CN101846536B - 电子膨胀阀流量测试设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子膨胀阀流量测试设备和方法。包括立式测试台、横竖管通用测试工装、电子膨胀阀一体化夹具、基于工业控制计算机的自控单元，以及精确测试电子膨胀阀流量的测试方法。横竖管通用测试工装通过设置垂直接口和水平接口，能满足直管式和弯管式电子膨胀阀测试，底部软管可以克服安装偏差。一体化夹具由气路独立、结构上一体的进气单元和锁定单元组成，实现对电子膨胀阀装夹进气和测试进气的不同压力控制。精确测试电子膨胀阀流量的方法在电子膨胀阀前后都设置压力传感器，利用自动调压阀锁定电子膨胀阀前后的测试压差，电子膨胀阀出口端设置有三个不同量程的流量传感器，实现宽范围、高精度的流量测试，并利用查表法进行修正。

Description

电子膨胀阀流量测试设备和方法

技术领域

本发明涉及流量测试设备，尤其是涉及一种电子膨胀阀流量测试设备和方法。

背景技术

在制冷系统中节流机构与压缩机、冷凝器、蒸发器并称为制冷系统的“四大件”，是制冷系统中必不可少的元件之一，起着节流降压的作用，直接控制着蒸发器制冷剂的流量和蒸发器出口的过热度。电子膨胀阀作为一种节流机构，随着变频空调的日益流行，应用越来越广泛，与传统的毛细管、节流短管以及热力膨胀阀相比，电子膨胀阀具有调节精度高、调节范围大等优点。电子膨胀阀在不同开度条件下的流量是其重要特性，直接关系着制冷系统的质量，因此流量是电子膨胀阀合格与否的一个关键测试指标。而目前电子膨胀阀流量测试设备的技术水平比较低下，具有设备自动化程度低、测试方法不合理、测试件安装困难、替换工装夹具费时等缺点，导致测试结果不准确、一致性差，准确的流量测试成为了电子膨胀阀生产企业的技术瓶颈。因此设计开发测试结果准确、操作快捷的电子膨胀阀流量测试设备和工艺、方法，满足电子膨胀阀生产企业的需求，是提高电子膨胀阀产品质量的有效途径。

发明内容

为了上述克服背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电子膨胀阀流量测试设备和方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一、一种电子膨胀阀流量测试设备：

在立式操作台顶部设有左排气扇和右排气扇，背面设置后门；前端是工装台面，工装台面上装有电子膨胀阀测试工装；工装台面上部面板安装测试气减压阀、夹具气减压阀、合格指示灯、不合格指示灯，有液晶显示器，进气压力表和照明日光灯；工装台面下部面板是操作键区，安装启动按键、复位按键、前门；立式操作台侧面装有夹具气入口和测试气入口；立式操作台柜体上部设有电磁阀和气路管件，下部设有工业控制计算机，工业控制计算机通过串口和电子膨胀阀驱动器连接，底部是电气接线板和缓冲罐。

所述的电子膨胀阀测试工装：包括进气弯管夹具、出管夹具和进气直管夹具；进气弯管夹具和出管夹具分别固定于操作台面上，出管夹具底部连接软管，出管夹具右侧的操作台面上固定有立式支架，立式支架上部固定进气直管夹具。

所述的进气弯管夹具、出管夹具和进气直管夹具结构相同，均包括夹具壳体和测试气壳体，夹具壳体内部顶面设有上堵头，上堵头与同心夹瓣相配，上堵头下端面与同心夹瓣间设置弹簧，同心夹瓣底部设置环形活塞，夹具壳体侧面有工装气进口，底部和测试气壳体连接，测试气壳体内部装有尼龙材质的密封体，测试气壳体底部是测试气进出口和测试气进出管连接。

所述的夹具气减压阀的一端接夹具进气，另一端经夹具进气电磁阀和夹具排气电磁阀后分为三路，分别连接进气弯管夹具工装气进口、出管夹具工装气进口和进气直管夹具工装气进口；所述的测试气减压阀其一端接测试进气，另一端经进气压力表、缓冲罐、测试进气电磁阀、测试排气电磁阀和进气自动调压阀后分为两路，一路经弯管进气手动截止阀、弯管进气压力传感器和进气弯管夹具连接，另一路经直管进气手动截止阀、直管进气压力传感器和进气直管夹具连接；被测试电子膨胀阀的出口管经出管夹具和出口压力传感器接口后并行分为四路，分别接第一排气电磁阀、第二排气电磁阀和小量程流量计、第三排气电磁阀和中量程流量计、第四排气电磁阀和大量程流量计；电磁阀和流量传感器经电线和电气接线板连接，电气接线板通过电缆和工业控制计算机内工控板卡连接，被测试电子膨胀阀的线圈和电子膨胀阀驱动器连接。

