CN105372024A - 一种用pwm控制电磁阀的差压式气密检漏仪及其检漏方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪及其检漏方法，其包括控制单元、气源接口、充气阀、平衡阀、基准物接口和被测物接口；气源接口与充气阀连通且两者之间接有第一压力传感器；充气阀的输出端口处分别与基准物接口、被测物接口、排气阀以及第二压力传感器并接，且基准物接口和被测物接口均通过设有平衡阀的气道与充气阀连接；控制单元包括PWM控制器，PWM控制器分别与充气阀、平衡阀以及排气阀电连接。本发明使用PWM控制器来控制气密检漏仪中用到的电磁阀可以有效避免了大流量电磁阀发热量大的问题。

Description

一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪及其检漏方法

技术领域

本发明属于气密检测领域，尤其是涉及一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪及其检漏方法。

背景技术

目前的气密检漏仪中的控制阀，常采用如下两种技术方案：

微流量电磁阀加上气控阀：用小功率的微流量电磁阀导通或截断驱动压，通过驱动压控制气控阀，实现检漏仪的气路控制。使用此方式进行气密检测的缺点在于：器件成本高，需要分别使用一个电磁阀和一个气控阀，才能操控一个气路节点，增加了检漏仪的成本；同时使用和维护成本高，用户需要额外提供驱动压气源，要接两个气源(驱动压和测试压)才能驱动检漏仪，进而增加了用户的使用和维护成本。

大流量电磁阀：直接使用大流量的电磁阀实现检漏仪的气路控制。使用此方式进行气密检测的缺点在于：检测精度低，由于大流量的电磁阀功耗较高，发热量大，对气路中气体的压力和传感器检测都会产生不良影响，因此检漏仪的检测精度会明显较差；同时噪音大、故障率高，由于大流量的电磁阀功耗较高，发热量大，检漏仪必须使用主动散热的方式来为内部气路降温，这就需要增加风扇，而运行过程中就会产生噪音。

而且工业现场环境复杂，检漏仪内部的风扇极易积尘，造成故障，风扇故障又会导致电磁阀过热，产生更严重的故障，甚至烧毁检漏仪的电路。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪及其检漏方法，以解决电磁阀发热量大、功耗高且检漏精度低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪，其包括控制单元、气源接口、充气阀、平衡阀、基准物接口和被测物接口；

所述气源接口与充气阀连通且两者之间接有第一压力传感器；

所述充气阀的输出端口处分别与基准物接口、被测物接口、排气阀以及第二压力传感器并接，且基准物接口和被测物接口均通过设有平衡阀的气道与充气阀连接；

所述排气阀的输入端与充气阀连通，其输出端设有排气口；

在所述基准物接口和被测物接口之间设有差压传感器；

所述控制单元包括PWM控制器，所述PWM控制器分别与充气阀、平衡阀以及排气阀电连接。

进一步的，所述控制单元还包括输入设备和显示设备，所述输入设备与PWM控制器信号连接，所述PWM控制器与所述显示设备信号连接。

进一步的，所述充气阀和平衡阀均为两位两通常闭电磁阀。

进一步的，所述排气阀为两位两通常开电磁阀。

相对于现有技术，本发明所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪具有以下优势：

本发明使用PWM控制器来控制气密检漏仪中用到的电磁阀可以有效避免了大流量电磁阀发热量大的问题；

同时，由于电磁阀动作时需要较大的电流，控制电路将在电磁阀动作时给出一定时间的高电平，待电磁阀动作后，再输出PWM，以较小的电流保持住电磁阀的动作状态，故而有效避免了大流量电磁阀发热量大的问题；

由于不同的电磁阀，动作时需要的电流不同，维持电磁阀状态需要的电流也不同，因此，本方案采用PWM控制器控制电磁阀的方式，对电磁阀控制电路的高电平时间及维持电磁阀时PWM的占空比均可以通过控制单元进行设定，设定后的参数会保存到存储器中。检漏仪工作时，控制单元将从存储器自动调取电磁阀控制参数，即可对电磁阀进行驱动，故而提高整个检漏仪的检测效率和精度。

本发明的另一目的在于提出一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪的检漏方法，以解决在减少气密检漏仪发热量的情况下，提高检漏效率的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪的检漏方法，其具体步骤：

步骤一，将基准物接入到基准物接口处，被测物接入到被测物接口处，而气源接口处与气源接通；

步骤二，PWM控制器控制充气阀和平衡阀打开的同时关闭排气阀；

步骤三，PWM控制器控制气源向被测物和基准物内通入气体；

步骤四，充气完成之后关闭充气阀，同时检测第二压力传感器的压力值变化幅度是否在PWM控制器中设定的范围内，在规定范围内则进入下一步骤；

步骤五，关闭平衡阀，通过差压传感器检测基准物和被测物之间的差压数值，PWM控制器接收差压传感器的信号变化后进行判断被测物的泄漏量。

进一步的，所述充气阀、排气阀以及平衡阀均为电磁阀，所述PWM控制器对电磁阀在该PWM控制器内部设定的时间内输出高电平并驱使对应的电磁阀打开，而PWM控制器对电磁阀输出低电平而驱使对应的电磁阀关闭。

