CN112304529B - 一种火工品多通道气密自动检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种火工品多通道气密自动检测装置，包括电气模块、控制模块和上位机；电气模块，通过进气接头接收气源提供的压缩空气，进气接头的另一端连接电气比例阀，电气比例阀的输出端通过N通接口连接N条检测气路；控制模块，连接电气比例阀的控制端，控制电气比例阀输出设定的充气压力；与各检测气路的压力变送器连接，用于采集气路内实时压力并发送至上位机；收到检测启起始信号之后，控制各气路开始检测，上位机，与控制模块进行通讯，接收外部输入的控制参数发送至控制模块，读取控制模块采集的实时压力，如果实时压力落入预设范围，则认为气路对应被测火工品的气密性合格，否则，认为气路对应被测火工品的气密性不合格。

Description

一种火工品多通道气密自动检测装置
技术领域
本发明涉及一种火工品多通道气密自动检测装置，尤其适用火工品低压气密自动检测，属于火工品气密性检测技术领域。
背景技术
火工品的气密性对于火工品的可靠性至关重要。良好的密封性可以防潮保证药剂不失效，保证火工品的使用要求，保护火工品电子结构稳定，提高火工品的耐环境性，所以小火箭、安全执行机构类等火工品需要对整批产品进行气密检测。目前火工品的气密检测主要采用减压阀和截止阀通断控制，并且采用肥皂水法的方式。对于火工品日益增长的生产需求，这种方式不仅不能满足效能，并且肥皂水的方式可能会对产品的外观产生影响，造成质量问题。中国专利CN206056882U名称为一种用于飞机的气密检测装置，由气路和控制电路组成，自动化程度低，充气压力无法精确控制，只有一条工作气路，难以满足火工品高产能的需求。并且在此气路设计中，充气阀前端存在一定压力，会影响检测数据，使得检测结果存在误差。目前气密设备的气路设计没有卸掉保压阀前端的压力，又由于电磁阀内部结构，会存在一定泄气，造成保压阀前端气压会通过保压阀补充到被测工件中，影响检测结果的可靠性。另外由于目前气路的限制，在卸掉保压阀前端压力后，由于保压阀存在一定泄气，工件端的压力无法保持，工件端压力会通过保压阀泄到前端，造成检测结果不准确。
进行气密检测时，需要按照工艺要求压力大小进行保压，在保压结束后，读取压力值，如果在工艺要求范围内，产品的气密性则为合格。中国专利CN209372333U，专利名称为一种自动记录数据并上传的气密检测装置，提供了一种具有数据自动记录并上传功能的气密设备。但是此设备只能提供点数据的上传与记录，不能输出测试过程中的压力曲线，无法满足火工品气密检测过程对的追踪。
现有的气密检测装置由于无法卸掉保压阀前端气压，无法满足火工品的检测可靠性，同时也需要改善设备对过程的可追溯性。另外为了满足日益增加的产能需求，需要设计多路检测的气密装置，以增加火工品低压气密检测的效率。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种火工品多通道气密自动检测装置，克服现有设备气路可靠性差，效能低，检测过程无法追溯的问题。
本发明解决技术的方案是：一种火工品多通道气密自动检测装置，该装置包括电气模块、控制模块和上位机；
电气模块，通过进气接头接收气源提供的压缩空气，进气接头的另一端连接电气比例阀，电气比例阀的输出端通过N通接口连接N条检测气路，每条检测气路包括充气阀、泄气阀、保压阀、单向阀、压力变送器、出气接头、气密接头；电气比例阀出口端与充气阀进口端连接，充气阀出口端接三通接头转换为两条气路，一条气路接入泄气阀，另一气路接入保压阀，保压阀出口端连接单向阀进气端，单向阀的出气端与出气接头进气端连接，单向阀与出气接头之间设置了压力变送器，压力变送器将压力信号转换为电信号；出气接头的出气端通过气密接头与被测火工品连接；
