CN108871936A - 一种车用气瓶水压检测控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用气瓶水压检测控制装置，包括控制器、状态指示灯、开关按钮、PC机、打印机、手动水阀、静置水箱、气液增压泵、气泵空压机、气管、压力表、旋转编码器和受试瓶。本发明的有益效果是：本发明装置采用旋转编码器代替电子秤来计量车用气瓶水压检测过程排水量数据，并且不需要使用水套，减少检测设备硬件成本和硬件故障率，检测数据准确、可靠；本发明装置检测效率高，为检测者减少频繁去皮或倾倒上次检测剩余排水量操作所带来的工作量，通过力控组态软件或系统设有的硬件元器件均可进行气瓶水压检测，操作简单、方便。本水压检测装置具有良好的社会效益，适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测控制装置，具体为一种车用气瓶水压检测控制装置，属于水压检测控制装置应用技术领域。
背景技术
由于天然气价格便宜，而且清洁无污染，已广泛应用在公交车和出租车等交通工具上，为人们的出行带来了方便。国家规定车用气瓶必须进行定期年检，对于检测不合格气瓶或达到使用年限的气瓶不得再次投入使用，进一步保证人们出行的安全和减少不必要的财产损失。
目前，我国车用气瓶检测绝大多数采用外测法水压检测，通过注入高压水，使得气瓶膨胀体积增大，将水套中的水溢出，保压一段时间后然后将其高压水卸压，使得气瓶因失去高压水而体积收缩，并利用负压将排出的水量再倒吸部分回到水套，利用最大排水量和最终排水量得出气瓶的最大变形量和残余变形率，这种方法一般使用电子秤将最大排水量和残余排水量上传给车用气瓶水压检测设备的控制器，其最大缺点就是每次水压检测时，检测者要么将电子秤上方水容器中上一次残余水量倒掉，要么所用电子秤具有去皮功能，检测者每次检测时，必须首先按下电子秤上的去皮键或检测软件上的去皮按键，而且很多检测软件上还不具备去皮功能，频繁的去皮操作不仅增加检测者工作量，而且因用电子秤和水套使得检测设备硬件成本增加，检测者也易忘记操作去皮功能或倾倒上次检测剩余水量，从而导致本次气瓶检测数据不够准确，增加车用气瓶使用的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车用气瓶水压检测控制装置，本装置采用旋转编码器代替电子秤来计量车用气瓶水压检测过程排水量数据，并且不需要使用水套，减少检测设备硬件成本和硬件故障率，检测数据准确、可靠本发明装置检测效率高，为检测者减少频繁去皮或倾倒上次检测剩余排水量操作所带来的工作量，通过力控组态软件或系统设有的硬件元器件均可进行气瓶水压检测，操作简单、方便。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种车用气瓶水压检测控制装置，包括控制器1、状态指示灯2、开关按钮3、PC机4、打印机5、手动水阀6、静置水箱9、气液增压泵13、气泵空压机14、气管15、压力表18、旋转编码器20和受试瓶22，所述控制器1经该装置的模块数字量接口与状态指示灯2、开关按钮3、第一电磁水阀7、第二电磁水阀11、第三电磁水阀19、第一电磁气阀16、第二电磁气阀17和旋转编码器20相连接，所述旋转编码器20的脉冲输出端A、脉冲输出端B与所述控制器1高速计数的数字量输入端相连接，经该装置模块的串行通信端口与PC机4相连接，经所述控制器1的模拟量输入扩展模块与压力表18相连接，所述打印机5与PC机4相连接，所述静置水箱9上设有进水口和出水口，所述进水口经低压软管8及手动水阀6和第一电磁水阀7与市自来水管相连接，所述手动水阀6在设备未通电运行情况下，可手动向静置水箱9增加检测用水，且所述手动水阀6与所述第一电磁水阀7相并联，所述静置水箱9出水口经第一高压软管10和第二高压软管12与第二电磁水阀11、气液增压泵13的进水口相连接，所述气液增压泵13的进水口通过第三电磁水阀19和第二高压软管12与排水池相连接，所述气液增压泵13的出水口经第三高压软管21与受试瓶22相连接，所述压力表18与第三高压软管21相连接，所述旋转编码器20与所述气液增压泵13的旋转轴相连接，所述气泵空压机14经气管15和第一电磁气阀16与气液增压泵13的进气口相连接，所述气液增压泵13的进气口通过第二电磁气阀17和气管15与外界相连接。