二、一种电子膨胀阀流量测试方法：

利用进气自动调压阀调节被测试电子膨胀阀进口压力，锁定电子膨胀阀前后压差实现流量测试：操作前根据被测试电子膨胀阀进气管的类型选择弯管进气手动截止阀或者直管进气手动截止阀，操作时在工业控制计算机的控制下，先开启夹具进气电磁阀固定被测试电子膨胀阀，延时开启测试进气电磁阀和第一排气电磁阀，并由电子膨胀阀驱动器发送脉冲开启被测试电子膨胀阀到指定位置，工业控制计算机检测弯管、直管进气压力传感器和出口压力传感器，计算压差，调进气自动调压阀，使得进出气压差在指定范围内，选择合适量程的测试管路后，开停相应电磁阀，再次通过进气自动调压阀进行压差细调，得到流量值，测试结束后关闭测试进气电磁阀，开启测试排气电磁阀，延时关闭夹具进气电磁阀，开启夹具排气电磁阀。

所述选择合适量程的测试管路，测试时需要读取流量计数值，工业控制计算机先开启第四排气电磁阀，然后将进气自动调压阀细调进出气压差到指定范围，读取大量程流量计示数，如果数值大于中量程流量计的量程，则大量程流量计示数就是输出，否则关闭第四排气电磁阀，开第三排气电磁阀，细调进气自动调压阀使进出气压差到指定范围，读取中量程流量计示数，如果数值大于小量程流量计的量程，则中量程流量计示数就是输出，否则关第三排气电磁阀，开第二排气电磁阀，细调进气自动调压阀使进出气压差到指定范围，读取小量程流量计示数作为测试结果。工业控制计算机读取流量计测试结果后，利用内部的测试流量和标准流量对照表，以当前测试流量为输入值，通过查表法得到流量校准值。

本发明与背景技术相比具有的有益效果：

1.本发明采用立式操作台结构，操作、维护和改进容易，采用工控机实现测试过程的全自动控制、实现压差锁定，并内置查表算法实现数值校准。

2、电子膨胀阀测试工装可以满足弯管式电子膨胀阀和直管式电子膨胀阀的测试要求，具有电子膨胀阀安装方便、工装替换快捷的特点。采用的一体化夹具将进气和夹紧功能集成于一体，体积小、安全可靠，并对测试气和工装夹紧气采用完全独立的两个通道，保证高压下测试流量时电子膨胀阀无损坏，低压下测试流量时能密闭。

3、电子膨胀阀前后布置有压力传感器，采用压差反馈控制算法，进气自动调压阀进行一次粗调，多次细调实现电子膨胀阀前后压差恒定，减少大流量情况下管道阻力对系统的影响。多个不同量程的流量计并联布置，根据流量大小选择最合适的流量计，以保证精度，并进一步采用查表法修正测试精度。