控制模块，连接电气比例阀的控制端，控制电气比例阀输出设定的充气压力；与各检测气路的压力变送器连接，用于采集气路内实时压力并发送至上位机；收到检测启起始信号之后，控制各气路开始检测，检测分为三个阶段，各气路开始检测之后，默认进入充气阶段，充气阶段打开充气阀和保压阀，关闭泄气阀；当实时压力达到设定保压压力时，进入平衡阶段；平衡阶段控制打开保压阀，关闭充气阀和泄气阀，保持预设的一段时间之后，进入保压阶段；保压阶段打开泄气阀，关闭充气阀和保压阀，持续设定的保压时间，泄掉被测火工品前端压力；
上位机，与控制模块进行通讯，接收外部输入的控制参数发送至控制模块，所述控制参数包括充气压力、保压压力、保压时间；读取控制模块实时压力，将实时压力与设定的压力上限和压力下限进行比较，如果落入[压力上限，压力下限]范围内，则认为气路对应火工品的气密性合格，否则，认为气路对应被测火工品的气密性不合格；将采集的实时压力数据进行处理，得到压力-时间曲线。
所述控制模块包括中央控制器、数字量输出模块、模拟量模块；其中：
中央控制器，收到检测启起始信号之后，控制各气路开始检测，检测分为三个阶段，各检测气路开始检测之后，按照预设的检测时序数字量输出模块发出控制信号，预设的检测时序为：默认进入充气阶段，充气阶段打开充气阀和保压阀，关闭泄气阀；当实时压力达到设定保压压力时，进入平衡阶段；平衡阶段控制打开保压阀，关闭充气阀和泄气阀，保持预设的一段时间之后，进入保压阶段；保压阶段打开泄气阀，关闭充气阀和保压阀，持续设定的保压时间，泄掉被测火工品前端压力；
数字量输出模块，通过数字输出端子与各检测气路的充气阀、泄气阀和保压阀相连接，用来控制气路通断和改变气路的方向；
模拟量模块，通过模拟量输出端子与电气比例阀输入信号端相连，控制电气比例阀输出设定的充气压力；与各检测气路的压力变送器连接，用于采集气路内实时压力，通过中央控制器发送至上位机。
所述充气压力控制范围为0.05MPa～0.5Mpa。
所述压力－时间曲线采用对应被测火工品产品编号进行命名保存
所述检测启起始信号通过外部检测按钮输入或者由上位机通过指令驱动控制模块自主产生。
所述控制部分采用可编程逻辑控制器(PLC)实现。
所述充气阀、泄气阀和保压阀都是2位2通电磁阀。
所述进气接头进气端与通过空气过滤器与气源连接。
上位机基于C#语言开发人机界面。
所述上位机由工控一体机组成，通过网线与控制模块进行通讯。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)、本发明N路检测气路独立工作，相比传统火工气密检测手工为主的方式，减少了操作者的劳动强度，提高了效能。
(2)、本发明设备在保压阀后设置了单向阀，可泄掉保压阀前端的压力并保压，相比目前的气路设计，增加了检测结果的可靠性。
(3)、本发明的检测气路，在传感器压力变送器前端加入单向阀，由于单向阀能够使气压缓慢升高，避免了气源对压力变送器的冲击。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例气路连接示意图；
图3为本发明实施例的气密接头；
图4为本发明实施例人机界面示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
如图1所示，本发明提供了一种火工品多通道低压气密自动检测装置，该装置包括电气模块、控制模块和上位机；
电气模块，通过进气接头7接收气源提供的压缩空气，进气接头7的另一端连接电气比例阀1，电气比例阀1的输出端通过N通接口连接N条检测气路，每条检测气路包括充气阀2、泄气阀3、保压阀4、单向阀16、压力变送器5、出气接头6、气密接头20；电气比例阀1出口端与充气阀2进口端连接，充气阀2出口端接三通接头转换为两条气路，一条气路接入泄气阀3，另一气路接入保压阀4，保压阀4出口端连接单向阀16进气端，单向阀16的出气端与出气接头6进气端连接，单向阀16与出气接头6之间设置了压力变送器5，压力变送器5将压力信号转换为电信号；出气接头6的出气端通过气密接头20与被测火工品19连接；
