CN107843392A - 一种压力测量系统自动化校准检验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力测量系统自动校准检验设备，包括机架、电控箱、工控计算机、环境传感器、数据转发装置、压力传感器、采集控制器、主路管道和若干条支路管道；所述主路管道上安装有主路电磁阀、电气比例阀、泄压电磁阀和高精度的压力表；每一条所述支路管道上均设有压力传感器快装接头、采集控制器夹具和支路电磁阀；所述压力传感器安装在压力传感器快装接头内，采集控制器安装在采集控制器夹具内；所述环境传感器、压力表和数据转发装置分别数据连接工控计算机，所述采集控制器数据连接数据转发装置；所述工控计算机、主路电磁阀、电气比例阀、泄压电磁阀和支路电磁阀分别与电控箱连接。

Description

一种压力测量系统自动化校准检验设备

技术领域

本发明涉及新型自动化仪表技术，尤其涉及一种压力测量系统自动化校准检验设备。

背景技术

压力是工业生产过程中的重要参数之一，压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件，实现智能化压力测量系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。然而目前压力测量系统的校准检验工作只能分别校准检验压力传感器、变送器或采集器，且同时只能针对单个压力测量设备进行校准检验，校准检验需要人工手动操作、数据读取困难，校准准确率低、效率低。因此，有必要发明一种能够一次性完成压力传感器、变送器及采集器的统一校准检验工作的自动化设备。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明提供一种能够一次装夹完成压力传感器、变送器及采集器的统一校准检验工作的压力测量系统自动化校准检验设备。

为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：

一种压力测量系统自动校准检验设备，其特征在于：包括机架、电控箱、工控计算机、环境传感器、数据转发装置、压力传感器、采集控制器、安装在机架上的主路管道和并联接入在主路管道上的若干条支路管道；所述主路管道上安装有主路电磁阀、电气比例阀、泄压电磁阀和高精度的压力表；每一条所述支路管道上均设有压力传感器快装接头、采集控制器夹具和支路电磁阀；所述压力传感器安装在压力传感器快装接头内，采集控制器安装在采集控制器夹具内，所述支路电磁阀位于压力传感器快装接头和采集控制器夹具之间；所述环境传感器、压力表和数据转发装置分别数据连接工控计算机，若干个所述采集控制器分别数据连接数据转发装置；所述工控计算机、主路电磁阀、电气比例阀、泄压电磁阀和支路电磁阀分别与电控箱连接，工控计算机用于读取、存储和处理环境传感器、压力表和数据转发装置的数据信息，并根据处理的信息通过电控箱控制主路电磁阀、电气比例阀、泄压电磁阀和支路电磁阀的运行。

进一步地，所述工控计算机设有产品数据服务器，所述产品数据服务器用于存储校准检验合格产品的序列号、校准检验日期、环境参数和校准数据的信息。

进一步地，还包括打印机，所述打印机与工控计算机连接，用于打印校准检验产品的合格标签、合格证和不合格标签。

进一步地，所述电控箱位于机架侧面，电控箱与机架固定连接。

进一步地，所述工控计算机的显示器位于电控箱上方。

进一步地，所述机架为框架结构，所述主路电磁阀、电气比例阀和压力表位于机架的上框架的内部后端；所述泄压电磁阀位于机架的上框架的左端下方。

进一步地，所述机架的上框架内在靠近前横梁处设有横向的加固梁，所述加固梁与前横梁之间的正上方设有横向支架梁，若干个所述压力传感器快装接头后端通过架设在前横梁和加固梁上的支路管道与加固梁后方的主路道管连接，若干个所述采集控制器夹具对应固定安装在支架梁上表面，且通过采集控制器夹具后端下方、加固梁上方的若干个支路电磁阀与支路管道连接。

进一步地，所述数据转发装置固定安装在支架梁中段的下表面。

进一步地，所述压力传感器快装接头前方设有可拆卸的快装挡板，所述快装挡板用于将压力传感器固定压紧在快装接头内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.可以一次对多个压力测量系统同时进行校准和检验，校准检验过程全部由计算机智能控制，解决了校准检验需要人工手动操作、数据读取困难，工作效率低等问题，提高了校准准确度和工作效率。

2.被校准产品的校准数据和校准环境数据等信息在产品数据后台服务器中保存，方便随时查询回溯产品信息，实现了智能化和信息化。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，加以详细说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的局部放大视图。

