CN103969125B - 基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统及方法，属于检验装备技术领域。在上料物流线(2)的末端顺序固定空气瓶称重台、满水气瓶称重台(6)、水压试验台(11)、放水装置(13)和下料物流线(14)；并分别配置空气瓶称重控制柜(3)、满水称重控制柜(7)和水压试验控制柜(12)，并选择其中一个控制柜作为数据服务器；支撑框架(5)固定于流水线的上方，形成气瓶传送装置(17)；在流水线区域内设置分布式局域网，台式电子秤(4)、悬挂式电子秤(8)、和水压试验的数据信息可以通过局域网与控制柜进行传递和共享。本发明结构简单，人机界面友好，操作方便，系统容错率高，故障率低。

Description

基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统及方法

技术领域

本发明属于检验装备技术领域，涉及到气瓶水压试验领域的一种集成式外测法水压试验系统。

背景技术

气瓶是一种反复充装的压力容器，为考察其整体安全性能，在气瓶出厂检验和服役期内的定期检验中都必须进行水压试验。典型的水压试验过程包括升压—保压—泄压三个步骤。水压试验压力，即保压压力为1.25倍的容器设计压力。对反复充装的压力容器，容器在水压试验保压状态下的全变形量和泄压之后的残余变形量和残余变形率是最重要的技术参数，用于对容器承压性能进行评定。全变形量和残余变形率超过标准的气瓶将不能再进行介质充装。在水压试验前要进行气瓶空瓶和满水称重，在获取准确的气瓶实际容积基础上，计算出精确的气瓶残余变形率数据。

GB/T 9251-2011《气瓶水压试验方法》推荐采用外测法实施气瓶水压试验。传统气瓶水压试验采用单瓶串联工序进行，即必须等到前一支气瓶完成称重—水压试验之后，后面的气瓶才能进入到称重工序。工程实践发现，这种流程会导致大量气瓶壅塞在称重工位，试验效率低下。

本发明专利在国家标准基础上，改变气瓶水压试验流程，将气瓶称重与水压试验进行相对分离，即工序相对独立，工序间通过数据流进行链接，打通瓶颈环节，从而提高试验效率。本发明的优势主要体现在：（1）实现气瓶外测法水压试验半自动连续化进行，提高效率；（2）实现气瓶基本信息、称重数据与水压试验数据实时传递与共享，提高试验效率，降低人为出错概率；（3）占地面积小，试验流程连贯性高，各工序节拍搭配合理，避免出现气瓶壅塞在某一环节或漏检；（4）结构简单，人机界面友好，操作方便，系统容错率高，故障率低。

发明内容

本发明提供了一种基于分布式网络的气瓶外测法水压试验系统和试验方法，将气瓶称重与水压试验进行相对分离，即工序相对独立，工序间通过数据流进行链接，打通瓶颈环节，从而合理分配各工序时间，大幅度提高试验效率。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统，由受试气瓶、上料物流线、空气瓶称重台、注水管、满水气瓶称重台、水压试验台、放水装置、下料物流线、用于气瓶传送的上部支撑框架、上部支撑框架上的滑轮及吊钩、具有无线传输功能的悬挂式电子秤、标准水套、水套盖、台式电子秤、路由器、计算机、网络元件、一个网络数据引擎、空气瓶称重控制柜、满水称重控制柜和水压试验控制柜组成；在上料物流线的末端顺序固定空气瓶称重台、满水气瓶称重台、水压试验台、放水装置和下料物流线；在空气瓶称重台、满水气瓶称重台、水压试验台上分别固定空气瓶称重控制柜、满水称重控制柜和水压试验控制柜，并选择其中一个控制柜作为数据服务器；其中空气瓶称重控制柜上的气瓶编号自动生成，完成气瓶自动编号和唯一性检查；满水气瓶称重台上固定有注水管；上部支撑框架固定于流水线的上方，在上部支撑框架的上部水平杆槽内安装带有滑轮的吊钩，带滑轮的吊钩在水平杆槽中移动形成气瓶传送装置，具有无线传输功能的悬挂式电子秤挂在吊钩上；水压试验台上嵌入若干个标准水套，水套盖的上端悬挂在悬挂式电子秤下面；水压试验台控制柜能够为每支受试气瓶选择试验工位，并根据选定工位自动配置相应的压力与气瓶变形量的测量仪表与控制元件；空气瓶称重台上嵌入具备无线传输功能的台式电子秤，在流水线区域内设置分布式局域网，包括网络元件和一个网络数据引擎；台式电子秤、悬挂式电子秤、和水压试验的数据信息可以通过局域网与控制柜进行传递和共享；全部水压试验完成后，可以通过共享数据信息查询已有气瓶信息、试验记录、试验曲线的内容，同时根据查询结果自动生成报表供用户打印输出。