进一步的，所述步骤四中第二压力传感器的压力值变化幅度超出PWM控制器中设定的范围则使得PWM控制器控制排气阀和平衡阀的打开，之后被测物和基准物内的气体通过排气阀连通的排气口排出。

进一步的，还包括步骤六，PWM控制器控制排气阀和平衡阀的打开，使得被测物和基准物中残余的气体通过排气阀后从排气口排出。

进一步的，被测物和基准物中气体排出后，PWM控制器控制平衡阀关闭，并恢复原始待机状态。

相对于现有技术，本发明所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪的检漏方法具有以下优势：

本发明使用PWM控制器来控制气密检漏仪中用到的电磁阀可以有效避免了大流量电磁阀发热量大的问题；

因为PWM控制器可持续监控各个电磁阀当前所需的工作状态，掌控电磁阀收到高电平的时间，保证电磁阀不会长时间受到高电平驱动，故而避免了大流量电磁阀发热的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪的元器件连接示意图；

图2为本发明实施例所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪的检漏方法流程图；

图3为本发明实施例所述的PWM控制器控制电磁阀的控制方法流程图。

图1中的实线表示气路，而虚线表示电路。

附图标记说明：

1-气源；2-充气阀；3-平衡阀；4-排气阀；5-差压传感器；6-第一压力传感器；7-第二压力传感器；8-被测物；9-基准物；10-排气口；11-PWM控制器；12-输入设备；13-存储设备；14-显示设备。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示：

1、测试压气源为空气气源；

2、充气阀：两位两通常闭电磁阀，在充气阶段打开，对被测物进行预充气，充气完成后关闭；

3、平衡阀：两位两通常闭电磁阀，在充气完成后到检测完成之前关闭，其余时刻均打开；

4、排气阀：两位两通常开电磁阀，在检测过程(从充气开始，直到检测结束)中关闭，检测完成后打开；

5、差压传感器：在差压检测环节用来检测被测物和基准物之间的压力差；

6、第一压力传感器：用来检测测试压力；

7、第二压力传感器：用来检测检测过程当中检漏仪的工作压力；

12、输入设备：用来向PWM控制器进行输入，包括输入检测指令、输入修改参数指令、设定电磁阀控制参数等；

13、存储设备：用来存储检测结果和电磁阀参数等数据；

14、显示设备：由PWM控制器驱动，用于和用户进行人机交互。

一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪，其包括控制单元、气源接口、充气阀2、平衡阀3、基准物接口和被测物接口；

所述气源接口与充气阀2连通且两者之间接有第一压力传感器6；

所述充气阀2的输出端口处分别与基准物接口、被测物接口、排气阀4以及第二压力传感器7并接，且基准物接口和被测物接口均通过设有平衡阀3的气道与充气阀2连接；

所述排气阀4的输入端与充气阀2连通，其输出端设有排气口10；

在所述基准物接口和被测物接口之间设有差压传感器5；

所述控制单元包括PWM控制器11、输入设备12和显示设备14，所述PWM控制器11分别与充气阀2、平衡阀3以及排气阀4电连接，所述输入设备12与PWM控制器11信号连接，所述PWM控制器11与所述显示设备14信号连接。

上述充气阀2和平衡阀3均为两位两通常闭电磁阀，而所述排气阀4为两位两通常开电磁阀。

本检漏仪可通过输入设备12、存储设备13和控制单元，由用户分别设定充气阀2、平衡阀3和排气阀4的驱动参数，其中驱动参数包含：

a动作时间：驱动电磁阀动作时，高电平需要维持的时间。

b占空比：维持电磁阀动作时，PWM波形的占空比。

如图2和3所示，使用根据权利要求1所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪的检漏方法，其具体步骤：

步骤一，在待机状态下，控制单元会保持所有阀处在缺省状态。

步骤二，在检测过程开始时，PWM控制器11将首先打开充气阀2和平衡阀3，关闭排气阀4，对被测物8和基准物7进行充气，以便在检测之前，使被测物8和基准物7内部压力预先达到测试压力，经过预设的充气时间后，PWM控制器11将关闭充气阀2，进而停止充气。

步骤三，PWM控制器11使得充气阀2关闭，在预设的平衡时间之内，对第二压力传感器7进行监测，判定被测物8中的测试压力是否符合要求，不符合要求则直接跳至步骤五，符合要求则继续下一步。

步骤四，PWM控制器11将在预设的时间内关闭平衡阀3，使得基准物7和被测物8之间的通路被切断，同时PWM控制器11通过监测差压传感器5的信号变化，在预设的检测时间结束后，判定被测物8的差压检测泄漏量。

