CN101881704B - 一种用于真空阀的质量检测平台 - Google Patents

一种用于真空阀的质量检测平台 Download PDF

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Abstract

本发明属于质量检测技术领域。其技术方案是：真空阀5的三个端口分别与相应的第一流量传感器4的进气口、第二流量传感器6的出气口、脉冲电源2的开关控制信号输出端连接，真空筒1的三个口分别与相应的第一流量传感器4的出气口、压力传感器9的进气口、真空泵控制单元10的抽气口连接，数据采集单元7的三个信号输入端分别与相应的第一流量传感器4、第二流量传感器6、压力传感器9的信号输出端连接，PC机3通过串口与脉冲电源2、第一单片机8通信，第一单片机8的P0、P1口分别与相应的数据采集单元7的信号输出端、真空泵控制单元10的信号输入端连接。本发明具有良好的分时控制功能和实时自动检测性能，人机界面友好，操作方便。

Description

一种用于真空阀的质量检测平台
技术领域
本发明属于质量检测技术领域。具体涉及一种用于真空阀的质量检测平台。
背景技术
随着自动控制技术的发展，真空阀的应用越来越广泛。例如，在冶金、机械、石油化工、电力等工业生产以及汽车行业中，都可以用真空阀来调节气体的各种状态。在这些领域中，真空阀与生产安全、生产效率、产品质量、能源节约等重大技术经济指标紧密相连，对真空阀的稳定性、可靠性等性能要求也越来越高。因此，作为真空阀生产厂家，有必要对生产出来的真空阀的性能进行测试，综合判断真空阀质量是否合格。
目前，国内使用的真空阀检测系统是手动检测平台，这种手动检测平台操作复杂且效率低下，对操作人员要求较高，需要检测人员时刻紧盯检测仪表并对检测仪表的变化作出相应的手动操作，难以进行实时自动检测，因此容易产生较大的误差，导致检测精度不理想。此外，操作人员的劳动强度非常大，检测效率低。
发明内容
本发明旨在克服上述技术缺陷，目的是提供一种具有良好的分时控制功能、实时自动检测性能、人机界面友好和操作方便的用于真空阀的质量检测平台。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该平台包括真空筒、脉冲电源、PC机、第一流量传感器、真空阀、第二流量传感器、数据采集单元、第一单片机、压力传感器和真空泵控制单元。
真空筒的进气口通过管路与第一流量传感器的出气口相通，真空筒的出气口通过管路与压力传感器的进气口相通，真空筒的抽气口通过管路与真空泵控制单元的抽气口相通。
第一流量传感器的进气口通过管路与真空阀的出气口相通，第一流量传感器的信号输出端与数据采集单元的信号输入端7a连接。
压力传感器的信号输出端与数据采集单元的信号输入端7c连接。
真空泵控制单元的信号输入端与第一单片机的P1口连接。
真空阀的进气口通过管路与第二流量传感器的出气口相通，真空阀的开关控制信号输入端与脉冲电源的开关控制信号输出端连接。
第二流量传感器的进气口与大气相通；第二流量传感器的信号输出端与数据采集单元的信号输入端7b连接。
脉冲电源的串口RXD、TXD通过RS232总线与PC机的串口COM1连接。
第一单片机的P0口与数据采集单元的信号输出端连接，第一单片机的串口RXD、TXD通过RS232总线与PC机的串口COM2连接。
所述的脉冲电源由AT24Cxx芯片、3*3矩阵键盘、LCD、第二单片机、端口扩展芯片、第一D/A转换模块、驱动电路模块、第二D/A转换模块、高速比较电路模块和AD9834芯片组成。其中：
AT24Cxx芯片的引脚SCL、引脚SDA分别与相应的第二单片机的引脚P16和引脚P17连接；3*3矩阵键盘的三条行线和三条列线分别与相应的第二单片机的P10-P15口连接；LCD的读信号引脚/RD和写信号引脚/WR分别与相应的第二单片机的读信号引脚/RD和写信号引脚/WR连接，LCD的引脚/CE、引脚C/D分别与相应的第二单片机的引脚P23、引脚P24连接，LCD的DB0-DB7口分别与相应的第二单片机的P00-P07口连接。
