CN109307575A - 轨道交通空调系统气密检测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通空调系统气密检测设备，包括供压单元、检测单元和控制单元；所述供压单元包括变频风机、与所述变频风机连接的供压管道和连接在所述供压管道末端的气密接头，在所述供压管道内设置有电磁阀，所述气密接头连接被测空调系统；所述检测单元包括设置在所述供压管道内的压力传感器；所述控制单元包括PLC控制器；所述压力传感器连接所述PLC控制器的输入端，所述变频风机、电磁阀连接所述PLC控制器的输出端。所述轨道交通空调系统气密检测设备，实现了轨道交通空调系统气密性的自动检测，提高了轨道车辆空调系统气密性检测的效率和准确性。本发明还提供了一种应用所述气密检测设备的轨道交通空调系统气密检测方法。

Description

轨道交通空调系统气密检测设备及方法

技术领域

本发明涉及一种轨道交通空调系统气密检测设备及方法。

背景技术

轨道交通的空调系统负责整个车辆内环境的温湿度调节，无论内外循环，空气都应经空调系统处理后进入车内。不同的工况下，空调系统内的压力会有所变化，若空调系统本身密封性不好，当其内部压力与外界压力不一致时，会产生空气的泄漏或渗入。空气的泄漏或渗入超过一定范围，将会影响经空调系统处理后的空气温湿度，从而影响车辆内环境温湿度的控制。

因此，要有效控制轨道车辆内的环境温湿度，需确保其空调系统的气密性。准确、高效地检测轨道车辆空调系统的气密性，则可以准确衡量空调系统的密封性、为新产品的开发及改进提供准确的数据、为产品的质量检测提供重要的参考依据，同时也可以为故障的排除提供重要的参数。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种轨道交通空调系统气密检测设备及方法以准确、高效地检测轨道车辆空调系统的气密性。

一种轨道交通空调系统气密检测设备，包括供压单元、检测单元和控制单元；

所述供压单元包括变频风机、与所述变频风机连接的供压管道和连接在所述供压管道末端的气密接头，在所述供压管道内设置有电磁阀，所述气密接头连接被测空调系统；

所述检测单元包括设置在所述供压管道内的压力传感器；

所述控制单元包括PLC控制器及与所述PLC控制器电连接的控制面板；

所述压力传感器连接所述PLC控制器的输入端，所述变频风机、电磁阀连接所述PLC控制器的输出端。

进一步的，所述变频风机包括变频电机和高压风机，所述高压风机由所述变频电机驱动；所述变频电机连接所述PLC控制器的输出端，所述高压风机包括进风口和出风口。

进一步的，所述供压管道包括正压管道和负压管道，所述电磁阀包括正向电磁阀和负向电磁阀；所述正压管道连接所述出风口，所述负压管道连接所述进风口，所述正向电磁阀设置在所述正压管道内，所述负向电磁阀设置在所述负压管道内。

进一步的，所述控制面板包括操作按钮、指示灯和HMI触摸屏。

进一步的，所述检测单元还包括设置在所述供压管道内的流量传感器，所述流量传感器连接所述PLC控制器的输入端。

进一步的，该气密检测设备还包括可移动载体，所述供压单元、检测单元、控制单元安装于所述可移动载体上，所述可移动载体包括定位装置。

一种轨道交通空调系统气密检测方法，包括如下步骤：

(1)提供上述的轨道交通空调系统气密检测设备，使所述气密接头连接被测空调系统；

(2)在所述PLC控制器上设定第一测试压力和第二测试压力；

(3)使所述电磁阀开启，并使所述变频风机向所述供压管道内冲压或抽压至第一测试压力；

(4)保压：关闭所述电磁阀，所述变频风机停止冲压或抽压；

(5)计时，得出所述供压管道内的压力达到所述第二测试压力所需时间。

进一步的，在步骤(3)中，所述压力传感器将检测到的实时压力值反馈至所述PLC控制器，所述PLC控制器根据该实时压力值适应性控制所述变频风机的风量，直至该实时压力值等于所述第一测试压力。