总之本发明具有安装使用方便、测试精度高等优点，能较好解决电子膨胀阀流量难以测准的技术难题。

附图说明

图1是本发明电子膨胀阀流量测试设备中立式测试台的侧面示意图。

图2是本发明电子膨胀阀流量测试设备中立式测试台的正面示意图。

图3是本发明电子膨胀阀测试工装的结构示意图。

图4是本发明电子膨胀阀一体化夹具的结构示意图。

图5是本发明电子膨胀阀流量测试工艺流程图。

图6是本发明电子膨胀阀流量测试过程框图。

图7是本发明电子膨胀阀流量测试过程中流量校正框图。

图中：1.立式操作台，2.后门，3.左排气扇，4.右排气扇，5.照明日光灯，6.液晶显示器，7.进气压力表，8.夹具气减压阀，9.测试气减压阀，10.合格指示灯，11.不合格指示灯，12.工装台面，13.电子膨胀阀测试工装，14.启动按键，15.复位按键，16.工业控制计算机，17.电子膨胀阀驱动器，18.缓冲罐，19.电气接线板，20.前门，21.夹具气入口，22.测试气入口，23.进气弯管夹具，24.出管夹具，25.进气直管夹具，26.立式支架，27.第一固定螺栓，28.第二固定螺栓，29.操作键区，30.夹具进气电磁阀，31.夹具排气电磁阀，32.测试进气电磁阀，33.测试排气电磁阀，34.进气自动调压阀，35.弯管进气手动截止阀，36.直管进气手动截止阀，37.弯管进气压力传感器，38.直管进气压力传感器，39.被测试电子膨胀阀，40.出口压力传感器，41.第一排气电磁阀，42.第二排气电磁阀，43.小量程流量计，44.第三排气电磁阀，45.中量程流量计，46.第四排气电磁阀，47.大量程流量计，48.软管，50.第三夹紧螺母，51.第四夹紧螺母，52.第一夹紧螺母，53.第二夹紧螺母，54.第五夹紧螺母，55.第六夹紧螺母，56.安装槽，57.弹簧，58.同心夹瓣，59.第三O型圈，60.第四O型圈，61.第一O型圈，62.第二O型圈，63.工装气进口，65.测试气壳体，66.密封体，67.第五O型圈，68.第六O型圈，69.第七O型圈，70.环形活塞，71.夹具壳体，72.上堵头，73.测试气进出口，74.外螺纹。

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1、图2所示，本发明在立式操作台1顶部设有左排气扇3和右排气扇4，背面设置后门2；前端是工装台面12，工装台面12上装有电子膨胀阀测试工装13；工装台面12上部面板安装测试气减压阀9、夹具气减压阀8、合格指示灯10、不合格指示灯11，有液晶显示器6，进气压力表7和照明日光灯5；工装台面12下部面板是操作键区29，安装启动按键14、复位按键15、前门20；立式操作台1侧面装有夹具气入口21和测试气入口22；立式操作台1柜体上部设有电磁阀和气路管件，下部设有工业控制计算机16，工业控制计算机16通过串口和电子膨胀阀驱动器17连接，底部是电气接线板19和缓冲罐18。

如图3所示，所述的电子膨胀阀测试工装13包括进气弯管夹具23、出管夹具24和进气直管夹具25。进气弯管夹具23通过第一夹紧螺母52、第二夹紧螺母53和操作台面12固定，其左边布置有出管夹具24，通过第三夹紧螺母50、第四夹紧螺母51和操作台面12固定，出管夹具底部是软管48，操作台面12右侧通过第一固定螺栓27和第二固定螺栓28固定有立式支架26，立式支架26上部挖有长形的安装槽56，安装槽56上装有第五夹紧螺母54、第六夹紧螺母55固定进气直管夹具25。

如图4所示，所述的进气弯管夹具23、出管夹具24和进气直管夹具25结构相同，均包括夹具壳体71和测试气壳体65，夹具壳体71内部顶面设有上堵头72，上堵头72与同心夹瓣58相配，上堵头72下端面与同心夹瓣58间设置弹簧57，同心夹瓣58底部设置环形活塞70，环形活塞70内部装有第一O型圈61和第二O型圈62，外部装有第三O型圈59和第四O型圈60，夹具壳体71侧面有工装气进口63，底部和测试气壳体65螺纹连接，测试气壳体65内部装有尼龙材质的密封体66，密封体66内部装有第五O型圈67和第六O型圈68，底部是第七O型圈69，测试气壳体65底部内部有测试气进出口73，依靠内螺纹和测试气进出管连接，外部有外螺纹74和夹紧螺母连接。同心夹瓣58由三片独立夹瓣组成。上堵头72内是锥形通孔，顶部是安装孔，外部是固定螺纹，下方则是弹簧槽。测试气壳体65底部是测试气进出口73和测试气进出管连接。