第二单片机的引脚P25、P26、P27分别与相应的端口扩展芯片的引脚A1、A2、/CS连接，第二单片机的P00-P07口与相应的端口扩展芯片的PA0-PA7口连接；第二单片机的引脚P20、P21、P22分别与相应的AD9834芯片的引脚FSYNC、SCLK、SDATA连接。
端口扩展芯片的D0-D11口分别与相应的第一D/A转换模块的D0-D11口连接，端口扩展芯片的D12-D23口分别与相应的第二D/A转换模块的D0-D11口连接。
AD9834芯片的信号输出端IOUTB与高速比较电路的三角波信号输入端连接。
第一D/A转换模块的信号输出端与驱动电路模块的幅值控制信号输入端连接，第二D/A转换模块的信号输出端与高速比较电路模块的参考电压信号输入端连接。
高速比较电路的PWM信号输出端与驱动电路的PWM信号输入端连接。
脉冲电源的第二单片机的引脚RXD、引脚TXD通过RS232总线与PC机的串口COM1连接，脉冲电源的驱动电路模块的开关控制信号输出端与真空阀的开关控制信号输入端连接。
所述的数据采集单元包括第一有源滤波电路、第二有源滤波电路、第三有源滤波电路、模拟多路开关和A/D转换模块。其中：
第一有源滤波电路、第二有源滤波电路和第三有源滤波电路的信号输出端分别与相应的模拟多路开关的第一路信号输入端、第二路信号输入端和第三路信号输入端连接；模拟多路开关的信号输出端与A/D转换模块的信号输入端连接。
第一有源滤波电路的信号输入端与第一流量传感器的信号输出端连接，第二有源滤波电路的信号输入端与第二流量传感器的信号输出端连接，第三有源滤波电路的信号输入端与压力传感器的信号输出端连接；数据采集单元的A/D转换模块的信号输出端D0-D7分别与相应的第一单片机的P0.0-P0.7口连接。
所述的真空泵控制单元包括真空泵、变频器和第三D/A转换模块。其中：
真空泵的信号输入端与变频器的信号输出端连接，变频器的控制信号输入端与第三D/A转换模块的控制信号输出端连接。
真空泵的抽气口与真空筒的抽气口连接，第三D/A转换模块的信号输入端D0-D7与相应的第一单片机的P1.0-P1.7口连接。
由于采用上述技术方案，本发明的PC机通过串口与脉冲电源以及第一单片机进行通信，能实时监控脉冲电源的各项数据，并能够生成在各种工作状态下的真空阀进气口、出气口流量和真空筒的压力之间的关系曲线。
本发明用于检测气源压力为负压的各类型真空阀，检测平台的气源进出接口具有通用性、互换性。本检测平台可对真空阀规定的参数作快速测定，具有良好的分时控制功能和实时自动检测性能；具备实时完成对真空阀规定的参数的采集、分析处理、判别、不合格品的报警提示及数据存储、查询、图表生成和文件打印等功能；系统人机界面友好，操作简单、方便。
附图表说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是图1中脉冲电源2的结构示意图；
图3是图1中数据采集单元7的结构示意图；
图4是图1中真空泵控制单元10的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制：
一种用于真空阀的质量检测平台：该平台如图1所示，包括真空筒1、脉冲电源2、PC机3、第一流量传感器4、真空阀5、第二流量传感器6、数据采集单元7、第一单片机8、压力传感器9和真空泵控制单元10。
真空筒1的进气口1a通过管路与第一流量传感器4的出气口4a相通，真空筒1的出气口1b通过管路与压力传感器9的进气口9a相通，真空筒1的抽气口1c通过管路与真空泵控制单元10的抽气口相通。
第一流量传感器4的进气口4c通过管路与真空阀5的出气口5a相通，第一流量传感器4的信号输出端4b与数据采集单元7的信号输入端7a连接。
压力传感器9的信号输出端9b与数据采集单元7的信号输入端7c连接。
真空泵控制单元10的信号输入端与第一单片机8的P1口连接。
真空阀5的进气口5c通过管路与第二流量传感器6的出气口6a相通，真空阀5的开关控制信号输入端5b与脉冲电源2的开关控制信号输出端2a连接。
第二流量传感器6的进气口6c与大气相通；第二流量传感器6的信号输出端6b与数据采集单元7的信号输入端7b连接。
脉冲电源2的串口RXD、TXD通过RS232总线与PC机3的串口COM1连接。