进一步的，所述PLC控制器通过调整所述变频风机的转速来控制其风量。

进一步的，在步骤(2)中，还在所述PLC控制器上设定第三测试压力和测试时间；

该气密检测方法还包括步骤(5)后的如下步骤：

(6)使所述电磁阀开启，并使所述变频风机向所述供压管道内冲压或抽压至第三测试压力；

(7)使所述变频风机保持第三测试压力下的实时风量持续冲压或抽压，在所述供压管道内设置有流量传感器，该流量传感器将检测到的实时气流量反馈至所述PLC控制器；

(8)经过所述测试时间后，得出所述供压管道内气流量的变化值。

有益效果：本发明提供的轨道交通空调系统气密检测设备及方法，根据产品检测要求预设检测压力、检测时间等工艺参数，根据检测要求自动调节管道压力、风机风量和电磁阀开关等，可实时显示检测过程中的检测压力、检测时间、供压管道气流量、检测步序及检测结果，实现了轨道交通空调系统气密性的自动检测，提高了轨道车辆空调系统气密性检测的效率和准确性。

附图说明

图1是本发明实施例中轨道交通空调系统气密检测设备的结构框图；

图2是本发明实施例中供压单元的管路连接示意图。

具体实施方式

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，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，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。

本发明提供了一种轨道交通空调系统气密检测设备及应用该气密检测设备的气密检测方法，实现了轨道交通空调系统气密性的自动化检测，提高了轨道车辆空调系统气密性检测的效率和准确性。

实施例一：

本实施例提供了一种轨道交通空调系统气密检测设备，请参阅图1，图1示出了本实施例中所述轨道交通空调系统气密检测设备的结构，所述轨道交通空调系统气密检测设备包括供压单元10、检测单元20和控制单元30，所述供压单元10用于向被测空调系统40提供一定的测试压力，所述检测单元20用于检测所述被测空调系统40的气密性相关参数，所述控制单元30用于控制所述气密检测设备检测过程的运行。

所述供压单元10包括变频风机11、与所述变频风机11连接的供压管道12和连接在所述供压管道12末端的气密接头13，所述气密接头13连接被测空调系统40，当所述气密检测设备运行时，所述变频风机11启动，通过所述供压管道12和所述气密接头13对所述被测空调系统40提供一定的压力。

在所述供压管道12内设置有电磁阀14，所述电磁阀14用于连通或隔断所述变频风机11与所述供压管道12。

所述检测单元20包括设置在所述供压管道12内的压力传感器21，所述压力传感器21用于实时检测所述供压管道12内的压力值。

所述控制单元30包括PLC控制器31及与所述PLC控制器31电连接的控制面板32，可通过所述控制面板32向所述PLC控制器31输入设定气密性检测的相关参数，如测试压力、测试时间等。

其中，所述压力传感器21连接所述PLC控制器31的输入端，所述变频风机11、电磁阀14连接所述PLC控制器31的输出端。所述压力传感器21将检测到的所述供压管道12内的实时压力值传送至所述PLC控制器31，所述PLC控制器31将接收到的实时压力值与其上设定的测试压力值进行对比，根据对比结果发送相应的控制信号至所述变频风机11和所述电磁阀14，控制所述变频风机11的开关、调节所述变频风机11的风量及控制所述电磁阀14的通断。优选所述电磁阀为气动球阀。

请同时参阅图2，图2示出了所述供压单元10的管路连接结构，本实施例中，所述变频风机11包括变频电机110和高压风机111，所述高压风机111由所述变频电机110驱动，所述变频电机110连接所述PLC控制器31的输出端，所述PLC控制器31通过调节所述变频电机110的转速进而调整所述变频风机11的转速以控制所述变频风机11的风量。所述变频电机110包括变频器，所述PLC控制器31通过调节所述变频器的频率调整所述变频电机110的转速。

本实施例中，所述变频器的驱动功率为2kw～2.5kw，频率调节范围3Hz～60Hz；所述高压风机111的最大吸力-230mBar，最大吹力220mBar。

在一个实施方式中，所述气密检测设备还包括设置于所述变频电机110上用于检测电机表面温度的温度传感器和警报装置，所述温度传感器连接所述PLC控制器31的输入端，所述警报装置连接所述PLC控制器的输出端，在所述PLC控制器31上设定有电机的温度阈值。该温度传感器将检测到的实时温度反馈至所述PLC控制器31，电机持续长时间工作时，温度升高，当所述实时温度超过所述温度阈值时，所述警报装置启动，检测中止。

进一步的，所述高压风机111包括进风口1110和出风口1111，本实施例中，所述气密检测设备可在正压和负压两种模式下对轨道交通的空调系统进行气密性检测，具体的，所述供压管道12包括正压管道121和负压管道122，所述电磁阀14包括正向电磁阀141和负向电磁阀142。所述正压管道121连接所述出风口1111，所述负压管道122连接所述进风口1110，所述正向电磁阀141设置在所述正压管道121内，所述负向电磁阀142设置在所述负压管道122内。