本发明的进一步改进在于：所述控制器1包括本机模块和模拟量输入扩展模块，本机模块选用西门子S7-200SMART PLC CPU SR40，模拟量输入扩展模块选用EM AE04，且所述本机模块与模拟量扩展模块通过模块连接插口相连接。
本发明的进一步改进在于：所述状态指示灯2包括快增压指示灯、慢增压指示灯、保压指示灯、卸压指示灯、自动操作模式指示灯、手动操作模式指示灯、加水指示灯和停止指示灯。
本发明的进一步改进在于：所述开关与按钮3包括手动/自动操作模式转换开关、启动按钮、停止按钮、卸压按钮和加水按钮，在自动操作模式下，按下启动按钮完成一次检测，在手动操作模式下按下启动按钮只起点动作用。
本发明的进一步改进在于：所述PC机4为一体机电脑，且PC机4中安装有力控组态软件，组态界面除设有上述状态指示灯2和开关与按钮3中的按钮控件外，还设有数据曲线显示控件、最大变形量数据显示控件、残余变形率显示控件、受试瓶22的容积控件、受试瓶22的检测压力控件、受试瓶检测结论控件等，所述气瓶检测数据及曲线通过打印机5打印。
本发明的进一步改进在于：所述电磁气阀16包括三个同型号并联的电磁气阀，在快增压阶段三个电磁气阀同时工作，在慢增压阶段只有其中一个电磁气阀工作。
本发明的进一步改进在于：所述压力表18上设置有模拟量输出接口和数据显示屏，以便检测者实时掌握受试瓶22内水压值，并便于系统实时显示排水量与水压关系曲线和水压与时间关系曲线。
本发明的进一步改进在于：所述第一电磁水阀7、第二电磁水阀11、第三电磁水阀19、第一电磁气阀16、第二电磁气阀17和状态指示灯2均选用直流24V电压等级，且直流24V来自检测设备的直流24V稳压电源。
本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：
1、本发明装置采用旋转编码器代替电子秤来计量车用气瓶水压检测过程排水量数据，并且不需要使用水套，减少检测设备硬件成本和硬件故障率，检测数据准确、可靠。
2、本发明装置检测效率高，为检测者减少频繁去皮或倾倒上次检测剩余排水量操作所带来的工作量，通过力控组态软件或系统设有的硬件元器件均可进行气瓶水压检测，操作简单、方便。本水压检测装置牢固耐用，具有良好的社会效益，适合推广使用。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明整体工作原理图。
图中：1、控制器；2、状态指示灯；3、开关按钮；4、PC机；5、打印机；6、手动水阀；7、第一电磁水阀；8、低压软管；9、静置水箱；10、第一高压软管；11、第二电磁水阀；12、第二高压软管；13、气液增压泵；14、气泵空压机；15、气管；16、第一电磁气阀；17、第二电磁气阀；18、压力表；19、第三电磁水阀；20、旋转编码器；21、第三高压软管；22、受试瓶。