CN104677759B - 超薄膜片的交互加压测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超薄膜片的交互加压测试系统，包括相互配合的第一、第二膜盒法兰，所述第一、第二膜盒法兰分别连接有第一、第二传感器，在测试时，待测试的超薄膜片被固定于所述第一、第二膜盒法兰之间，且待测试的超薄膜片还分别与所述第一、第二膜盒法兰密封配合形成第一、第二气室，所述第一、第二气室经微气压控制单元与气源连通，所述第一、第二传感器分别与第一、第二气室配合。本发明还公开了一种超薄膜片的交互加压测试方法。藉由本发明的装置及方法，在加压时不会对产品造成除性能损坏外的其他损坏模式，解决了微气压下的脉动控制精度问题，同时充分模拟等效了超薄膜片正常工作时的实际工控，能够充分反映膜片产品的性能，应用前景好。

Description

超薄膜片的交互加压测试方法及系统

技术领域

本发明涉及一种交互加压测试系统，尤其涉及一种在微气压下对超薄膜片的交互加压，以验证该超薄型膜片的疲劳寿命的试验装置，属于膜片测试技术领域。

背景技术

现有的对超薄膜片的加压测试技术并不完善。现有的试验装置在加压测试时，一般都会对产品造成性能损坏或者其他损坏。而且现有的试验装置无法解决微气压下的脉动控制精度问题，同时，也无法模拟超薄膜片正常工作时的实际工控，因而无法充分反映膜片产品的性能，给企业的生产及产品质量检测带来了很大的影响。

因此，需要提供一种在微气压下对超薄膜片的交互加压测试系统，加压时，不会对产品造成除性能损坏外的其他损坏模式。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种超薄膜片的交互加压测试系统，其在加压时不会对产品造成除性能损坏外的其他损坏模式，可以解决微气压下的脉动控制精度问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：

一种超薄膜片的交互加压测试系统，其包括相互配合的第一膜盒法兰及第二膜盒法兰，所述第一膜盒法兰、第二膜盒法兰分别连接有第一传感器、第二传感器，在测试时，待测试的超薄膜片被固定于所述第一膜盒法兰及第二膜盒法兰之间，且待测试的超薄膜片还分别与所述第一膜盒法兰、第二膜盒法兰密封配合形成第一气室和第二气室，所述第一气室和第二气室经微气压控制单元与气源连通，所述第一传感器和第二传感器分别与第一气室和第二气室配合。

进一步的，所述第一膜盒法兰、第二膜盒法兰分别经第一O型圈、第二O型圈与待测试的超薄膜片密封连接。

进一步的，所述第一膜盒法兰及第二膜盒法兰固定在支架主体上。

进一步的，所述微气压控制单元包括与气源连接的微气压控制器、与所述微气压控制器连接的任意波形发生装置，且所述微气压控制器及任意波形发生装置还分别与第一气室控制单元和第二气室控制单元连接。

进一步的，所述气源依次经调压阀、流量微调阀与微气压控制器连接。

进一步的，所述任意波形发生装置依次经电平转换电路、PLC同步逻辑控制器与第一气室控制单元和第二气室控制单元连接。

进一步的，所述第一气室控制单元包括第一气室控制阀，所述第一气室控制阀经第一气室执行机构与第一气室配合，所述第二气室控制单元包括第二气室控制阀，所述第二气室控制阀经第二气室执行机构与第二气室配合。

进一步的，所述第一气室控制阀与第一气室执行机构之间、所述第二气室控制阀与第二气室执行机构之间还均设有稳流滤毛刺装置。

进一步的，所述稳流滤毛刺装置包括等效于LC滤波器中的L元件的螺旋气管以及等效于LC滤波器中的C元件的单进单出气室。

更进一步的，所述第一、第二气室控制阀采用气压通断阀或者水路控制的密闭电磁阀。

一种超薄膜片的交互加压测试方法，包括：

提供前述的任一种交互加压测试系统；

以及，将待测试的超薄膜片固定于所述交互加压测试系统内，并通过微气压控制单元调节输入第一气室、第二气室的气流的压力、流量、脉冲波形，对待测试的超薄膜片两侧循环线性加压，以及分别通过第一传感器、第二传感器采集第一气室、第二气室的压力信息，进而获得预期的控制曲线。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1.本发明试验装置结构简单，设计合理，依据电气等效原理，创新性地设计了微弱气路的稳流滤毛刺装置，解决了微气流下的稳定控制问题；