台式电子秤与空气瓶称重控制柜的显示单元之间可以数据无线传输，同时，显示单元与空气瓶称重控制柜通过RS232连接，将数据上传至空气瓶称重控制柜，并上传至数据服务器。

悬挂式电子秤将数据传至满水称重控制柜，并通过满水称重控制柜的测控软件计算，并将结果信息上传至数据服务器。

水压试验控制柜能够为每支受试气瓶选择试验工位，并根据选定工位自动配置相应的压力与气瓶变形量的测量仪表与控制元件。

所需的网络元件包括网卡、网络数据线、路由器。

局域网可以是有线局域网或无线局域网。

基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统的工作方法包括如下步骤：

步骤一，启动局域网数据服务器和各个控制柜；

步骤二，将位于上料物流线的空气瓶放置在受试气瓶称重台的台式电子秤上，向空气瓶称重控制柜中输入受试气瓶的基本信息，其中气瓶编号自动生成，完成气瓶自动编号和唯一性检查；稳定1-2秒后，空气瓶称重控制柜接收空气瓶重量信息，并上传至数据库服务器；

步骤三，受试气瓶称重后，离开空气瓶称重台，人工移到满水气瓶称重台，并改为立式放置，使用注水管对受试气瓶注水，气瓶注满水后，满水称重控制柜首先对受试气瓶编号进行确认，没有受试气瓶重量信息的气瓶不能进行满水称重；

步骤四，将水套盖提前挂接在悬挂式电子秤吊钩上，满水称重时，将水套盖下端外螺纹旋入气瓶瓶口内螺纹，将两者紧固连接，吊起气瓶稳定2-5秒，满水称重控制柜接收满水重量信息，自动计算气瓶实际容积，同时将气瓶重量信息上传至数据服务器；

步骤五，将完成气瓶称重工序的气瓶通过气瓶传送装置吊入水套上方，水压试验前，水压试验控制柜首先进行气瓶编号唯一性和重量信息确认，没有气瓶重量、满水重量和气瓶实际容积信息的气瓶不能进行水压试验；

步骤六，水压试验台上的多个标准水套中放入满水水瓶，水压试验控制柜为每支受试气瓶选择试验工位，并根据选定工位自动配置相应的压力与气瓶变形量的测量仪表与控制元件；试验结束时将试验数据传输到数据库服务器中；

步骤七，水压试验完毕后，通过局域网将试验数据与试验结论上传至数据库，已经进行过水压试验的气瓶不能重复试验；试验过程可通过试验曲线与数据进行重演，试验结论可供进一步分析与报表输出；

步骤八，完成水压试验的气瓶与水套盖脱离；用放水装置人工放水，放水后的气瓶移至下料物流线。

本发明与现有技术相比，主要创新性主要体现在：（1）气瓶外测法水压试验流程实现模块化改造，将空瓶称重、满水称重和水压试验工序相对隔离，各工序可以独立进行，同时工序间的数据终端保证有效数据传递，使整个试验流程更加合理，消除气瓶在称重工位的壅塞半自动连续化进行，提高效率；（2）实现气瓶基本信息、称重数据与水压试验数据实时传递与共享，提高试验效率，降低人为出错概率；（3）占地面积小，试验流程连贯性高，各工序节拍搭配合理，避免出现气瓶壅塞在某一环节或漏检；（4）结构简单，人机界面友好，操作方便，系统容错率高，故障率低。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的系统布置示意图。

图2 是图1的俯视图。

图中：1受试气瓶；2上料物流线；3空气瓶称重控制柜；4台式电子秤；5框架；6满水气瓶称重台；7满水称重控制柜；8悬挂式电子秤；9水套盖；10水套；11水压试验台；12水压试验控制柜；13放水装置；14下料物流线；15路由器；16数据服务器；17气瓶传送装置；18数据流线。