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种车用气瓶水压检测控制装置，包括控制器1、状态指示灯2、开关按钮3、PC机4、打印机5、手动水阀6、静置水箱9、气液增压泵13、气泵空压机14、气管15、压力表18、旋转编码器20和受试瓶22，控制器1经该装置的模块数字量接口与状态指示灯2、开关按钮3、第一电磁水阀7、第二电磁水阀11、第三电磁水阀19、第一电磁气阀16、第二电磁气阀17和旋转编码器20相连接，旋转编码器20的脉冲输出端A、脉冲输出端B与控制器1高速计数的数字量输入端相连接，经该装置模块的串行通信端口与PC机4相连接，经控制器1的模拟量输入扩展模块与压力表18相连接，打印机5与PC机4相连接，静置水箱9上设有进水口和出水口，进水口经低压软管8及手动水阀6和第一电磁水阀7与市自来水管相连接，手动水阀6在设备未通电运行情况下，可手动向静置水箱9增加检测用水，且手动水阀6与第一电磁水阀7相并联，静置水箱9出水口经第一高压软管10和第二高压软管12与第二电磁水阀11、气液增压泵13的进水口相连接，气液增压泵13的进水口通过第三电磁水阀19和第二高压软管12与排水池相连接，气液增压泵13的出水口经第三高压软管21与受试瓶22相连接，压力表18与第三高压软管21相连接，旋转编码器20与气液增压泵13的旋转轴相连接，气泵空压机14经气管15和第一电磁气阀16与气液增压泵13的进气口相连接，气液增压泵13的进气口通过第二电磁气阀17和气管15与外界相连接。
作为本发明的一种技术优化方案：控制器1包括本机模块和模拟量输入扩展模块，本机模块选用西门子S7-200SMART PLC CPU SR40，模拟量输入扩展模块选用EM AE04，且本机模块与模拟量扩展模块通过模块连接插口相连接。
作为本发明的一种技术优化方案：状态指示灯2包括快增压指示灯、慢增压指示灯、保压指示灯、卸压指示灯、自动操作模式指示灯、手动操作模式指示灯、加水指示灯和停止指示灯。
作为本发明的一种技术优化方案：开关与按钮3包括手动/自动操作模式转换开关、启动按钮、停止按钮、卸压按钮和加水按钮，在自动操作模式下，按下启动按钮完成一次检测，在手动操作模式下按下启动按钮只起点动作用。
作为本发明的一种技术优化方案：PC机4为一体机电脑，且PC机4中安装有力控组态软件，组态界面除设有上述状态指示灯2和开关与按钮3中的按钮控件外，还设有数据曲线显示控件、最大变形量数据显示控件、残余变形率显示控件、受试瓶22的容积控件、受试瓶22的检测压力控件、受试瓶检测结论控件等，气瓶检测数据及曲线通过打印机5打印。
作为本发明的一种技术优化方案：电磁气阀16包括三个同型号并联的电磁气阀，在快增压阶段三个电磁气阀同时工作，在慢增压阶段只有其中一个电磁气阀工作。
作为本发明的一种技术优化方案：压力表18上设置有模拟量输出接口和数据显示屏，以便检测者实时掌握受试瓶22内水压值，并便于系统实时显示排水量与水压关系曲线和水压与时间关系曲线。
作为本发明的一种技术优化方案：第一电磁水阀7、第二电磁水阀11、第三电磁水阀19、第一电磁气阀16、第二电磁气阀17和状态指示灯2均选用直流24V电压等级，且直流24V来自检测设备的直流24V稳压电源。
结合图1简述本发明的工作原理：
首先将检测控制装置和气泵空压机14供电，并启动好PC机4，在受试瓶22与高压软管21坚固连接且静置水箱9中检测用水满足检测条件前提下，将开关与按钮3中的自动/手动操作模式开关旋转到自动操作模式状态，状态指示灯2和PC机4检测界面中的自动操作模式指示灯亮起，按下或单击开关与按钮3或PC机4检测界面中的启动按钮或其控件，电磁水阀11和电磁气阀16的三个电磁气阀均得电，系统进入快增压阶段，静置水箱9中的水在气液增压泵13间断运行作用下快速注入到受试瓶22，此时状态指示灯2和PC机4检测界面中的快增压指示灯亮起，在受试瓶22中水未注满前，压力表18显示数据为0，旋转编码器20随着气液增压泵13的正向旋转而发出高速A、B相脉冲，此高速A、B相脉冲传送给控制器1的本机模块，但此时并没有对其计数；当受试瓶22中水注满且压力表18数据不为0时，控制器1的本机模块开始对旋转编码器20发来的高速A、B相脉冲此时A相超前B相进行计数，