2.本发明通过引入水路电磁密封控制阀，可解决微气流下普通气压控制阀不能有效控制及容易产生紊流的问题；

3.本发明测试方法实现了超薄型膜片正负两方向的稳定加压控制，切合膜片工作的实际工况，有效验证了膜片在一定压力下的疲劳寿命；

4.藉由本发明的装置及方法，在加压时不会对产品造成除性能损坏外的其他损坏模式，解决了微气压下的脉动控制精度问题，能够充分反映膜片产品的性能，应用前景好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明结构特征和技术要点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1为本发明一实施例中超薄膜片的交互加压测试系统的立体结构示意图；

图2为本发明一实施例中超薄膜片的交互加压测试系统的安装示意图；

图3为本发明一实施例中超薄膜片的交互加压测试系统的内部结构示意图；

图4为本发明一实施例中超薄膜片的交互加压测试系统的控制流程图；

图5为本发明一实施例中膜片控制波形曲线图；

图6为本发明一实施例中膜片实际控制波形曲线(X+，X-两方向)；

附图标记说明：10-支架主体，21-第一膜盒法兰，22-第二膜盒法兰，31-第一传感器，32-第二传感器，41-第一O型圈，42-第二O型圈，5-超薄膜片。

具体实施方式

下面将结合本实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行具体、清楚、完整地描述。

参见图1至图3所示，本实施例的超薄膜片的交互加压测试系统，用于测试超薄膜片的疲劳寿命，包括两个支架主体10，所述支架主体10上分别设置有相互连接的第一膜盒法兰21及第二膜盒法兰22(亦可称为左膜盒法兰及右膜盒法兰)，所述第一膜盒法兰21的外端连接设置第一传感器31，所述第二膜盒法兰22的外端连接设置第二传感器32，所述第一膜盒法兰21及第二膜盒法兰22之间内部设置待测试的超薄膜片5。

所述试验装置还包括微气压控制单元(图中未显示)，所述微气压控制单元分别与第一传感器21和第二传感器22相连接。

如图2及图3所示，所述第一膜盒法兰21与待测试的超薄膜片5之间设置有第一O型圈41，所述第二膜盒法兰22与待测试的超薄膜片5之间设置有第二O型圈42，从而使待测试的超薄膜片分别与所述第一、第二膜盒法兰密封配合形成第一、第二气室。

所述微气压控制单元与气源连通。所述微气压控制单元包括气路控制系统、数据采集与信号发送系统、PLC逻辑控制系统。所述气路控制系统包括相互连接的调压阀、流量微调阀、微气压控制器。所述数据采集与信号发送系统包括任意波形发生装置与电平转换电路。所述PLC逻辑控制系统包括PLC同步逻辑控制器、气室控制阀及气室执行机构。所述气室控制阀与气室执行机构之间还设置有稳流滤毛刺装置。所述气室执行机构与第一传感器和第二传感器连接。

如图4所示，为利用本实施例的试验装置对一种0.08mm厚的铝箔膜进行脉动加压，通过精确的压力控制，实现膜片X+,X-两方向(事实上亦可认为是左右两个方向)循环线性加压的控制流程图，其具体过程如下：

首先由气源8产生稳定0.6Mpa气压后，经由调压阀7调节到需要的0.05Mpa；

再经过流量微调阀6适当调整系统供气流量后，将该微气压送到微气压控制器5；微气压控制器有一定的开启控制阀值，当该阀值达到一定下限值时，微气压控制器5开启气压负反馈，提供10mbar级的稳定气压。

微气压控制器5的脉冲波形控制源由任意波形发生器1产生(参阅图5)，同时任意波形发生器1还将产生一个同步信号送给电平转换电路3，电平转换电路3将5V的控制信号转换成24V控制信号后发送给PLC同步逻辑控制器4的输入端；

PLC同步逻辑控制器4收到控制信号后决定什么时候分别给左右两气室供气，同时决定在控制脉冲的什么位置进行供气方向切换，另外，PLC同步逻辑控制器4还将控制循环周期计数及循环时间计数，完成自动控制试验过程。