第一单片机8的P0口与数据采集单元7的信号输出端连接，第一单片机8的串口RXD、TXD通过RS232总线与PC机3的串口COM2连接。
本具体实施方式所述的脉冲电源2如图2所示，其由AT24Cxx芯片20、3*3矩阵键盘21、LCD22、第二单片机23、端口扩展芯片24、第一D/A转换模块25、驱动电路模块26、第二D/A转换模块27、高速比较电路模块28和AD9834芯片29组成。其中：
AT24Cxx芯片20的引脚SCL、引脚SDA分别与相应的第二单片机23的引脚P16和引脚P17连接；3*3矩阵键盘21的三条行线和三条列线分别与相应的第二单片机23的P10-P15口连接；LCD22的读信号引脚/RD和写信号引脚/WR分别与相应的第二单片机23的读信号引脚/RD和写信号引脚/WR连接，LCD22的引脚/CE、引脚C/D分别与相应的第二单片机23的引脚P23、引脚P24连接，LCD22的DB0-DB7口分别与相应的第二单片机23的P00-P07口连接。
第二单片机23的引脚P25、P26、P27分别与相应的端口扩展芯片24的引脚A1、A2、/CS连接，第二单片机23的P00-P07口与相应的端口扩展芯片24的PA0-PA7口连接；第二单片机23的引脚P20、P21、P22分别与相应的AD9834芯片29的引脚FSYNC、SCLK、SDATA连接。
端口扩展芯片24的D0-D11口分别与相应的第一D/A转换模块25的D0-D11口连接，端口扩展芯片24的D12-D23口分别与相应的第二D/A转换模块27的D0-D11口连接。
AD9834芯片29的信号输出端IOUTB与高速比较电路28的三角波信号输入端28b连接。
第一D/A转换模块25的信号输出端与驱动电路模块26的幅值控制信号输入端26a连接，第二D/A转换模块27的信号输出端与高速比较电路模块28的参考电压信号输入端28a连接。
高速比较电路28的PWM信号输出端28c与驱动电路26的PWM信号输入端26b连接。
脉冲电源2的第二单片机23的引脚RXD、引脚TXD通过RS232总线与PC机3的串口COM1连接；脉冲电源2的驱动电路模块26的开关控制信号输出端2a与真空阀5的开关控制信号输入端5b连接。
本具体实施方式所述的数据采集单元7如图3所示，包括第一有源滤波电路70、第二有源滤波电路71、第三有源滤波电路72、模拟多路开关73和A/D转换模块74。其中：
第一有源滤波电路70、第二有源滤波电路71和第三有源滤波电路72的信号输出端分别与相应的模拟多路开关73的第一路信号输入端、第二路信号输入端和第三路信号输入端连接；模拟多路开关73的信号输出端与A/D转换模块74的信号输入端连接。
第一有源滤波电路70的信号输入端与第一流量传感器4的信号输出端4b连接，第二有源滤波电路71的信号输入端与第二流量传感器6的信号输出端6b连接，第三有源滤波电路72的信号输入端与压力传感器9的信号输出端9b连接；数据采集单元7的A/D转换模块74的信号输出端D0-D7分别与相应的第一单片机8的P0.0-P0.7口连接。
本具体实施方式所述的真空泵控制单元10如图4所示，包括真空泵100、变频器101和第三D/A转换模块102。其中：
真空泵100的信号输入端与变频器101的信号输出端连接，变频器101的控制信号输入端与第三D/A转换模块102的控制信号输出端连接。
真空泵100的抽气口与真空筒1的抽气口1c连接，第三D/A转换模块102的信号输入端D0-D7与相应的第一单片机8的P1.0-P1.7口连接。
本具体实施方式所述的PC机3通过串口与脉冲电源2以及第一单片机8进行通信，能实时监控脉冲电源2的各项数据，并能够生成在各种工作状态下的真空阀5进气口、出气口流量和真空筒1的压力之间的关系曲线。
本具体实施方式用于检测气源压力为负压的各类型真空阀，检测平台的气源进出接口具有通用性、互换性。本检测平台可对真空阀规定的参数作快速测定，具有良好的分时控制功能和实时自动检测性能；具备实时完成对真空阀规定的参数的采集、分析处理、判别、不合格品的报警提示及数据存储、查询、图表生成和文件打印等功能；系统人机界面友好，操作简单、方便。