当受试瓶22中所施加的压力达到检测压力值根据PC机4检测界面中受试瓶22的检测压力输入值确定的90％时，系统进入慢增压阶段，此时电磁气阀16中只有一个电磁气阀得电，同时状态指示灯2和PC机4检测界面中的快增压指示灯熄灭，而状态指示灯2和PC机4检测界面中的慢增压指示灯亮起，继续向受试瓶22中注水，直到受试瓶22中压力值达到检测值时，电磁水阀11和电磁气阀16中工作的那个电磁气阀失电，此时系统进入保压阶段，状态指示灯2和PC机4检测界面中的慢增压指示灯熄灭，而状态指示灯2和PC机4检测界面中的保压指示灯亮起，这时气液增压泵13停止旋转，旋转编码器20停止发出高速A、B相脉冲，控制器1的本机模块已记录下压力表18从数据不为0到数据达到检测压力值这一过程中旋转编码器20发出的高速脉冲数，控制器1的本机模块根据气液增压泵13的流量和转速及旋转编码器20的线数1000P/R和发出的高速脉冲数可以确定受试瓶22的最大变形量，即压力表18数据从不为0到检测压力值这段时间内注入到受试瓶22中的水量V1；保压2min时间达到后，系统进入卸压阶段，状态指示灯2和PC机4检测界面中的保压指示灯熄灭，而状态指示灯2和PC机4检测界面中的卸压指示灯亮起，此时控制器1的本机模块发出指令使电磁气阀17和电磁水阀19得电，电磁气阀17得电时将气液增压泵13中的空气排水，受试瓶22中的高压水便可通过高压软管21、气液增压泵13、高压软管12和电磁水阀19流入到排水池，这时压力表18中数据从检测压力值快速下降到0，旋转编码器20也会随着气液增压泵13的反向旋转而反向旋转，发出B相超前A相的高速脉冲，在卸压过程中控制器1的本机模块对旋转编码器20发来的高速A、B相脉冲进行计数，同样控制器1的本机模块将根据气液增压泵13的流量和转速及旋转编码器20的线数1000P/R和发出的高速脉冲数来确定受试瓶22因卸压收缩而排出的水量V2，将V1与V2相减后除以受试瓶22的容积V在检测前检测者将受试瓶22的容积输入到PC机4组态界面相应控件中，再乘以100％便可达到受试瓶22的残余变形率，此数值与国家规定的残余变形率相比，若小于等于国家规定的残余变形率则此受试瓶22检测结论为合格，若大于国家规定的残余变形率则此受试瓶22检测结论为不合格，在检测结论会在PC机4检测界面中的受试瓶22的检测结论控件中加以显示，卸压过程结束后，状态指示灯2和PC机4检测界面中的卸压指示灯熄灭，电磁水阀19和电磁气阀17失电，本次检测过程结束；在整个检测过程中，PC机4检测界面中实时显示压力-时间关系曲线、排水量-压力关系曲线、实时排水量及实时系统压力值，这时可通过单击PC机4检测界面中的打印控件，便可通过打印机5打印本次检测报告；若将开关与按钮3中的自动/手动操作模式开关旋转到手动操作模式状态，状态指示灯2和PC机4检测界面中的手动操作模式指示灯亮起，按下或单击开关与按钮3或PC机4检测界面中的启动按钮或其控件，系统进入加压状态，过程同自动操作模式，相应指示灯亮起，但是系统操作只是处于点动状态，即松开启动按钮后，系统将停止加压，便停止对受试瓶22进行注水，无论何时按下或单击开关与按钮3或PC机4检测界面中卸压按钮或其控件，系统进行卸压若压力表18中数据为0，则不进行卸压过程；无论系统处于何种操作模式，若按下或单击开关与按钮3或PC机4检测界面中停止按钮或其控件，所有电磁气阀和电磁水阀均失电，同时状态指示灯2和PC机4检测界面中的停止指示灯亮起；若按下设在电源线路中的急停按钮，整个检测设备将失去供电；若静置水箱9中的检测用水量不足，可通过按下或单击开关与按钮3或PC机4检测界面中加水按钮或其控件，电磁水阀7得电，自来水将通过低压软管8进入静置水箱9，直至按下或单击开关与按钮3或PC机4检测界面中停止按钮或其控件，或在设备未供电情况下通过手动水阀6对静置水箱9进行注水或停止注水；同时，控制器1的本机模块还具有检测压力表18的损坏功能，根据受试瓶22的容积，对增压过程进行计时，若超过正常增压时间的5％及以上，系统停止增压，同时状态指示灯2和PC机4检测界面中的停止指示灯闪烁，以示检测者系统发生故障。