CN103969413B - 用于水质分析仪加速寿命试验的试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水质分析仪加速寿命试验的试验系统。待试验的水质分析仪放在综合环境试验箱内，综合环境试验箱内设有温度控制器和湿度控制器，温度传感器和湿度传感器与数据采集卡连接；箱外的恒温试剂槽中装有试剂瓶，各试剂瓶引出导管与水质分析仪上各取样管相连，试剂瓶内设有液位传感器，各个液位传感器均与数据采集卡连接；工业计算机分别与水质分析仪、综合环境试验箱、PLC、液晶显示屏和数据采集卡相连；GSM无线模块、声光报警模块、继电器与PLC相连，继电器与水质分析仪连接。本发明通过加速寿命试验，能有效的减少试验时间、减少试验样品个数、降低试验损耗；快速评估水质分析仪的可靠性。

Description

用于水质分析仪加速寿命试验的试验系统

技术领域

本发明涉及一种水质分析仪的试验系统，具体是涉及一种用于水质分析仪加速寿命试验的试验系统。

背景技术

水质分析仪是一种复杂的电子产品，它由采样、检测、数据采集、处理、液晶显示及传输等单元组成的一个工作系统。水质分析仪作为环境质量监测与污染源排放监测控制的重要仪器，对其可靠性进行分析，对提高仪器的可靠性，保证水质分析过程长期稳定的运行有着致关重要的作用。

通常分析产品的可靠性，可以通过实际使用、运行监测、数据分析获得产品的可靠性水平。但是水质分析仪的使用时间较长，如果在正常的应力下进行可靠性试验，需要耗费很长的试验时间，需要大量的试验样本，造成大量的资源成本浪费。加速寿命试验是在保证产品失效机理不变的情况下，通过加大应力水平，使被测产品加快失效，从而在较短的时间内得到产品的失效数据，推算产品在正常使用条件下的可靠性指标。

目前加速寿命试验主要针对：元器件、机电元件和一些功能简单的产品。对于水质分析仪的加速寿命试验研究还处于空白阶段，到目前为止我国尚未有适合水质分析仪的加速寿命试验系统。

发明内容

本发明目的在于提出一种用于水质分析仪加速寿命试验的试验系统，基于该试验系统对水质分析仪进行加速寿命试验，实现快速有效地对水质分析仪进行可靠性试验。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明包括综合环境试验箱、继电器、PLC、数据采集卡、恒温试剂槽、温度传感器、湿度传感器、液位传感器、工业计算机、液晶显示屏、声光报警模块、GSM无线模块、试剂瓶；待试验的水质分析仪水平放置在综合环境试验箱内，综合环境试验箱内设有用于控制维持试验箱内温度和湿度恒定的温度控制器和湿度控制器，水质分析仪上安装的温度传感器和湿度传感器与数据采集卡的输入端连接；综合环境试验箱外的恒温试剂槽中装有试剂瓶，各试剂瓶中引出导管与水质分析仪上各取样管相连，试剂瓶内设有液位传感器，各个液位传感器均与数据采集卡的输入端连接；数据采集卡的输出端与工业计算机的串口相连，工业计算机通过串口分别与水质分析仪、综合环境试验箱相连；继电器的控制端与PLC的输出端相连，继电器的输出端与水质分析仪的电源端输入端连接；声光报警模块和GSM无线模块连接PLC的输出端，PLC的输入端与工业计算机的串口相连，液晶显示屏和工业计算机相连。

所述的继电器为固态继电器。

所述的数据采集卡采用MW100-E-1H数据采集卡。

所述的固态继电器为G3NA-210B固态继电器。

本发明具有的有益效果是：

本发明将加速寿命试验原理应用到水质分析仪的可靠性试验中，利用综合环境试验箱给水质分析仪提供高应力试验环境。从而能够运用较少的试验样品个数和相对较短的时间对水质分析仪进行可靠性试验。将水质分析仪的试剂放入恒温槽中，在对水质分析仪进行性能检测时能保证试剂的有效性，提高试验准确性。

附图说明

附图是本发明系统的结构示意图。

图中：1、综合环境试验箱，2、继电器，3、PLC，4、数据采集卡，5、恒温试剂槽，6、温度传感器，7、湿度传感器，8、液位传感器，9、温度控制器，10、湿度控制器，14、工业计算机，15、液晶显示屏，16、声光报警模块，17、GSM无线模块，18、待试验样品水质分析仪，19、试剂瓶。

具体实施方式

下面结合附图来进一步阐述本发明。

如附图所示，本发明包括综合环境试验箱1、继电器2、PLC3、数据采集卡4、恒温试剂槽5、温度传感器6、湿度传感器7、液位传感器8、工业计算机14、液晶显示屏15、声光报警模块16、GSM无线模块17、试剂瓶19。

待试验的水质分析仪18水平放置在综合环境试验箱1内，综合环境试验箱1内设有用于控制维持试验箱内温度和湿度恒定的温度控制器9和湿度控制器10，水质分析仪18上安装的温度传感器6和湿度传感器7与数据采集卡4的输入端连接；综合环境试验箱1外的恒温试剂槽5中装有试剂瓶19，各试剂瓶19中引出导管穿过综合环境试验箱1与水质分析仪18上各取样管相连，试剂瓶19内设有液位传感器8，各个液位传感器8均与数据采集卡4的输入端连接。

数据采集卡4的输出端与工业计算机14的串口相连，工业计算机14通过串口分别与水质分析仪18、综合环境试验箱1相连；继电器2的控制端与PLC3的输出端相连，继电器2的输入端接220V交流电；继电器2的输出端与水质分析仪18的电源输入端连接，声光报警模块16和GSM无线模块17连接PLC3的输出端，PLC3的输入端与工业计算机14的串口相连，液晶显示屏15和工业计算机14相连。

