流量测试装置的测试工作流程图。
[0021 ]图1中:1、螺丝刀;2、第一升降气缸;3、调节气缸;4、复位助力气缸;5、驱动电机;6、升降架;7、测试台；8、皮带传动机构;9、碳罐控制阀测试架；10、碳罐控制阀；11、第二升降气缸;12、液压缓冲器；
[0022]图2中:21、碳罐控制阀接头;22、压力表;23、流量测试阀；24、压力维持阀；25、金属粉尘过滤器;26、空气粉尘过滤器;27、流量计;28、真空调节阀；29、真空栗接口。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0024]如附图1所示:本实用新型是一种半自动碳罐控制阀流量测试装置，所述装置包括流量测试调节机构和流量测试机构，所述流量测试调节机构包括用于调节碳罐控制阀流量的螺丝刀1、用于驱动螺丝刀快速步进的第一升降气缸2、用于驱动螺丝刀调节碳罐控制阀流量步进的调节气缸3、用于驱动螺丝刀脱离碳罐控制阀的复位助力气缸4和驱动螺丝刀旋转的驱动电机5，所述第一升降气缸2、调节气缸3、复位助力气缸4和驱动电机5分别与升降架6连接，升降架6上设有测试台7，与第一升降气缸2配合的活塞杆的一端与基座(图中未示)固定连接，与调节气缸3及复位助力气缸4配合的活塞杆的一端分别与螺丝刀I的刀柄端连接，驱动电机5的输出轴通过皮带传动机构8与螺丝刀I的到柄连接，在测试台7的上方设有碳罐控制阀测试架9，碳罐控制阀测试架9的下方设有待测的碳罐控制阀10，碳罐控制阀测试架9的上方设有第二升降气缸11，与第二升降气缸11配合的活塞杆的一端固定在机架(图中未示)上，所述流量测试机构设置在第二升降气缸11与待测的碳罐控制阀10之间。
[0025]如图2所示，本实用新型优选的实施方案是，所述流量测试机构包括自下至上通过管路连接的碳罐控制阀接头21、压力表22、流量测试阀23、压力维持阀24、过滤器、流量计27、真空调节阀28和真空栗接口 29，其中压力表22并联在碳罐控制阀接头21的一侧，流量测试阀23与压力维持阀24并联连接并通过三通接件与管路连接。
[0026]本实用新型进一步优选的实施方案是，所述过滤器包括有金属粉尘过滤器25和空气粉尘过滤器26。
[0027]本实用新型进一步优选的实施方案还有，所述碳罐控制阀接头21、压力表22、流量测试阀23、压力维持阀24、过滤器、流量计27、真空调节阀28和真空栗接口 29分别通过管接件与管路连接。
[0028]本实用新型进一步优选的实施方案还有，所述流量测试阀23、压力维持阀24及真空调节阀28均为电磁阀，所述压力表22为压电式压力测量表，所述流量计27为电测量式的流量计。
[0029]本实用新型优选的实施方案还有，所述驱动电机5为伺服电机。
[0030]本实用新型优选的实施方案还有，所述皮带传动机构8为同步带传动机构。
[0031]本实用新型优选的技术方案还有，在所述测试台7上设有液压缓冲器12。
[0032]本实用新型进一步优选的实施方案还有，所述流量测试调节机构和流量测试机构驱动部件或压力表22、流量计27、流量测试阀23、压力维持阀24及真空调节阀28分别与PLC控制器连接。
[0033]本实用新型半自动碳罐控制阀流量测试装置的工作原理是:
[0034]碳罐控制阀测试分为两个步骤。第一个步骤通过流量测试调节机构进行流量调节，第二个步骤通过流量测试机构进行流量测试。
[0035]流量调节步骤细分为两个重要的环节，流量测试调节机构和流量控制的方法。流量测试调节机构通过使用第一升降气缸2、调节气缸3和复位助力气缸4完成调节螺丝刀I的升降控制。驱动电机5实现对碳罐控制阀流量的精确调节。第一升降气缸2负责升降架6升降。调节气缸3负责调节螺丝刀I的调节升降。复位助力气缸4负责将螺丝刀I脱离待测碳罐控制阀。驱动电机5通过皮带传动机构8负责对碳罐控制阀进行调节。
[0036]由于第一升降气缸2面积大，因此推力可以将整个流量测试调节机构向上推至较接近碳罐控制阀的高度。然后设计使用了推力较小的调节气缸3将调节螺丝刀I推入待测碳罐控制阀中。这可以实现，大行程的运动，但是接触待测碳罐控制阀的时候使用较小的力，以防止撞伤产品。在机构最终接触到待测碳罐控制阀的位置时增加液压缓冲器12。采用这种方法可以进一步减小对待测碳罐控制阀的冲击。
[0037]驱动电机5使用伺服电机进行精确位置控制。根据当前实时流量值，计算出旋转角度。完成调节。调节过程中，使用皮带传动机构8将驱动电机5旋转的动力传送到螺丝刀I的刀头上。
[0038]通过PLC控制器定时采集当前大气压和环境温度，采集的周期为2个小时一次。经过公式换算，将流量计测量的数据换算为标准的工况的流量。调节螺丝刀I调节待测的碳罐控制阀10的时候，根据碳罐控制阀10工作时的状况给出脉冲信号，并进行调节。本实施例是针对的一款产品是在调节时，给出1Hz脉冲信号，占空比为70 %。其控制方式如图3所示。
