CN201788084U - 基于pc控制的气动电磁阀综合性能检测装置 - Google Patents

基于pc控制的气动电磁阀综合性能检测装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,包括PC机、与PC机连接的数据采集控制模块、气源、连接在气源与数据采集控制模块之间的气路系统,气路系统包括电气比例阀、第一换向阀、压力传感器,电气比例阀、第一换向阀、被测电磁阀、压力传感器依次连接,数据采集控制模块根据PC机的指令控制电气比例阀、第一换向阀和被测电磁阀,压力传感器输出压力值至数据采集控制模块。PC机与数据采集控制模块通过PCI总线连接,数据采集控制模块根据指令控制第一换向阀、被测电磁阀的开启和关闭,电气比例阀用于调节整个气路的工作气压值。

Description

基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种检测装置,尤其是一种根据气路压力的检测和调节来检测气 动电磁阀的动态特性、密封性、最低先导压力和疲劳寿命的基于PC控制的气动电磁阀综合 性能检测装置。
背景技术
[0002] 气动电磁阀是用来控制气体换向的自动化基础元件,检测中有四个重要内容:
[0003] 1、动态特性检测:又名响应时间测试,即阀接受控制信号后,会在多少时间内完成 动作,动作过慢会影响使用效果;
[0004] 2、密封性检测:如果阀在关闭的状态下不能完全关死,即为泄漏,它的大小将影响 整个气动装置的工作可靠性和气源能量的损失;
[0005] 3、疲劳寿命检测:气阀经过若干次切换后,阀的主要性能参数都在允许范围内,该 切换次数即为阀的耐久性;
[0006] 4、最低先导压力测试:在允许的泄露量范围内,能使气动电磁阀正常换向的控制 口的最低压力值。
[0007] 现有的电磁阀检测方法中,检测电磁阀动态换向时间多为手工或半自动检测,如: 对于电磁阀换向时间检测,多采用通电增压、然后断电泄压来测量动铁芯的位移量,再经过 人工计算获得时间量;又如,中国专利ZL97202939公开的通过检测电磁特性进行响应时间 的间接测量方法,主要是测量电磁阀的驱动电流,进而推算出电磁阀的动态响应时间。但是 按行业标准,气动电磁阀的换向时间应根据气路气压变化来推算出动态响应时间。
[0008] 密封性检测对采用对电磁阀拧上接头并接上管子通气,供气口接气,两个出气口 (设为A和B)分别接一个气管,放入水中,令A通气(或B通气),另一个不通气,如无气泡, 则通电,电磁阀换向,此时B通气(或A通气),如无气泡,则断电,电磁阀合格。否则,电磁阀 密封不合格。
[0009] 最低先导压力的测试也主要是通过手动调压,慢慢增加气路压强,当电磁阀有响 应的那一刻,记录下此时的压力值。
[0010] 疲劳寿命测试主要通过简单I/O控制电路来驱动,缺乏计算机的控制参与,不能 对疲劳寿命的中间渐变过程进行跟踪分析。
[0011] 另外现有的电磁阀测试装置基本架构为单片机控制体系,只测电磁阀的上述技术 指标的某一种或某两种,不能对电磁阀的多种参数进行综合评价,系统缺乏灵活性,数据处 理与分析极为不便,从而限制了电磁阀测试技术的推广及应用,远远不能满足企业的要求。 可见,对气动电磁阀综合性能检测,现有的测量方法的存在诸多缺点,不准确,检测的结果 偏差较大。如何对电磁阀的综合参数采用同一套装置统一地进行简便、准确与可靠的测试, 一直没有得到很好的解决。
[0012] 实用新型内容
[0013] 本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种基于PC控制的高精度、
3高稳定性、低成本的气动电磁阀综合性能检测装置。
[0014] 为了解决以上问题,本实用新型所采用的技术方案是:
[0015] 一种基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,包括PC机、与PC机连接的数 据采集控制模块、气源、连接在气源与数据采集控制模块之间的气路系统,气路系统包括电 气比例阀、第一换向阀、压力传感器,电气比例阀、第一换向阀、被测电磁阀、压力传感器依 次连接,数据采集控制模块根据PC机的指令控制电气比例阀、第一换向阀和被测电磁阀, 压力传感器输出压力值至数据采集控制模块。PC机与数据采集控制模块通过PCI总线连 接,数据采集控制模块根据指令控制第一换向阀、被测电磁阀的开启和关闭,电气比例阀用 于调节整个气路的工作气压值。
[0016] 上述技术方案还可以进一步完善,作为优选,气源与气路系统之间还依次连接有 气罐和过滤器。