PLC同步逻辑控制器4产生同步供气决策9后分别控制左气室控制阀10、右气室控制阀11执行通断动作。由于微气压条件下，普通的电磁换向阀有最低气压要求，在微气压下不能正常工作，所以左气室控制阀10、右气室控制阀11必须选用0Mpa开始调整的气压通断阀，或者选用水路控制的密闭电磁阀亦可，保证在微气压下的正常流通，及微气压下的紊流最下。

由于左气室控制阀10、右气室控制阀11的工作原理决定了在微气压条件下难免出现紊流现象，导致流经到左气室执行机构17、右气室执行机构18(分别对应于第一、第二气室)的气流不稳定，实际控制波谱中出现锯齿形周期跳动信号，根据电路气路等效原理，在左气室控制阀10与左气室执行机构17之间，右气室控制阀11与右气室执行机构18(分别对应于第一、第二气室)之间分别加入稳流滤毛刺装置12、16、13、15，有电路中做类似分析，其中f为谐振频率：

稳流滤毛刺装置12、16为加一定长度的螺旋气管，等效于LC滤波器中的L元件，稳流滤毛刺装置13、15为1升的单进单出气室，等效于LC滤波器中的C元件。经实际测试波形(参阅图6)可知，微气压传感器采集到的实际波形滤波效果良好，工作稳定。

左气室执行机构17、右气室执行机构18中得到稳定的气压后，经由第一传感器、第二传感器采集，得到预期的控制曲线。

综上所述，本发明在加压时，不会对产品造成除性能损坏外的其他损坏模式，解决了微气压下的脉动控制精度问题，同时，充分模拟等效了超薄膜片正常工作时的实际工控，能够充分反映膜片产品的性能，应用前景好。

上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上所述内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超薄膜片的交互加压测试系统，其特征在于包括相互配合的第一膜盒法兰及第二膜盒法兰，所述第一膜盒法兰、第二膜盒法兰分别连接有第一传感器、第二传感器，在测试时，待测试的超薄膜片被固定于所述第一膜盒法兰及第二膜盒法兰之间，且待测试的超薄膜片还分别与所述第一膜盒法兰、第二膜盒法兰密封配合形成第一气室和第二气室，所述第一气室和第二气室经微气压控制单元与气源连通，所述第一传感器和第二传感器分别与第一气室和第二气室配合；

所述微气压控制单元包括与气源连接的微气压控制器和与所述微气压控制器连接的任意波形发生装置，所述气源依次经调压阀、流量微调阀与微气压控制器连接，所述微气压控制器与第一气室控制单元和第二气室控制单元连接，所述任意波形发生装置依次经电平转换电路、PLC同步逻辑控制器与第一气室控制单元和第二气室控制单元连接；

所述第一气室控制单元包括第一气室控制阀，所述第一气室控制阀经第一气室执行机构与第一气室配合，所述第二气室控制单元包括第二气室控制阀，所述第二气室控制阀经第二气室执行机构与第二气室配合；

所述第一气室控制阀与第一气室执行机构之间、所述第二气室控制阀与第二气室执行机构之间还均设有稳流滤毛刺装置。

2.根据权利要求1所述的超薄膜片的交互加压测试系统，其特征在于：所述第一膜盒法兰、第二膜盒法兰分别经第一O型圈、第二O型圈与待测试的超薄膜片密封连接。

3.根据权利要求1或2所述的超薄膜片的交互加压测试系统，其特征在于：所述第一膜盒法兰及第二膜盒法兰固定在支架主体上。

4.根据权利要求1所述的超薄膜片的交互加压测试系统，其特征在于：所述稳流滤毛刺装置包括等效于LC滤波器中的L元件的螺旋气管以及等效于LC滤波器中的C元件的单进单出气室。

5.一种超薄膜片的交互加压测试方法，其特征在于包括：

提供权利要求1-4中任一项所述的交互加压测试系统；

以及，将待测试的超薄膜片固定于所述交互加压测试系统内，并通过微气压控制单元调节输入第一气室、第二气室的气流的压力、流量、脉冲波形，对待测试的超薄膜片两侧循环线性加压，以及分别通过第一传感器、第二传感器采集第一气室、第二气室的压力信息，进而获得预期的控制曲线。