具体实施方式

基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统，由受试气瓶1、上料物流线2、空气瓶称重台、注水管、满水气瓶称重台、水压试验台11、放水装置13、下料物流线14、用于气瓶传送的上部支撑框架5、上部支撑框架5上的滑轮及吊钩、具有无线传输功能的悬挂式电子秤8、标准水套10、水套盖9、台式电子秤4、路由器15、计算机、网络元件、一个网络数据引擎、空气瓶称重控制柜3、满水称重控制柜7和水压试验控制柜12组成；在上料物流线2的末端顺序固定空气瓶称重台、满水气瓶称重台6、水压试验台11、放水装置13和下料物流线14；在空气瓶称重台、满水气瓶称重台6、水压试验台11上分别固定空气瓶称重控制柜3、满水称重控制柜7和水压试验控制柜12，并选择其中一个控制柜作为数据服务器16；其中空气瓶称重控制柜3上的气瓶编号自动生成，完成气瓶自动编号和唯一性检查；满水气瓶称重台6上固定有注水管；上部支撑框架5固定于流水线的上方，在上部支撑框架5的上部水平杆槽内安装带有滑轮的吊钩，带滑轮的吊钩在水平槽杆中移动形成气瓶传送装置17，气瓶传送装置17可以交替使用，沿上部支撑框架5方向可以自由移动；具有无线传输功能的悬挂式电子秤8挂在吊钩上；水压试验台11上嵌入若干个标准水套10，水套盖9的上端悬挂在悬挂式电子秤8下面；水压试验台控制柜能够为每支受试气瓶选择试验工位，并根据选定工位自动配置相应的压力与气瓶变形量的测量仪表与控制元件；空气瓶称重台上嵌入具备无线传输功能的台式电子秤4，在流水线区域内设置分布式局域网，包括网络元件和一个网络数据引擎；台式电子秤4、悬挂式电子秤8、和水压试验的数据信息可以通过局域网与控制柜进行传递和共享；全部水压试验完成后，可以通过共享数据信息查询已有气瓶信息、试验记录、试验曲线的内容，同时根据查询结果自动生成报表供用户打印输出。

台式电子秤4与空气瓶称重控制柜3的显示单元之间可以数据无线传输，同时，显示单元与空气瓶称重控制柜3通过RS232连接，将数据上传至空气瓶称重控制柜3，并上传至数据服务器。

悬挂式电子秤8将数据传至满水称重控制柜7，并通过满水称重控制柜7的测控软件计算，并将结果信息上传至数据服务器。

水压试验控制柜12能够为每支受试气瓶选择试验工位，并根据选定工位自动配置相应的压力与气瓶变形量的测量仪表与控制元件。

所需的网络元件包括网卡、网络数据线、路由器。

局域网可以是有线局域网或无线局域网。

基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统的工作方法包括如下步骤，

步骤一，启动局域网数据服务器和各个控制柜；

步骤二，将位于上料物流线2的受试气瓶1放置在空气瓶称重台的台式电子秤4上，向空气瓶称重控制柜3中输入受试气瓶1基本信息，其中气瓶编号自动生成，完成气瓶自动编号和唯一性检查；稳定1-2秒后，空气瓶称重控制柜3接收受试气瓶重量信息，并上传至数据库服务器；

步骤三，受试气瓶1称重后，离开空气瓶称重台，人工移到满水气瓶称重台，并改为立式放置，使用注水管对受试气瓶1注水，气瓶注满水后，满水称重控制柜7首先对受试气瓶1编号进行确认，没有受试气瓶1重量信息的气瓶不能进行满水称重；

步骤四，将水套盖9提前挂接在悬挂式电子秤8吊钩上，满水称重时，将水套盖9下端外螺纹旋入气瓶瓶口内螺纹，将两者紧固连接，吊起气瓶稳定2-5秒，满水称重控制柜7接收满水重量信息，自动计算气瓶实际容积，同时将气瓶重量信息上传至数据服务器；

步骤五，将完成气瓶称重工序的气瓶通过气瓶传送装置17吊入水套上方，水压试验前，水压试验控制柜12首先进行气瓶编号唯一性和重量信息确认，没有气瓶重量、满水重量和气瓶实际容积信息的气瓶不能进行水压试验；

步骤六，水压试验台11上的多个水套10中放入满水水瓶，水压试验控制柜12为每支受试气瓶选择试验工位，并根据选定工位自动配置相应的压力与气瓶变形量的测量仪表与控制元件；试验结束时将试验数据传输到数据库服务器中；

步骤七，水压试验完毕后，通过局域网将试验数据与试验结论上传至数据库，已经进行过水压试验的气瓶不能重复试验；试验过程可通过试验曲线与数据进行重演，试验结论可供进一步分析与报表输出；

步骤八，完成水压试验的气瓶与水套盖9脱离；用放水装置13人工放水，放水后的气瓶移至下料物流线14。

整个试验流程允许自动与手动两种操作模式；所有工序呈直线排列，占地面积小，人员操作方便；硬件物流线与数据流分离，保证试验流程各工序分配合理时间，防止在某一工序出现试验瓶颈，提高水压试验效率。