步骤五，PWM控制器11将排气阀4和平衡阀3打开(保持充气阀2关闭)，使被测物8和基准物7中残余的高压气体通过排气阀4排出，同时在显示设备14上显示检测结果。

步骤六，预设的排气时间结束后，PWM控制器11关闭平衡阀3，此时整个系统恢复到待机状态。

上述的PWM控制器11对均为电磁阀的充气阀2、排气阀4以及平衡阀3的控制器方式为：

如图3所示，所述PWM控制器11对电磁阀在该PWM控制器11内部设定的时间内输出高电平并驱使对应的电磁阀打开，在打通之后的状态下PWM控制器11持续输出PWM波形驱动电磁阀，而PWM控制器11对电磁阀输出低电平而驱使对应的电磁阀关闭。

本此检漏仪以及使用该检漏仪的检漏方法所实现的有益效果：

器件成本低：只使用大流量电磁阀，无需气控阀，也不需要使用主动散热器件，降低了设备制造成本。

使用和维护成本低：用户只需要配套单一气源即可使用，无需增加一套驱动气源及设备，降低了用户的使用和维护成本。

检测精度高：由于避免了大流量电磁阀发热的问题，因此设备的精度可以做得更高。

噪音小、故障率低：无需增加主动散热器件，检漏仪工作时不会产生额外的噪音。电磁阀不会过热，也大大降低了出现故障的概率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪，其特征在于：包括控制单元、气源接口、充气阀(2)、平衡阀(3)、基准物接口和被测物接口；

所述气源接口与充气阀(2)连通且两者之间接有第一压力传感器(6)；

所述充气阀(2)的输出端口处分别与基准物接口、被测物接口、排气阀(4)以及第二压力传感器(7)并接，且基准物接口和被测物接口均通过设有平衡阀(3)的气道与充气阀(2)连接；

所述排气阀(4)的输入端与充气阀(2)连通，其输出端设有排气口(10)；

在所述基准物接口和被测物接口之间设有差压传感器(5)；

所述控制单元包括PWM控制器(11)，所述PWM控制器(11)分别与充气阀(2)、平衡阀(3)以及排气阀(4)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪，其特征在于：所述控制单元还包括输入设备(12)和显示设备(14)，所述输入设备(12)与PWM控制器(11)信号连接，所述PWM控制器(11)与所述显示设备(14)信号连接。

3.根据权利要求1所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪，其特征在于：所述充气阀(2)和平衡阀(3)均为两位两通常闭电磁阀。

4.根据权利要求1或4所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪，其特征在于：所述排气阀(4)为两位两通常开电磁阀。

5.使用根据权利要求1所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪的检漏方法，其特征在于：

具体步骤：

步骤一(101)，将基准物(9)接入到基准物接口处，被测物(8)接入到被测物接口处，而气源接口处与气源(1)接通；

步骤二(102)，PWM控制器(11)控制充气阀(2)和平衡阀(3)打开的同时关闭排气阀(4)；

步骤三(103)，PWM控制器(11)控制气源(1)向被测物(8)和基准物(9)内通入气体；

步骤四(104)，充气完成之后关闭充气阀(2)，同时检测第二压力传感器(7)的压力值变化幅度是否在PWM控制器(11)中设定的范围内，在规定范围内则进入下一步骤；

步骤五(105)，关闭平衡阀(3)，通过差压传感器(5)检测基准物(9)和被测物(8)之间的差压数值，PWM控制器(11)接收差压传感器(5)的信号变化后进行判断被测物(8)的泄漏量。

6.根据权利要求5所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪的检漏方法，其特征在于：所述充气阀(2)、排气阀(4)以及平衡阀(3)均为电磁阀，所述PWM控制器(11)对电磁阀在该PWM控制器(11)内部设定的时间内输出高电平并驱使对应的电磁阀打开，而PWM控制器(11)对电磁阀输出低电平而驱使对应的电磁阀关闭。

7.根据权利要求5所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪的检漏方法，其特征在于：所述步骤四中第二压力传感器(7)的压力值变化幅度超出PWM控制器(11)中设定的范围则使得PWM控制器(11)控制排气阀(4)和平衡阀(3)的打开，之后被测物(8)和基准物(9)内的气体通过排气阀(4)连通的排气口(10)排出。

8.根据权利要求5所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪的检漏方法，其特征在于：还包括步骤六(106)，PWM控制器(11)控制排气阀(4)和平衡阀(3)的打开，使得被测物(8)和基准物(9)中残余的气体通过排气阀(4)连通的排气口(10)排出。

9.根据权利要求8所述的一种用PWM控制电磁阀的差压式气密检漏仪的检漏方法，其特征在于：被测物(8)和基准物(9)中气体排出后，PWM控制器(11)控制平衡阀(3)关闭，并恢复原始待机状态。