控制模块，连接电气比例阀1的控制端，控制电气比例阀输出设定的充气压力30；与各检测气路的压力变送器5连接，用于采集气路内实时压力并发送至上位机；收到检测启起始信号之后，控制各气路开始检测，检测分为三个阶段，各气路开始检测之后，默认进入充气阶段，充气阶段打开充气阀2和保压阀4，关闭泄气阀3；当实时压力达到设定保压压力31时，进入平衡阶段；平衡阶段控制打开保压阀4，关闭充气阀2和泄气阀3，保持预设的一段时间之后，进入保压阶段；保压阶段打开泄气阀3，关闭充气阀2和保压阀4，持续设定的保压时间32，泄掉被测火工品19前端压力；
上位机，与控制模块进行通讯，接收外部输入的控制参数发送至控制模块，所述控制参数包括充气压力30、保压压力31、保压时间32；读取控制模块实时压力，将实时压力与设定的压力上限33，压力下限34进行比较，如果落入[压力上限33，压力下限34]范围内，则认为气路对应火工品的气密性合格，否则，认为气路对应被测火工品的气密性不合格；将采集的实时压力数据进行处理，得到压力-时间曲线。
所述控制模块包括中央控制器、数字量输出模块、模拟量模块；其中：
中央控制器，收到检测启起始信号之后，控制各气路开始检测，检测分为三个阶段，各检测气路开始检测之后，按照预设的检测时序向数字量输出模块发出控制信号，预设的检测时序为：默认进入充气阶段，充气阶段打开充气阀2和保压阀4，关闭泄气阀3；当实时压力达到设定保压压力31时，进入平衡阶段；平衡阶段控制打开保压阀4，关闭充气阀2和泄气阀3，保持预设的一段时间之后，进入保压阶段；保压阶段打开泄气阀3，关闭充气阀2和保压阀4，持续设定的保压时间32，泄掉被测火工品19前端压力；
数字量输出模块，通过数字输出端子与各检测气路的充气阀、泄气阀和保压阀相连接，用来控制气路通断和改变气路的方向；
模拟量模块，通过模拟量输出端子与电气比例阀输入信号端相连，控制电气比例阀输出设定的充气压力30；与各检测气路的压力变送器5连接，用于采集气路内实时压力，通过中央控制器发送至上位机。
所述充气压力30控制范围为0.05MPa～0.5MPa；
所述压力－时间曲线采用对应被测火工品产品编号进行命名保存
所述检测启起始信号通过外部检测按钮8输入或者由上位机通过指令驱动控制模块自主产生。
所述控制部分采用PLC实现。
所述充气阀2、泄气阀3和保压阀4都是2位2通电磁阀。
所述进气接头7进气端与通过空气过滤器18与气源17连接。
所述上位机基于C#语言开发人机界面。
所述上位机由工控一体机组成，通过网线与控制模块进行通讯。
设备电源按钮与24V电源连接，用来通设备。
实施例：
本发明一种火工品高精度多通道的低压气密自动检测装置，包括电气比例阀1、充气阀2、泄气阀3、保压阀4、压力变送器5、出气接头6、进气接头7、检测按钮8、设备电源按钮9、上位机电源按钮10、工控一体机11、中央处理器12、数字量输出模块13、模拟量模块14、电源15、单向阀16、气源17、空气过滤器18、被测火工品19、气密接头20；该气密设备的进气接头7进气端与通过空气过滤器18与气源17连接，出气端与电气比例阀进气端连接，提供气源，电气比例阀1是一种通过电信号可自动调节气压大小的元件，此元件的信号输入端接入模拟量输出端子，通过输出模拟量控制电气比例阀输出设定的压力，电气比例阀通过五通接头转换为4条气路，此4条气路工作原理相同且可以独立工作。充气阀2、泄气阀3、保压阀4都是2位2通电磁阀，接入数字量输出模块，控制电磁阀的通断，实现气密检测的自动过程，电气比例阀出口端与充气阀2进口端连接，充气阀2出口端接三通接头转换为2条气路，一条气路接入泄气阀3，另一气路接入保压阀4，充气阶段打开充气阀2和保压阀4，关闭泄气阀3；当实时压力达到设定保压压力31时，进入平衡阶段；平衡阶段控制打开保压阀4，关闭充气阀2和泄气阀3，保持预设的一段时间之后，进入保压阶段；保压阶段打开泄气阀3，关闭充气阀2和保压阀4，持续设定的保压时间32，泄掉被测火工品19前端压力，保证测试结果的正确。保压阀4出口端连接单向阀16进气端，出气端与出气接头6连接，中间设置了压力变送器5，压力变送器是一种将压力信号转换为标准电信号的元件，模拟量输入端子与压力变送器的信号输出端连接，采集实时压力数据。出气接头6与出气端通过气密接头20与工件19连接，组成检测气路。检测按钮8与中央处理器数字量输入端子连接，激发检测流程开始，设备电源按钮9与电源15连接，控制设备通断电。