如图5所示，所述的夹具气减压阀8的一端接夹具进气，另一端经夹具进气电磁阀30和夹具排气电磁阀31后分为三路，分别连接进气弯管夹具23工装气进口、出管夹具24工装气进口和进气直管夹具25工装气进口；所述的测试气减压阀9其一端接测试进气，另一端经进气压力表7、缓冲罐18、测试进气电磁阀32、测试排气电磁阀33和进气自动调压阀34后分为两路，一路经弯管进气手动截止阀35、弯管进气压力传感器37和进气弯管夹具23连接，另一路经直管进气手动截止阀36、直管进气压力传感器38和进气直管夹具25连接；被测试电子膨胀阀39的出口管经出管夹具24和出口压力传感器40接口后并行分为四路，分别接第一排气电磁阀41、第二排气电磁阀42和小量程流量计43、第三排气电磁阀44和中量程流量计45、第四排气电磁阀46和大量程流量计47；电磁阀和流量传感器经电线和电气接线板19连接，电气接线板19通过电缆和工业控制计算机16内工控板卡连接，被测试电子膨胀阀39的线圈和电子膨胀阀驱动器17连接。

自动调压阀调节进口压力，锁定电子膨胀阀前后压差条件下实现流量测试方法：操作前根据被测试电子膨胀阀39进气类型开关弯管进气手动截止阀35、直管进气手动截止阀36，操作时在工业控制计算机16的控制下，先开启夹具进气电磁阀30固定被测试电子膨胀阀39，延时开启测试进气电磁阀32和第一排气电磁阀41，并由电子膨胀阀驱动器17发送脉冲开启被测试电子膨胀阀39到指定位置，检测进气压力传感器37，38和出口压力传感器40，计算压差，粗调进气自动调压阀34，使得进出气压差在指定范围内，选择合适量程的测试管路，开停相应电磁阀，再次通过进气自动调压阀34进行压差细调，得到流量值，测试结束后关闭测试进气电磁阀32，开启测试排气电磁阀33，延时关闭夹具进气电磁阀30，开启夹具排气电磁阀31。

多级流量计并行布置，逐级开启，数据软件查表校正：测试中，在读取流量计数值时，先开启第四排气电磁阀46，然后进气自动调压阀34细调进出气压差到指定范围，读取大量程流量计47示数，如果数值大于中量程流量计45的量程，则大量程流量计47示数就是输出，否则关闭第四排气电磁阀46，开第三排气电磁阀44，细调进气自动调压阀34使进出气压差到指定范围，读取中量程流量计45示数，如果数值大于小量程流量计43的量程，则中量程流量计45示数就是输出，否则关第三排气电磁阀44，开第二排气电磁阀42，细调进气自动调压阀34使进出气压差到指定范围，读取小量程流量计43示数作为测试结果。工业控制计算机16读取流量计测试结果后，利用内部的测试流量和标准流量对照表，以当前测试流量为输入值，通过查表法得到流量校准值。

标准流量值-实测流量值修正表利用事先知道开阀脉冲和标准流量关系的标准阀进行确定，将标准阀安装在本测试台上作为测试件，然后在工业控制计算机16控制下，由电子膨胀阀驱动器17逐个增加标准阀的开阀脉冲，进气自动调压阀34锁定阀前后压力差后，得当前实测流量值，并且由工业控制计算机16建立指定压差下的标准流量值-实测流量值修正表。在以后对产品的测试中，由自动调压阀34锁定阀前后压力差到相同值，读取流量计得到当前流量值，然后调用标准流量值-实测流量值修正表进行插值计算，得到修正后流量值。

图5是本发明电子膨胀阀流量测试工艺流程图。图6是本发明电子膨胀阀流量测试过程框图。

Claims (3)

1.一种电子膨胀阀流量测试设备，其特征在于：在立式操作台(1)顶部设有左排气扇(3)和右排气扇(4)，背面设置后门(2)；前端是工装台面(12)，工装台面(12)上装有电子膨胀阀测试工装(13)；工装台面(12)上部面板安装测试气减压阀(9)、夹具气减压阀(8)、合格指示灯(10)、不合格指示灯(11)，有液晶显示器(6)，进气压力表(7)和照明日光灯(5)；工装台面(12)下部面板是操作键区(29)，安装启动按键(14)、复位按键(15)、前门(20)；立式操作台(1)侧面装有夹具气入口(21)和测试气入口(22)；立式操作台(1)柜体上部设有电磁阀和气路管件，下部设有工业控制计算机(16)，工业控制计算机(16)通过串口和电子膨胀阀驱动器(17)连接，底部是电气接线板(19)和缓冲罐(18)；

所述的电子膨胀阀测试工装(13)包括进气弯管夹具(23)、出管夹具(24)和进气直管夹具(25)；进气弯管夹具(23)和出管夹具(24)分别固定于工装台面(12)上，出管夹具(24)底部连接软管(48)，出管夹具(24)右侧的工装台面(12)上固定有立式支架(26)，立式支架(26)上部固定进气直管夹具(25)；