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修该和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种车用气瓶水压检测控制装置，其特征在于：包括控制器(1)、状态指示灯(2)、开关按钮(3)、PC机(4)、打印机(5)、手动水阀(6)、静置水箱(9)、气液增压泵(13)、气泵空压机(14)、气管(15)、压力表(18)、旋转编码器(20)和受试瓶(22)；
所述控制器(1)经该装置的模块数字量接口与状态指示灯(2)、开关按钮(3)、第一电磁水阀(7)、第二电磁水阀(11)、第三电磁水阀(19)、第一电磁气阀(16)、第二电磁气阀(17)和旋转编码器(20)相连接；
其中，所述旋转编码器(20)的脉冲输出端A、脉冲输出端B与所述控制器(1)高速计数的数字量输入端相连接，经该装置模块的串行通信端口与PC机(4)相连接，经所述控制器(1)的模拟量输入扩展模块与压力表(18)相连接；
其中，所述打印机(5)与PC机(4)相连接；
所述静置水箱(9)上设有进水口和出水口，所述进水口经低压软管(8)及手动水阀(6)和第一电磁水阀(7)与市自来水管相连接，且所述手动水阀(6)与所述第一电磁水阀(7)相并联；
所述静置水箱(9)出水口经第一高压软管(10)和第二高压软管(12)与第二电磁水阀(11)、气液增压泵(13)的进水口相连接；
所述气液增压泵(13)的进水口通过第三电磁水阀(19)和第二高压软管(12)与排水池相连接，所述气液增压泵(13)的出水口经第三高压软管(21)与受试瓶(22)相连接；
其中，所述压力表(18)与第三高压软管(21)相连接；
其中，所述旋转编码器(20)与所述气液增压泵(13)的旋转轴相连接；
所述气泵空压机(14)经气管(15)和第一电磁气阀(16)与气液增压泵(13)的进气口相连接；
所述气液增压泵(13)的进气口通过第二电磁气阀(17)和气管(15)与外界相连接。
2.根据权利要求1所述的一种车用气瓶水压检测控制装置，其特征在于，所述控制器(1)包括本机模块和模拟量输入扩展模块，且所述本机模块与模拟量扩展模块通过模块连接插口相连接。
3.根据权利要求1所述的一种车用气瓶水压检测控制装置，其特征在于，所述状态指示灯(2)包括快增压指示灯、慢增压指示灯、保压指示灯、卸压指示灯、自动操作模式指示灯、手动操作模式指示灯、加水指示灯和停止指示灯。
4.根据权利要求1所述的一种车用气瓶水压检测控制装置，其特征在于，所述开关与按钮(3)包括手动/自动操作模式转换开关、启动按钮、停止按钮、卸压按钮和加水按钮。
5.根据权利要求1所述的一种车用气瓶水压检测控制装置，其特征在于，所述PC机(4)为一体机电脑，且PC机(4)中安装有力控组态软件。
6.根据权利要求1所述的一种车用气瓶水压检测控制装置，其特征在于，所述电磁气阀(16)包括三个同型号并联的电磁气阀。
7.根据权利要求1所述的一种车用气瓶水压检测控制装置，其特征在于，所述压力表(18)上设置有模拟量输出接口和数据显示屏。
8.根据权利要求1所述的一种车用气瓶水压检测控制装置，其特征在于，所述第一电磁水阀(7)、第二电磁水阀(11)、第三电磁水阀(19)、第一电磁气阀(16)、第二电磁气阀(17)和状态指示灯(2)均选用直流24V电压等级，且直流24V来自检测设备的直流24V稳压电源。
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