图中各标号和对应的名称为：

1.机架； 2.工控计算机； 3.电控箱； 4.主路电磁阀；

5.电气比例阀； 6.泄压电磁阀； 7.支路电磁阀； 8.压力表；

9.采集控制器夹具； 10.压力传感器快装接头； 11.数据转发装置；

12.主路管道； 13.支路管道； 1-1.前横梁； 1-2.加固梁；

1-3.支架梁； 10-1.快装挡板。

具体实施方式

一种压力测量系统自动校准检验设备，参见图1和图2所示，包括机架1、电控箱3、带有产品数据服务器的工控计算机2、打印机(图中未示出)、环境传感器(图中未示出)、数据转发装置11、压力传感器、采集控制器、安装在机架1上的主路管道12和并联接入在主路管道12上的若干条支路管道13。主路管道12上安装有主路电磁阀4、电气比例阀5、泄压电磁阀6和高精度的压力表8。每一条支路管道13上均设有压力传感器快装接头10、采集控制器夹具9和支路电磁阀7。压力传感器安装在压力传感器快装接头10内，采集控制器安装在采集控制器夹具9内，支路电磁阀7位于压力传感器快装接头10和采集控制器夹具9之间。机架1为框架结构，主路电磁阀4、电气比例阀5和压力表8位于机架1的上框架的内部后端，泄压电磁阀6位于机架1的上框架的左端下方。机架1的上框架内在靠近前横梁1-1处设有横向的加固梁1-2，加固梁1-2与前横梁1-1之间的正上方设有横向支架梁1-3，若干个压力传感器快装接头10后端通过架设在前横梁1-1和加固梁1-2上的支路管道13与加固梁1-2后方的主路道管连接。压力传感器快装接头10前方设有可拆卸的快装挡板10-1，快装挡板10-1用于将压力传感器固定压紧在压力传感器快装接头10内部。若干个采集控制器夹具9对应固定安装在支架梁1-3上表面，且通过采集控制器夹具9后端下方、加固梁1-2上方的若干个支路电磁阀7与支路管道13连接。数据转发装置11固定安装在支架梁1-3中段的下表面，电控箱3位于机架1侧面，电控箱3与机架1固定连接，工控计算机2的显示器位于电控箱3上方。环境传感器、压力表8、数据转发装置11打印机分别连接工控计算机2，若干个采集控制器分别数据连接数据转发装置11；工控计算机2、主路电磁阀4、电气比例阀5、泄压电磁阀6和支路电磁阀7分别与电控箱3连接，工控计算机2用于读取、存储和处理环境传感器、压力表8和数据转发装置11的数据信息，并根据处理的信息通过电控箱3控制主路电磁阀4、电气比例阀5、泄压电磁阀6和支路电磁阀7的运行；打印机用于打印校准检验产品的合格标签、合格证和不合格标签。

本发明校准检验过程：

S1：将压力传感器装入压力传感器快装接头10，插入压力传感器快装挡板10-1。

S2：将采集控制器装入采集控制器夹具9，采集控制器与数据转发装置11建立连接。

S3：在工控计算机2上选择量程、分级、精度等级，然后点击开始按键。

S4：工控计算机2通过环境传感器获得当前的温度、湿度、大气压力等环境数据。

S5：工控计算机2通过数据转发装置11向各工位的采集控制器发送数据，采集控制器接收到数据后通过数据转发装置11回发数据，检验各工位采集控制器工作是否正常。若采集控制器工作正常则工控计算机2控制电控箱打开对应工位的各工位支路电磁阀7；若采集控制器工作不正常则关闭对应工位。

S6：工控计算机2控制电控箱打开主路电磁阀4、泄压电磁阀6，关闭电气比例阀5，使管路内压力为0，读取并记录高精度压力表8的输出数值，通过数据转发装置11读取采集控制器的输出数值并记录，关闭泄压电磁阀6。

S7：分级加压：工控计算机2根据之前设置的量程、分级计算目标压力，根据电气比例阀5控制参数计算达到95％目标压力时控制信号的理论电压值并输出该电压信号给电气比例阀5，电气比例阀5加压，待管路内压力稳定后，工控计算机根据当前高精度压力表8的输出数值计算达到目标压力时控制信号的精确电压值并输出该电压信号给电气比例阀5，电气比例阀5继续加压，待管路内压力稳定后，工控计算机判断高精度压力表8的输出数值是否达到目标压力。若未达到目标压力则继续微调控制电气比例阀5的电压信号直至达到目标压力；若达到目标压力则记录控制电气比例阀5的电压值，关闭主路电磁阀4使管路内压力保持恒定，读取并记录高精度压力表8输出数值，通过数据转发装置11读取采集控制器的输出数值并记录，打开主路电磁阀4。

S8：重复步骤S7直至最大量程。

S9：分级泄压：根据加压过程中记录的控制电气比例阀5的电压值输出电压控制信号至电气比例阀5，电气比例阀5泄压，待管路内压力稳定后，工控计算机判断高精度压力表8的输出数值是否达到目标压力。若未达到目标压力则继续微调控制电气比例阀5的电压信号直至达到目标压力；若达到目标压力则关闭主路电磁阀4使管路内压力保持恒定，读取并记录高精度压力表8输出数值，通过数据转发装置11读取采集控制器的输出数值并记录，打开主路电磁阀4。