Claims (4)

1.一种用于真空阀的质量检测平台，其特征在于该平台包括真空筒(1)、脉冲电源(2)、PC机(3)、第一流量传感器(4)、真空阀(5)、第二流量传感器(6)、数据采集单元(7)、第一单片机(8)、压力传感器(9)和真空泵控制单元(10)；
真空筒(1)的进气口(1a)通过管路与第一流量传感器(4)的出气口(4a)相通，真空筒(1)的出气口(1b)通过管路与压力传感器(9)的进气口(9a)相通，真空筒(1)的抽气口(1c)通过管路与真空泵控制单元(10)的抽气口相通；
第一流量传感器(4)的进气口(4c)通过管路与真空阀(5)的出气口(5a)相通，第一流量传感器(4)的信号输出端(4b)与数据采集单元(7)的第一信号输入端(7a)连接；
压力传感器(9)的信号输出端(9b)与数据采集单元(7)的第三信号输入端(7c)连接；
真空泵控制单元(10)的信号输入端与第一单片机(8)的P1口连接；
真空阀(5)的进气口(5c)通过管路与第二流量传感器(6)的出气口(6a)相通，真空阀(5)的开关控制信号输入端(5b)与脉冲电源(2)的开关控制信号输出端(2a)连接；
第二流量传感器(6)的进气口(6c)与大气相通；第二流量传感器(6)的信号输出端(6b)与数据采集单元(7)的第二信号输入端(7b)连接；
脉冲电源(2)的串口RXD、TXD通过RS232总线与PC机(3)的第一串口(COM1)连接；
第一单片机(8)的P0口与数据采集单元(7)的信号输出端连接，第一单片机(8)的串口RXD、TXD通过RS232总线与PC机(3)的第二串口(COM2)连接。
2.根据权利要求1所述的用于真空阀的质量检测平台，其特征在于所述的脉冲电源(2)由AT24Cxx芯片(20)、3*3矩阵键盘(21)、LCD(22)、第二单片机(23)、端口扩展芯片(24)、第一D/A转换模块(25)、驱动电路模块(26)、第二D/A转换模块(27)、高速比较电路模块(28)和AD9834芯片(29)组成；
AT24Cxx芯片(20)的引脚SCL、引脚SDA分别与相应的第二单片机(23)的引脚P16和引脚P17连接；3*3矩阵键盘(21)的三条行线和三条列线分别与相应的第二单片机(23)的P10-P15口连接；LCD(22)的读信号引脚/RD和写信号引脚/WR分别与相应的第二单片机(23)的读信号引脚/RD和写信号引脚/WR连接，LCD(22)的引脚/CE、引脚C/D分别与相应的第二单片机(23)的引脚P23、引脚P24连接，LCD(22)的DB0-DB7口分别与相应的第二单片机(23)的P00-P07口连接；
第二单片机(23)的引脚P25、P26、P27分别与相应的端口扩展芯片(24)的引脚A1、A2、 /CS连接，第二单片机(23)的P00-P07口与相应的端口扩展芯片(24)的PA0-PA7口连接；第二单片机(23)的引脚P20、P21、P22分别与相应的AD9834芯片(29)的引脚FSYNC、SCLK、SDATA连接；
端口扩展芯片(24)的D0-D11口分别与相应的第一D/A转换模块(25)的D0-D11口连接，端口扩展芯片(24)的D12-D23口分别与相应的第二D/A转换模块(27)的D0-D11口连接；
AD9834芯片(29)的信号输出端IOUTB与高速比较电路(28)的三角波信号输入端(28b)连接；
第一D/A转换模块(25)的信号输出端与驱动电路模块(26)的幅值控制信号输入端(26a)连接，第二D/A转换模块(27)的信号输出端与高速比较电路模块(28)的参考电压信号输入端(28a)连接；
高速比较电路(28)的PWM信号输出端(28c)与驱动电路(26)的PWM信号输入端(26b)连接；
脉冲电源(2)的第二单片机(23)的引脚RXD、引脚TXD通过RS232总线与PC机(3)的第一串口(COM1)连接，脉冲电源(2)的驱动电路模块(26)的开关控制信号输出端(2a)与真空阀(5)的开关控制信号输入端(5b)连接。
3.根据权利要求1所述的用于真空阀的质量检测平台，其特征在于所述的数据采集单元(7)包括第一有源滤波电路(70)、第二有源滤波电路(71)、第三有源滤波电路(72)、模拟多路开关(73)和A/D转换模块(74)；
第一有源滤波电路(70)、第二有源滤波电路(71)和第三有源滤波电路(72)的信号输出端分别与相应的模拟多路开关(73)的第一路信号输入端、第二路信号输入端和第三路信号输入端连接；模拟多路开关(73)的信号输出端与A/D转换模块(74)的信号输入端连接；
第一有源滤波电路(70)的信号输入端与第一流量传感器(4)的信号输出端(4b)连接，第二有源滤波电路(71)的信号输入端与第二流量传感器(6)的信号输出端(6b)连接，第三有源滤波电路(72)的信号输入端与压力传感器(9)的信号输出端(9b)连接；数据采集单元(7)的A/D转换模块(74)的信号输出端D0-D7分别与相应的第一单片机(8)的P0.0-P0.7口连接。
4.根据权利要求2所述的用于真空阀的质量检测平台，其特征在于所述的真空泵控制单元(10)包括真空泵(100)、变频器(101)和第三D/A转换模块(102)；
真空泵(100)的信号输入端与变频器(101)的信号输出端连接，变频器(101)的控制信号输入端与第三D/A转换模块(102)的控制信号输出端连接；
真空泵(100)的抽气口与真空筒(1)的抽气口(1c)连接，第三D/A转换模块(102)的信号输入端D0-D7与相应的第一单片机(8)的P1.0-P1.7口连接。 
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