[0039]压力和流量会随着设备给出的脉冲信号会产生周期性的抖动。为了消除这种抖动。设计使用滤波器进行平滑滤波。在控制程序中采集连续的100个点的数据，做平滑滤波。这可以得到相对稳定的数据。判断压力和流量稳定的方法，使用了两个重要的范围:
[°04°]当前数据(压力或者流量)是否在合理的范围；
[0041]过往的两个数据计算斜率，斜率是否小于设定值；
[0042]第一个数据，保证当前的压力或者流量处在正确的数据范围内。第二个参数保证压力和流量，已经没有上升或者下降的。数据已经稳定。
[0043]第二个步骤是对调节螺丝刀I调节结果的验证。待测碳罐控制阀经过调节后，在工作条件下可能满足需求。但是为了防止工作环境变化后，产品性能不稳定。需要对产品进行再次验证。验证的方法是在不同的占空比脉冲信号、相同的压力下，流量是否变为依然处于对应的合理范围内。当出现一次不在合理范围内的流量数据后，PLC控制系统会再次重新测试，重复进行三次。如果三次测试都失败，则判定工件存在质量问题。
[0044]本实用新型半自动碳罐控制阀流量测试装置中的流量测试机构用于测试阀体的流动方向为，从下向上，从左到右的方向。
[0045]在最下方为连接待测的碳罐控制阀接头21。上方有一个压力仪表22，用于检测待测的碳罐控制阀10是否处于稳定的压力状态。
[0046]流量测试阀23:当需要进行测试碳罐控制阀10时，此真空阀会打开。气体将会从碳罐控制阀1方向流入。
[0047]当没有待测碳罐控制阀10时，流量测试阀23关闭。压力维持阀24打开。这时可以保证管路中邮稳定的压力。当需要进行测试的时候，压力维持阀24关闭。这样可以减少压力损失。快速从待机模式转换为测试模式。
[0048]中间部分为两个粉尘过滤器。左侧为金属粉尘过滤器25，该粉尘过滤器中包含磁铁。磁铁用于吸附产品中的金属粉尘。右侧为空气粉尘过滤器26用于过滤产品组装过程中遗留的塑料或者其他粉尘。
[0049]流量计27用于测试碳罐控制阀10的实际气体流量。
[0050]真空调节阀28与压力仪22表构成了一个PID控制回路。PLC负责实现PID控制。保证在连接产品的接头处，压力实时处于一个确定的-7 OOmbar ± 20的负压测试条件。
[0051]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种半自动碳罐控制阀流量测试装置，其特征在于，所述装置包括流量测试调节机构和流量测试机构，所述流量测试调节机构包括用于调节碳罐控制阀流量的螺丝刀、用于驱动螺丝刀快速步进的第一升降气缸、用于驱动螺丝刀调节碳罐控制阀流量步进的调节气缸、用于驱动螺丝刀脱离碳罐控制阀的复位助力气缸和驱动螺丝刀旋转的驱动电机，所述第一升降气缸、调节气缸、复位助力气缸和驱动电机分别与升降架连接，升降架上设有测试台，与第一升降气缸配合的活塞杆的一端与基座固定连接，与调节气缸及复位助力气缸配合的活塞杆的一端分别与螺丝刀的刀柄端连接，驱动电机的输出轴通过皮带传动机构与螺丝刀的到柄连接，在测试台的上方设有碳罐控制阀测试架，碳罐控制阀测试架的下方设有待测碳罐控制阀，碳罐控制阀测试架的上方设有第二升降气缸，与第二升降气缸配合的活塞杆的一端固定在机架上，所述流量测试机构设置在第二升降气缸与待测碳罐控制阀之间。2.如权利要求1所述的半自动碳罐控制阀流量测试装置，其特征在于，所述流量测试机构包括自下至上通过管路连接的碳罐控制阀接头、压力表、流量测试阀、压力维持阀、过滤器、流量计、真空调节阀和真空栗接口，其中压力表并联在碳罐控制阀接头的一侧，流量测试阀与压力维持阀并联连接并通过三通接件与管路连接。3.如权利要求2所述的半自动碳罐控制阀流量测试装置，其特征在于，所述过滤器包括有金属粉尘过滤器和空气粉尘过滤器。4.如权利要求2所述的半自动碳罐控制阀流量测试装置，其特征在于，所述碳罐控制阀接头、压力表、流量测试阀、压力维持阀、过滤器、流量计、真空调节阀和真空栗接口分别通过管接件与管路连接。5.如权利要求2所述的半自动碳罐控制阀流量测试装置，其特征在于，所述流量测试阀、压力维持阀及真空调节阀均为电磁阀，所述压力表为压电式压力测量表，所述流量计为电测量式的流量计。6.如权利要求1所述的半自动碳罐控制阀流量测试装置，其特征在于，所述驱动电机为伺服电机。7.如权利要求1所述的半自动碳罐控制阀流量测试装置，其特征在于，所述皮带传动机构为同步带传动机构。8.如权利要求1所述的半自动碳罐控制阀流量测试装置，其特征在于，在所述测试台上设有液压缓冲器。9.如权利要求1或5所述的半自动碳罐控制阀流量测试装置，其特征在于，所述流量测试调节机构和流量测试机构驱动部件或压力表、流量计、流量测试阀、压力维持阀及真空调节阀分别与PLC控制器连接。
【文档编号】G01F15/12GK205562162SQ201620396372
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】付杰, 桑生柱
【申请人】苏州奥科姆自动化科技有限公司