工控一体机11通过网线与控制模块连接，传输控制模块的数据到上位机。上位机基于C#开发了人机界面，如图4。界面上包括充气压力30、保压压力31、保压时间32、压力上限33、压力下限34、实时压力35、保压计时36、压力最大值37、压力最小值38、是否合格39、检测完成标志40、产品编号41、开始检测按钮42、压力曲线按钮43、参数确定按钮44、停止检测按钮45、通讯按钮46。
通过通讯按钮46与控制模块通讯连接，连接成功会提示“PLC连接成功”，在充气压力30、保压压力31、保压时间32、压力上限33、压力下限34进行参数设定，按参数确定按钮44写入参数，根据产品在产品编号41写入编号，如未写入，则无法开始检测，点击开始检测42，先进入充气阶段，实时压力35会显示当前压力数据，当实时压力35达到设定保压压力31开始进入平衡阶段3S，在此阶段会测出过泄露，并提示，若过泄现象存在，检测自动停止，不进入保压过程。3S过后进入保压阶段，此时保压计时36开始计时，当保压计时36达到设定保压时间32，检测完成标志40变绿，提示检测完成，进行下一工件的检测。点击压力曲线按钮43，跳转到压力曲线界面，会显示当前检测的实时压力曲线，当检测完成，压力曲线会自动以产品编号41的数据为名称保存。按下停止检测按钮45会停止所有气路的工作。
本发明提高了设备的精度0.2％，相比此类设备的普遍1％精度，有了5倍提升。
实施例2：
如图1、2、3所示，本发明的另一实施例中，该气密检测设备还包括第二检测气路、第三检测气路和第四检测气路。第二检测气路包括第二充气阀2-2、第二泄气阀3-2、第二保压阀4-2、第二单向阀16-2、第二压力变送器5-2、第二出气接头6-2、第二气密接头；第二气密接头连接第二测试火工品19-2；
第三检测气路包括第三充气阀2-3、第三泄气阀3-3、第三保压阀4-3、第三单向阀16-3、第三压力变送器5-3、第三出气接头6-3、第三气密接头；第三气密接头连接第三测试火工品19-3；
第四检测气路包括第四充气阀2-4、第四泄气阀3-4、第四保压阀4-4、第四单向阀16-4、第四压力变送器5-4、第四出气接头6-4、第四气密接头；第四气密接头连接第四测试火工品19-4。
如图4所示，上位机人机界面分别对第二检测气路、第三检测气路和第四检测气路的实实时压力(见35、35-1、35-2、35-3)、压力-时间曲线(见43、43-1、43-2、43-3)、开始检测按钮(见42、42-1、42-2、42-3)、压力最大值(见37、37-1、37-2、37-3)、压力最小值(见38、38-1、38-2、38-3)、是否合格标志(见39、39-1、39-2、39-3)、检测完成标志(见40、40-1、40-2、40-3)、产品编号(见41、41-1、41-2、41-3)进行显示。
各检测气路与第一检测气路为对称设置，各检测气路与第一检测气路的连接方式、工作原理一致，具体方式在此不再进行赘述。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种火工品多通道气密自动检测装置，其特征在于包括电气模块、控制模块和上位机；
电气模块，通过进气接头(7)接收气源提供的压缩空气，进气接头(7)的另一端连接电气比例阀(1)，电气比例阀(1)的输出端通过N通接口连接N条检测气路，每条检测气路包括充气阀(2)、泄气阀(3)、保压阀(4)、单向阀(16)、压力变送器(5)、出气接头(6)、气密接头(20)；电气比例阀(1)出口端与充气阀(2)进口端连接，充气阀(2)出口端接三通接头转换为两条检测气路，一条检测气路接入泄气阀(3)，另一检测气路接入保压阀(4)，保压阀(4)出口端连接单向阀(16)进气端，单向阀(16)的出气端与出气接头(6)进气端连接，单向阀(16)与出气接头(6)之间设置了压力变送器(5)，压力变送器(5)将压力信号转换为电信号；出气接头(6)的出气端通过气密接头(20)与被测火工品(19)连接；