当所述气密检测设备在正压模式下检测时，所述正向电磁阀141打开，所述正压管道121连通所述变频风机11，所述负向电磁阀142关闭，所述负压管道122与所述变频风机11隔断；当所述气密检测设备在负压模式下检测时，所述负向电磁阀142打开，所述负压管道122连通所述变频风机11，所述正向电磁阀141关闭，所述正压管道121与所述变频风机11隔断。

进一步的，所述控制面板32包括操作按钮321、指示灯322和HMI触摸屏323，可通过所述操作按钮321启动或停止检测操作、选择检测模式等，可通过所述指示灯322的亮起、熄灭、闪烁或显示不同颜色等来指示所述气密检测设备的检测状态、警报提醒等，可通过所述HMI触摸屏323向所述PLC控制器31输入设定及实时显示气密性检测的相关参数。

其中，所述检测模式包括手动模式、自动模式、压力检测模式、压力检测模式+气流量检测模式、正压模式和负压模式。所述气密检测设备可在手动模式和自动模式之间切换，接着在压力检测模式和压力检测模式+气流量检测模式之间切换，接着在正压模式和负压模式之间切换。

在一个实施方式中，在所述进风口1110还设置有空气过滤装置15，所述空气过滤装置15包括过滤网层，用于滤除检测过程中进入所述变频风机11的空气中的灰尘等杂质，防止杂质通过所述供压管道12进入待测空调系统40造成污染等不良后果。

本实施例提供的所述轨道交通空调系统气密检测设备，采用压力检测模式检测轨道交通空调系统的气密性。在应用本实施例提供的所述轨道交通空调系统气密检测设备检测被测空调系统40的气密性时，首先使该气密检测设备连接被测空调系统40，即将所述气密接头13与所述被测空调系统40连接；接着在所述PLC控制器31上设定第一测试压力P₁和第二测试压力P₂，P₁>P₂；通过所述控制面板32选择检测模式，启动检测，当选择正压模式时，所述PLC控制器发送控制信号使所述正向电磁阀141打开，所述负向电磁阀142关闭，并使所述变频风机11向所述正压管道121内冲压至第一测试压力P₁；后所述PLC控制器31发送控制信号使所述正向电磁阀141关闭，所述变频风机11停止冲压或抽压；所述PLC控制器31开始计时，直至所述正压管道121内的实时压力值下降到所述第二测试压力P₂，期间所需时间即为气密性检测结果。

所述变频风机11向所述正压管道121内冲压至第一测试压力P₁的过程中,所述压力传感器21将检测到的实时压力值反馈至所述PLC控制器31，所述PLC控制器31根据该实时压力值适应性控制所述变频风机11的风量，直至该实时压力值等于所述第一测试压力P₁。具体的，当所述实时压力值低于所述第一测试压力P₁时，使所述变频风机11的风量增大；当所述实时压力值高于所述第一测试压力P₁时，使所述变频风机11的风量减小。其中，所述轨道交通空调系统气密检测设备的压力检测范围为-10kpa～10kpa。

启动检测后，所述压力传感器21实时检测所述正压管道121内的压力，并反馈至所述PLC控制器31。检测过程中所述PLC控制器31接收到的实时压力、测试用时及气密性检测结果均可通过所述HMI触摸屏323进行显示，提高了轨道交通空调系统气密检测的直观性和便利性。

可以理解的，当选择负压模式时，与正压模式不同的是，所述PLC控制器发送控制信号使所述负向电磁阀142打开，所述正向电磁阀141关闭，并使所述变频风机11向所述负压管道122内抽压至第一测试压力。所述第一测试压力P₁、第二测试压力P₂为负压值，且P₁<P₂，所述变频风机11向所述负压管道122内抽压至第一测试压力P₁的过程中,当所述实时压力值低于所述第一测试压力P₁时，使所述变频风机11的风量减小；当所述实时压力值高于所述第一测试压力P₁时，使所述变频风机11的风量增大。

本实施例中，所述轨道交通空调系统气密检测设备还包括可移动载体，所述供压单元10、检测单元20、控制单元30安装于所述可移动载体上，实现了轨道交通空调系统气密性的可移动测试。所述可移动载体包括定位装置，使所述轨道交通空调系统气密检测设备具备定位保持功能，提高检测效率。