所述的继电器2为固态继电器，可采用G3NA-210B固态继电器。

数据采集卡4可采用MW100-E-1H数据采集卡。

工业计算机14与综合环境试验箱1内的温度控制器9和湿度控制器10相连接，控制维持综合环境试验箱1内温度和湿度值。

本发明能够对水质分析仪进行加速寿命试验，对试验过程进行监控，采集记录加速应力水平、记录对应故障时间。

本发明的实施过程如下：

1）工业计算机14根据试验方案定义的温度控制曲线，通过串口设定综合环境试验箱1的运行。

2）工业计算机14向PLC3发出指令，控制电源接入水质分析仪。

3）工业计算机14通过串口与综合环境试验箱1内的水质分析仪进行通讯，控制水质分析仪试验运行，实时测量监控水质分析仪的温度和湿度，并进行失效判断。

当作为待测验样品的水质分析仪失效时，工业计算机14向PLC3发出指令控制继电器2断开，记录失效时间和数据采集卡4通过温度传感器6和湿度传感器7测得的样品失效时的温度和湿度。

本发明的一个具体实施例步骤为：

1）设置恒温试剂槽的温度为5℃；将试验样品水质分析仪放置在综合环境试验箱1内，插上电源线和串口线，将温度传感器6和湿度传感器7固定在水质分析仪内的电路板上；将试验样品的试剂管放入相应的试剂瓶19内。

2）工业计算机14向PLC3发出指令控制，控制G3NA-210B固态继电器，使AC220V的60Hz交流电源接入综合环境试验箱1内的试验样品水质分析仪。

3）工业计算机14根据试验方案设计的温度应力曲线，通过串口设置综合环境试验箱1内的温度控制器9和湿度控制器10，从而控制综合环境试验箱1运行时箱体内的温湿度，并实时显示MW100-E-1H数据采集卡4通过温度传感器6和湿度传感器7测得的综合环境试验箱1的温度和湿度值。

4）当工业计算机14得到通过温度传感器6测得综合环境试验箱1内的温度达到设定的初始温度时，控制试验样品水质分析仪进行一次校准。

5）当工业计算机14通过MW100-E-1H数据采集卡4采集温度传感器6检测的综合环境试验箱1内的温度值。当采集的温度值达到试验方案设计的各温度应力值时，工业计算机14控制试验样品周期性水样测量，并实时在液晶显示屏15上显示测量值。

6）当MW100-E-1H数据采集卡4采集的温度达到试验设定的性能测量温度时，工业计算机14控制试验样品进行一次零样测量，并显示测量值；若试验样品没有失效，工业计算机14控制试验样品进行一次第一标样测量，并显示测量值；若试验样品仍然没有失效，工业计算机14控制试验样品进行一次第二标样测量，并显示测量值。

7）若试验样品没有失效，则按照周期性方案设计的温度应力曲线重复进行上述步骤4）～6）直至试验样品失效。

若试验样品的水质分析仪失效，工业计算机14记录显示失效时间，向PLC3发出指令。PLC3控制断开G3NA-210B固态继电器2，使得试验样品断电；PLC3控制声光报警模块16进行声光报警，控制GSM无线模块17向试验人员手机上发送短信，告知试验样品失效和失效时间等信息。

8）在进行加速寿命试验时，MW100-E-1H数据采集卡4实时采集各试剂瓶19内的液位传感器8检测到试剂液位值传送给工业计算机14；当采集的液位值太低时，工业计算机14给PLC3发出指令，PLC控制声光报警模块16发出报警，控制GSM无线模块17向试验人员手机上发送短信，告知试剂快用完。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于水质分析仪加速寿命试验的试验系统，其特征在于：包括综合环境试验箱（1）、继电器（2）、PLC（3）、数据采集卡（4）、恒温试剂槽（5）、温度传感器（6）、湿度传感器（7）、液位传感器（8）、工业计算机（14）、液晶显示屏（15）、声光报警模块（16）、GSM无线模块（17）、试剂瓶（19）；待试验的水质分析仪（18）水平放置在综合环境试验箱（1）内，综合环境试验箱（1）内设有用于控制维持试验箱内温度和湿度恒定的温度控制器（9）和湿度控制器（10），水质分析仪（18）上安装的温度传感器（6）和湿度传感器（7）与数据采集卡（4）的输入端连接；综合环境试验箱（1）外的恒温试剂槽（5）中装有试剂瓶（19），各试剂瓶（19）中引出导管与水质分析仪（18）上各取样管相连，试剂瓶（19）内设有液位传感器（8），各个液位传感器（8）均与数据采集卡（4）的输入端连接；数据采集卡（4）的输出端与工业计算机（14）的串口相连，工业计算机（14）通过串口分别与水质分析仪（18）、综合环境试验箱（1）相连；继电器（2）的控制端与PLC（3）的输出端相连，继电器（2）的输出端与水质分析仪（18）的电源端输入端连接；声光报警模块（16）和GSM无线模块（17）连接PLC（3）的输出端，PLC（3）的输入端与工业计算机（14）的串口相连，液晶显示屏（15）和工业计算机（14）相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于水质分析仪加速寿命试验的试验系统，其特征在于：所述的继电器（2）为固态继电器。

3.根据权利要求1所述的一种用于水质分析仪加速寿命试验的试验系统，其特征在于：所述的数据采集卡（4）采用MW100-E-1H数据采集卡。

4.根据权利要求2所述的一种用于水质分析仪加速寿命试验的试验系统，其特征在于：所述的固态继电器为G3NA-210B固态继电器。