所述的进气弯管夹具(23)、出管夹具(24)和进气直管夹具(25)结构相同，均包括夹具壳体(71)和测试气壳体(65)，夹具壳体(71)内部顶面设有上堵头(72)，上堵头(72)与同心夹瓣(58)相配，上堵头(72)下端面与同心夹瓣(58)间设置弹簧(57)，同心夹瓣(58)底部设置环形活塞(70)，夹具壳体(71)侧面有工装气进口(63)，底部和测试气壳体(65)连接，测试气壳体(65)内部装有尼龙材质的密封体(66)，测试气壳体(65)底部是测试气进出口(73)和测试气进出管连接；

所述的夹具气减压阀(8)的一端接夹具进气，另一端经夹具进气电磁阀(30)和夹具排气电磁阀(31)后分为三路，分别连接进气弯管夹具(23)工装气进口、出管夹具(24)工装气进口和进气直管夹具(25)工装气进口；所述的测试气减压阀(9)其一端接测试进气，另一端经进气压力表(7)、缓冲罐(18)、测试进气电磁阀(32)、测试排气电磁阀(33)和进气自动调压阀(34)后分为两路，一路经弯管进气手动截止阀(35)、弯管进气压力传感器(37)和进气弯管夹具(23)连接，另一路经直管进气手动截止阀(36)、直管进气压力传感器(38)和进气直管夹具(25)连接；被测试电子膨胀阀(39)的出口管经出管夹具(24)和出口压力传感器(40)接口后并行分为四路，分别接第一排气电磁阀(41)、第二排气电磁阀(42)和小量程流量计(43)、第三排气电磁阀(44)和中量程流量计(45)、第四排气电磁阀(46)和大量程流量计(47)；电磁阀和三个流量计经电线和电气接线板(19)连接，电气接线板(19)通过电缆和工业控制计算机(16)内工控板卡连接，被测试电子膨胀阀(39)的线圈和电子膨胀阀驱动器(17)连接。

2.按权利要求1所述测试设备的一种电子膨胀阀流量测试方法，其特征在于：利用进气自动调压阀(34)调节被测试电子膨胀阀(39)进口压力，锁定电子膨胀阀前后压差实现流量测试：操作前根据被测试电子膨胀阀(39)进气管的类型选择弯管进气手动截止阀(35)或者直管进气手动截止阀(36)，操作时在工业控制计算机(16)的控制下，先开启夹具进气电磁阀(30)固定被测试电子膨胀阀(39)，延时开启测试进气电磁阀(32)和第一排气电磁阀(41)，并由电子膨胀阀驱动器(17)发送脉冲开启被测试电子膨胀阀(39)到指定位置，工业控制计算机(16)检测弯管、直管进气压力传感器(37，38)和出口压力传感器(40)，计算压差，调进气自动调压阀(34)，使得进出气压差在指定范围内，选择合适量程的测试管路后，开停相应电磁阀，再次通过进气自动调压阀(34)进行压差细调，得到流量值，测试结束后关闭测试进气电磁阀(32)，开启测试排气电磁阀(33)，延时关闭夹具进气电磁阀(30)，开启夹具排气电磁阀(31)。

3.根据权利要求2所述一种电子膨胀阀流量测试设备的测试方法，其特征在于：所述选择合适量程的测试管路，测试时需要读取流量计数值，工业控制计算机(16)先开启第四排气电磁阀(46)，然后将进气自动调压阀(34)细调进出气压差到指定范围，读取大量程流量计(47)示数，如果数值大于中量程流量计(45)的量程，则大量程流量计(47)示数就是输出，否则关闭第四排气电磁阀(46)，开第三排气电磁阀(44)，细调进气自动调压阀(34)使进出气压差到指定范围，读取中量程流量计(45)示数，如果数值大于小量程流量计(43)的量程，则中量程流量计(45)示数就是输出，否则关第三排气电磁阀(44)，开第二排气电磁阀(42)，细调进气自动调压阀(34)使进出气压差到指定范围，读取小量程流量计(43)示数作为测试结果，工业控制计算机(16)读取流量计测试结果后，利用内部的测试流量和标准流量对照表，以当前测试流量为输入值，通过查表法得到流量校准值。

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