进一步的，所述可移动载体包括车体和车轮，所述供压单元10、检测单元20、控制单元30安装于所述车体上，所述定位装置包括设置在所述车轮上的抱闸装置，当所述轨道交通空调系统气密检测设备可移动载体置于适当位置时，可使所述车轮抱闸，以防止检测设备意外滑走造成的伤害事故，提高了气密检测设备的使用安全性能。

实施例二：

请继续参阅图1和图2，与上一实施例不同的是，本实施例中，所述检测单元20还包括设置在所述供压管道12内的流量传感器22，所述流量传感器22连接所述PLC控制器31的输入端，所述流量传感器22用于实时检测所述供压管道12内的气流量并将检测到的实时气流量传送至所述PLC控制器31。

本实施例提供的所述轨道交通空调系统气密检测设备，在上一实施例压力检测模式的基础上，增加了气流量检测模式，依次采用压力检测和气流量检测两种模式检测轨道交通空调系统的气密性。

实际应用中，可通过所述控制面板32选择压力检测模式或压力检测+气流量检测模式。其中，所述轨道交通空调系统气密检测设备的压力检测范围为-10kpa～10kpa，气流量检测范围：0～86.7L/s。

在应用本实施例提供的所述轨道交通空调系统气密检测设备检测被测空调系统40的气密性时，在所述PLC控制器31上设定第一测试压力P₁、第二测试压力P₂，第三测试压力P₃和测试时间t，首先采用如实施例一所述的压力检测模式检测被测空调系统40的气密性，检测方法与上一实施例相同，在此不再赘述。所述压力检测模式完成检测后，设备自动进入气流量检测模式检测被测空调系统40的气密性，具体的，在正压模式下检测时，所述PLC控制器31发送控制信号使所述正向电磁阀141打开，所述负向电磁阀142关闭，并使所述变频风机11向所述正压管道121内冲压至第三测试压力P₃，此时，所述正压管道121内的实时气流量为Q₀；使所述变频风机11保持第三测试压力P₃下的实时风量持续冲压，所述流量传感器22将检测到的实时气流量反馈至所述PLC控制器31；经过所述测试时间t后，所述正压管道121内实时气流量为Q₁，所述PLC控制器31计算得出Q₀与Q₁的差值△Q，即为气密性检测结果。

检测过程中所述PLC控制器31接收到的实时压力、实时气流量、测试用时及气密性检测结果均可通过所述HMI触摸屏323进行实时显示；检测模式(如压力检测模式、气流量检测模式、正压模式、负压模式等)及检测步序(如抽压、冲压、保压等)也可通过所述HMI触摸屏323进行实时显示，进一步提高了轨道交通空调系统气密检测的直观性和便利性。

可以理解的，在负压模式下检测时，与正压模式不同的是，所述PLC控制器发送控制信号使所述负向电磁阀142打开，所述正向电磁阀141关闭，并使所述变频风机11向所述负压管道122内抽压至第三测试压力P₃,所述第三测试压力P₃为负压值。

实施例三：

本实施例提供了一种应用如实施例一中轨道交通空调系统气密检测设备的轨道交通空调系统气密检测方法，采用压力检测模式，包括如下步骤：

(1)使所述气密接头13连接被测空调系统40；

(2)在所述PLC控制器31上设定第一测试压力P₁和第二测试压力P₂；

(3)使所述电磁阀14开启，并使所述变频风机11向所述供压管道12内冲压或抽压至第一测试压力P₁；

(4)保压：关闭所述电磁阀14，所述变频风机11停止冲压或抽压；

(5)计时，得出所述供压管道12内的压力达到所述第二测试压力P₂所需的时间。

进一步的，在步骤(3)中，所述压力传感器21将检测到的实时压力值反馈至所述PLC控制器31，所述PLC控制器31根据该实时压力值适应性控制所述变频风机11的风量，直至该实时压力值等于所述第一测试压力P₁。