本发明尚有许多具体的实施方式，凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统，其特征在于：由受试气瓶（1）、上料物流线（2）、空气瓶称重台、注水管、满水气瓶称重台、水压试验台（11）、放水装置（13）、下料物流线（14）、用于气瓶传送的上部支撑框架（5）、上部支撑框架（5）上的滑轮及吊钩、具有无线传输功能的悬挂式电子秤（8）、标准水套（10）、水套盖（9）、台式电子秤（4）、路由器（15）、计算机、网络元件、一个网络数据引擎、空气瓶称重控制柜（3）、满水称重控制柜（7）和水压试验控制柜（12）组成；在上料物流线（2）的末端顺序固定空气瓶称重台、满水气瓶称重台（6）、水压试验台（11）、放水装置（13）和下料物流线（14）；在空气瓶称重台、满水气瓶称重台（6）、水压试验台（11）上分别固定空气瓶称重控制柜（3）、满水称重控制柜（7）和水压试验控制柜（12），并选择其中一个控制柜作为数据服务器（16）；其中空气瓶称重控制柜（3）上的气瓶编号自动生成，完成气瓶自动编号和唯一性检查；满水气瓶称重台（6）上固定有注水管；上部支撑框架（5）固定于流水线的上方，在上部支撑框架（5）的上部水平杆槽内安装带有滑轮的吊钩，带滑轮的吊钩在水平杆槽中移动形成气瓶传送装置（17），气瓶传送装置（17）能够交替使用，沿上部支撑框架（5）方向能够自由移动；具有无线传输功能的悬挂式电子秤（8）挂在吊钩上；水压试验台（11）上嵌入若干个标准水套（10），水套盖（9）的上端悬挂在悬挂式电子秤（8）下面；水压试验台控制柜能够为每支受试气瓶选择试验工位，并根据选定工位自动配置相应的压力与气瓶变形量的测量仪表与控制元件；空气瓶称重台上嵌入具备无线传输功能的台式电子秤（4），在流水线区域内设置分布式局域网，包括网络元件和一个网络数据引擎；台式电子秤（4）、悬挂式电子秤（8）、和水压试验的数据信息能够通过局域网与控制柜进行传递和共享；全部水压试验完成后，能够通过共享数据信息查询已有气瓶信息、试验记录、试验曲线的内容，同时根据查询结果自动生成报表供用户打印输出。

2.根据权利要求1所述的基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统，其特征在于台式电子秤（4）与空气瓶称重控制柜（3）的显示单元之间能够数据无线传输，同时，显示单元与空气瓶称重控制柜（3）通过RS232连接，将数据上传至空气瓶称重控制柜（3），并上传至数据服务器。

3.根据权利要求1所述的基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统，其特征在于悬挂式电子秤（8）将数据传至满水称重控制柜（7），并通过满水称重控制柜（7）的测控软件计算，并将结果信息上传至数据服务器。

4.根据权利要求1所述的基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统，其特征在于所需的网络元件包括网卡、网络数据线、路由器。

5.根据权利要求1所述的基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统，其特征在于局域网能够是有线局域网或无线局域网。

6.根据权利要求1所述的基于分布式结构气瓶外测法水压试验系统，其特征在于系统的工作方法包括如下步骤：

步骤一，启动局域网数据服务器和各个控制柜；

步骤二，将位于上料物流线（2）的受试气瓶（1）放置在空气瓶称重台的台式电子秤（4）上，向空气瓶称重控制柜（3）中输入受试气瓶（1）基本信息，其中气瓶编号自动生成，完成气瓶自动编号和唯一性检查；稳定1-2秒后，空气瓶称重控制柜（3）接收受试气瓶（1）重量信息，并上传至数据库服务器；

步骤三，受试气瓶（1）称重后，离开空气瓶称重台，人工移到满水气瓶称重台，并改为立式放置，使用注水管对受试气瓶（1）注水，气瓶注满水后，满水称重控制柜（7）首先对受试气瓶（1）编号进行确认，没有受试气瓶（1）重量信息的气瓶不能进行满水称重；

步骤四，将水套盖（9）提前挂接在悬挂式电子秤（8）吊钩上，满水称重时，将水套盖（9）下端外螺纹旋入气瓶瓶口内螺纹，将两者紧固连接，吊起气瓶稳定2-5秒，满水称重控制柜（7）接收满水重量信息，自动计算气瓶实际容积，同时将气瓶重量信息上传至数据服务器；

步骤五，将完成气瓶称重工序的气瓶通过气瓶传送装置（17）吊入水套上方，水压试验前，水压试验控制柜（12）首先进行气瓶编号唯一性和重量信息确认，没有气瓶重量、满水重量和气瓶实际容积信息的气瓶不能进行水压试验；

步骤六，水压试验台（11）上的多个标准水套（10）中放入满水水瓶，水压试验控制柜（12）为每支受试气瓶选择试验工位，并根据选定工位自动配置相应的压力与气瓶变形量的测量仪表与控制元件；试验结束时将试验数据传输到数据库服务器中；

步骤七，水压试验完毕后，通过局域网将试验数据与试验结论上传至数据库，已经进行过水压试验的气瓶不能重复试验；试验过程可通过试验曲线与数据进行重演，试验结论可供进一步分析与报表输出；

步骤八，完成水压试验的气瓶与水套盖（9）脱离；用放水装置（13）人工放水，放水后的气瓶移至下料物流线（14）。