控制模块，连接电气比例阀(1)的控制端，控制电气比例阀输出设定的充气压力(30)；与各检测气路的压力变送器(5)连接，用于采集检测气路内实时压力并发送至上位机；收到检测起始信号之后，控制各检测气路开始检测，检测分为三个阶段，各检测气路开始检测之后，默认进入充气阶段，充气阶段打开充气阀(2)和保压阀(4)，关闭泄气阀(3)；当实时压力达到设定保压压力(31)时，进入平衡阶段；平衡阶段控制打开保压阀(4)，关闭充气阀(2)和泄气阀(3)，保持预设的一段时间之后，进入保压阶段；保压阶段打开泄气阀(3)，关闭充气阀(2)和保压阀(4)，持续设定的保压时间(32)，泄掉被测火工品(19)前端压力；
上位机，与控制模块进行通讯，接收外部输入的控制参数发送至控制模块，所述控制参数包括充气压力(30)、保压压力(31)、保压时间(32)；读取控制模块实时压力，将实时压力与设定的压力上限(33)和压力下限(34)进行比较，如果落入压力上限(33)与压力下限(34)组成的范围内，则认为检测气路对应被测火工品的气密性合格，否则，认为检测气路对应被测火工品的气密性不合格；将采集的实时压力数据进行处理，得到压力-时间曲线。
2.根据权利要求1所述的一种火工品多通道气密自动检测装置，其特征在于所述控制模块包括中央控制器、数字量输出模块、模拟量模块；其中：
中央控制器，收到检测起始信号之后，控制各检测气路开始检测，检测分为三个阶段，各检测气路开始检测之后，按照预设的检测时序数字量输出模块发出控制信号，预设的检测时序为：默认进入充气阶段，充气阶段打开充气阀(2)和保压阀(4)，关闭泄气阀(3)；当实时压力达到设定保压压力(31)时，进入平衡阶段；平衡阶段控制打开保压阀(4)，关闭充气阀(2)和泄气阀(3)，保持预设的一段时间之后，进入保压阶段；保压阶段打开泄气阀(3)，关闭充气阀(2)和保压阀(4)，持续设定的保压时间(32)，泄掉被测火工品(19)前端压力；
数字量输出模块，通过数字输出端子与各检测气路的充气阀、泄气阀和保压阀相连接，用来控制气路通断和改变检测气路的方向；
模拟量模块，通过模拟量输出端子与电气比例阀输入信号端相连，控制电气比例阀输出设定的充气压力(30)；与各检测气路的压力变送器(5)连接，用于采集检测气路内实时压力，通过中央控制器发送至上位机。
3.根据权利要求2所述的一种火工品多通道气密自动检测装置，其特征在于所述充气压力(30)控制范围为0.05MPa～0.5Mpa。
4.根据权利要求1所述的一种火工品多通道气密自动检测装置，其特征在于所述压力－时间曲线采用对应被测火工品产品编号进行命名保存。
5.根据权利要求1所述的一种火工品多通道气密自动检测装置，其特征在于所述检测起始信号通过外部检测按钮(8)输入或者由上位机通过指令驱动控制模块自主产生。
6.根据权利要求5所述的一种火工品多通道气密自动检测装置，其特征在于所述控制模块采用可编程逻辑控制器实现。
7.根据权利要求1所述的一种火工品多通道气密自动检测装置，其特征在于所述充气阀(2)、泄气阀(3)和保压阀(4)都是2位2通电磁阀。
8.根据权利要求1所述的一种火工品多通道气密自动检测装置，其特征在于所述进气接头(7)进气端与通过空气过滤器(18)与气源(17)连接。
9.根据权利要求1所述的一种火工品多通道气密自动检测装置，其特征在于上位机基于C#语言开发人机界面。
10.根据权利要求1所述的一种火工品多通道气密自动检测装置，其特征在于所述上位机由工控一体机组成，通过网线与控制模块进行通讯。
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