本实施例中，步骤(3)-(5)均在所述PLC控制器31的控制下自动进行，且所述PLC控制器通过调整所述变频风机的转速来控制其风量。

实施例四：

本实施例提供了一种应用如实施例二中轨道交通空调系统气密检测设备的轨道交通空调系统气密检测方法，采用压力检测+气流量检测模式，包括如下步骤：

(1)使所述气密接头13连接被测空调系统40；

(2)在所述PLC控制器31上设定第一测试压力P₁、第二测试压力P₂、第三测试压力P₃和测试时间t；

(3)使所述电磁阀14开启，并使所述变频风机11向所述供压管道12内冲压或抽压至第一测试压力P₁；

(4)保压：关闭所述电磁阀14，所述变频风机11停止冲压或抽压；

(5)计时，得出所述供压管道12内的压力达到所述第二测试压力P₂所需的时间。

(6)使所述电磁阀14开启，使所述变频风机11向所述供压管道12内冲压或抽压至第三测试压力P₃，此时，所述正压管道121内的实时气流量为Q₀；

(7)使所述变频风机11保持第三测试压力P₃下的实时风量持续冲压，所述流量传感器22将检测到的实时气流量反馈至所述PLC控制器31；

(8)经过所述测试时间t后，所述正压管道121内实时气流量为Q₁，所述PLC控制器31计算得出Q₀与Q₁的差值△Q。

可以理解的，在步骤(6)中，所述压力传感器21将检测到的实时压力值反馈至所述PLC控制器31，所述PLC控制器31根据该实时压力值适应性控制所述变频风机11的风量，直至该实时压力值等于所述第三测试压力P₃。

本实施例中，步骤(3)-(8)均在所述PLC控制器31的控制下自动进行。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种轨道交通空调系统气密检测设备，其特征在于，包括供压单元、检测单元和控制单元；

所述供压单元包括变频风机、与所述变频风机连接的供压管道和连接在所述供压管道末端的气密接头，在所述供压管道内设置有电磁阀，

所述气密接头连接被测空调系统；

所述检测单元包括设置在所述供压管道内的压力传感器；

所述控制单元包括PLC控制器及与所述PLC控制器电连接的控制面板；

所述压力传感器连接所述PLC控制器的输入端，所述变频风机、电磁阀连接所述PLC控制器的输出端。

2.如权利要求1所述的轨道交通空调系统气密检测设备，其特征在于，所述变频风机包括变频电机和高压风机，所述高压风机由所述变频电机驱动；所述变频电机连接所述PLC控制器的输出端，所述高压风机包括进风口和出风口。

3.如权利要求2所述的轨道交通空调系统气密检测设备，其特征在于，所述供压管道包括正压管道和负压管道，所述电磁阀包括正向电磁阀和负向电磁阀；所述正压管道连接所述出风口，所述负压管道连接所述进风口，所述正向电磁阀设置在所述正压管道内，所述负向电磁阀设置在所述负压管道内。

4.如权利要求1所述的轨道交通空调系统气密检测设备，其特征在于，所述控制面板包括操作按钮、指示灯和HMI触摸屏。

5.如权利要求1所述的轨道交通空调系统气密检测设备，其特征在于，所述检测单元还包括设置在所述供压管道内的流量传感器，所述流量传感器连接所述PLC控制器的输入端。

6.如权利要求1所述的轨道交通空调系统气密检测设备，其特征在于，该气密检测设备还包括可移动载体，所述供压单元、检测单元、控制单元安装于所述可移动载体上，所述可移动载体包括定位装置。

7.一种轨道交通空调系统气密检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)提供如权利要求1-6中任意一项所述的轨道交通空调系统气密检测设备，使所述气密接头连接被测空调系统；

(2)在所述PLC控制器上设定第一测试压力和第二测试压力；

(3)使所述电磁阀开启，并使所述变频风机向所述供压管道内冲压或抽压至第一测试压力；

(4)保压：关闭所述电磁阀，所述变频风机停止冲压或抽压；

(5)计时，得出所述供压管道内的压力达到所述第二测试压力所需时间。

8.如权利要求7所述的轨道交通空调系统气密检测方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述压力传感器将检测到的实时压力值反馈至所述PLC控制器，所述PLC控制器根据该实时压力值适应性控制所述变频风机的风量，直至该实时压力值等于所述第一测试压力。

9.如权利要求8所述的轨道交通空调系统气密检测方法，其特征在于，所述PLC控制器通过调整所述变频风机的转速来控制其风量。

10.如权利要求7所述的轨道交通空调系统气密检测方法，其特征在于，在步骤(2)中，还在所述PLC控制器上设定第三测试压力和测试时间；

该气密检测方法还包括步骤(5)后的如下步骤：

(6)使所述电磁阀开启，并使所述变频风机向所述供压管道内冲压或抽压至第三测试压力；

(7)使所述变频风机保持第三测试压力下的实时风量持续冲压或抽压，在所述供压管道内设置有流量传感器，该流量传感器将检测到的实时气流量反馈至所述PLC控制器；

(8)经过所述测试时间后，得出所述供压管道内气流量的变化值。