S10：重复步骤S9直到泄压至0。

S11：工控计算机根据以上数据，计算各工位产品的误差，若误差在设定的允许误差范围内则判定为合格产品，若误差超过设定的允许误差则判定为不合格产品。

S12：工控计算机根据校准检验的数据计算合格产品的标定系数并生成产品序列号，然后将标定系数和产品序列号写入合格产品内。

S13：工控计算机将合格产品的序列号、校准检验日期、环境参数、详细校准数据等信息发送至产品数据服务器保存。

S14：打印机打印产品合格标签、合格证和不合格标签，将打印出来的标签按照工位顺序依次贴到产品上，卸下产品，完成校准检验工作。

本发明的误差计算方法：

量程：P_max，允许误差：ε，

分级：

G₁，G₂，G₃，......，G_n

实际测得压强值：

P₁，P₂，P₃，......，P_n

实际测得传感器AD值：

A₁，A₂，A₃，......，A_n

第一步：先计算出计算公式如下：

最小压强值的平均值：

最大压强值的平均值：

最小AD值的平均值：

最大AD值的平均值：

第二步：接着计算出△P、△A，计算公式如下：

△A＝A_max-A_min

第三步：得出系数f：

第四步：根据系数f，计算理论压强值：

P′₁，P′₂，P′₃，......，P′_n

其中

第五步：计算实际误差：

ε′₁，ε′₂，ε′₃，......，ε′_n

其中

第六步：最后判断每个分级的误差是否都小与等于允许误差(ε′_n≤ε)，若有一个分级的误差不在范围内即判断该传感器不合格。

本发明可以一次对一批压力测量系统同时进行校准和检验，校准检验过程全部由计算机智能控制，提高了校准检验的效率和准确性，同时产品的校准数据和校准环境数据等信息在产品数据后台服务器中保存，方便随时查询回溯产品信息，实现了智能化和信息化。

本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种压力测量系统自动校准检验设备，其特征在于：包括机架、电控箱、工控计算机、环境传感器、数据转发装置、压力传感器、采集控制器、安装在机架上的主路管道和并联接入在主路管道上的若干条支路管道；所述主路管道上安装有主路电磁阀、电气比例阀、泄压电磁阀和高精度的压力表；每一条所述支路管道上均设有压力传感器快装接头、采集控制器夹具和支路电磁阀；所述压力传感器安装在压力传感器快装接头内，采集控制器安装在采集控制器夹具内，所述支路电磁阀位于压力传感器快装接头和采集控制器夹具之间；所述环境传感器、压力表和数据转发装置分别数据连接工控计算机，若干个所述采集控制器分别数据连接数据转发装置；所述工控计算机、主路电磁阀、电气比例阀、泄压电磁阀和支路电磁阀分别与电控箱连接，工控计算机用于读取、存储和处理环境传感器、压力表和数据转发装置的数据信息，并根据处理的信息通过电控箱控制主路电磁阀、电气比例阀、泄压电磁阀和支路电磁阀的运行。

2.如权利要求1所述的一种压力测量系统自动校准检验设备，其特征在于：所述工控计算机设有产品数据服务器，所述产品数据服务器用于存储校准检验合格产品的序列号、校准检验日期、环境参数和校准数据的信息。

3.如权利要求2所述的一种压力测量系统自动校准检验设备，其特征在于：还包括打印机，所述打印机与工控计算机连接，用于打印校准检验产品的合格标签、合格证和不合格标签。

4.如权利要求1所述的一种压力测量系统自动校准检验设备，其特征在于：所述电控箱位于机架侧面，电控箱与机架固定连接。

5.如权利要求4所述的一种压力测量系统自动校准检验设备，其特征在于：所述工控计算机的显示器位于电控箱上方。

6.如权利要求1所述的一种压力测量系统自动校准检验设备，其特征在于：所述机架为框架结构，所述主路电磁阀、电气比例阀和压力表位于机架的上框架的内部后端；所述泄压电磁阀位于机架的上框架的左端下方。

7.如权利要求6所述的一种压力测量系统自动校准检验设备，其特征在于：所述机架的上框架内在靠近前横梁处设有横向的加固梁，所述加固梁与前横梁之间的正上方设有横向支架梁，若干个所述压力传感器快装接头后端通过架设在前横梁和加固梁上的支路管道与加固梁后方的主路道管连接，若干个所述采集控制器夹具对应固定安装在支架梁上表面，且通过采集控制器夹具后端下方、加固梁上方的若干个支路电磁阀与支路管道连接。

8.如权利要求6所述的一种压力测量系统自动校准检验设备，其特征在于：所述数据转发装置固定安装在支架梁中段的下表面。

9.如权利要求1所述的一种压力测量系统自动校准检验设备，其特征在于：所述压力传感器快装接头前方设有可拆卸的快装挡板，所述快装挡板用于将压力传感器固定压紧在压力传感器快装接头内部。