[0017] 作为优选,数据采集控制系统输出的控制信号经过第一功率驱动模块输出至电气 比例阀、第一换向阀和被测电磁阀。第一功率驱动模块用于放大通过数据采集控制系统的 开关量输出接口输出的控制信号的功率。
[0018] 作为优选,过滤器的输出端还连接有一个第二换向阀,第二换向阀通过一个气缸 连接一个用于装夹被测电磁阀的夹具。第二换向阀、气缸、夹具组成用于装夹被测电磁阀的 夹具管路。
[0019] 作为优选,数据采集控制系统输出的控制信号经过第二功率驱动模块控制第二换 向阀。
[0020] 作为优选,检测装置还包括一个用于将220V电压转化为24V和5V电压的电源模块。
[0021] 作为优选,数据采集控制系统包括其上带有多个I/O接口的I/O端子板、A/D转换 模块、D/A转换模块。多个I/O接口包括模拟量输入接口、开关量输入、输出接口等。
[0022] 作为优选,数据采集控制系统还连接有一个报警装置。
[0023] 作为优选,气源为气泵。气泵用于提供气源,经过气罐和过滤器,进入之后的管路。
[0024] 测量的具体操作过程是:首先将被测电磁阀使用夹具管路连接好,然后按照电磁 阀的控制形式连接电气控制信号,比如,单电控电磁阀只要接入一路控制信号,而双电控电 磁阀则需要接入两路控制信号;接下来,开启气源、启动软件,PC机发出控制指令,通过数 据采集控制模块控制第二换向阀和推动气缸的推动机构,将被测电磁阀装夹好;然后,选择 电磁阀的型号,例如,选择双电控模式还是单电控模式,选择两位三通电磁阀、两位五通电 磁阀、三位五通电磁阀等等;随后,根据需要选定测试项目,系统设定有动态特性测试、密封 性测试、最低先导压力测试和疲劳寿命测试四种方式,上述四种方式可单一选择,也可任意 选择组合;测试完毕后,测试的数据、曲线可通过软件进行保存、打印、查询。
[0025] 由于上述技术方案的采用,本实用新型的优点是:
[0026] 1.采用低成本、高稳定传感器作为测量值获取工具,取代了传统的人工或半自动 间接测量方式,提高了测量精度和效率;
[0027] 2.用同一套装置可测量气动电磁阀的四种参数,其包括动态特性测试、密封性测 试、最低先导压力测试和疲劳寿命测试,降低了成本;
[0028] 3.可对多种类型的电磁阀进行测量,包括单电控型和双电控型,两位三通型或两位五通型或三位五通型,测量类型设定在软件中设置,数据处理通过PC软件来实现,增加 了系统的灵活性。
附图说明
[0029] 图1为本实用新型的一种系统框图;
[0030] 其中:1、PC机;2、数据采集控制模块;21、第一功率驱动模块;22、第二功率驱动 模块;3、气源;4、气路系统;41、电气比例阀;42、第一换向阀;43、压力传感器;5、被测电磁 阀;6、气罐;7、过滤器;81、第二换向阀;82、气缸;83、夹具;9、报警装置。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图,对本实用新型进行进一步说明:
[0032] 请参见图1所示的基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,包括PC机1、与 PC机1连接的数据采集控制模块2、气源3、连接在气源3与数据采集控制模块2之间的气 路系统4、与数据采集控制模块2连接的报警装置9,气路系统4包括电气比例阀41、第一换 向阀42、压力传感器43,电气比例阀41、第一换向阀42、被测电磁阀5、压力传感器43依次 连接,数据采集控制模块2根据PC机1的指令控制电气比例阀41、第一换向阀42和被测电 磁阀5,压力传感器43输出压力值至数据采集控制模块2,数据采集控制系统2输出的控制 信号经过第一功率驱动模块21输出至电气比例阀41、第一换向阀42和被测电磁阀5。
[0033] 数据采集控制系统2包括其上带有多个I/O接口的I/O端子板、A/D转换模块、D/ A转换模块,I/O接口包括模拟量输入接口、开关量输入、输出接口,其中,开关量输出接口 的功率放大是由与I/O端子板连接的第一功率驱动模块进行。
[0034] PC机1是检测装置的控制核心,它通过PCI总线发送控制信号到数据采集控制模 块2,使之按要求工作,并接受和处理数据采集控制模块2采集的信号。压力传感器43根据 PC机1发出控制信号进行数据采集,控制数据采集控制模块2通过I/O端子板的模拟量输 入接口采集压力传感器43输出的信号,存入PC机1的内存。
[0035] 在本实施例中,气源3为气泵,气源3与气路系统4之间还依次连接有气罐6和过 滤器7。气泵提供的气源,经过过滤,进入气路系统4。
[0036] 过滤器7的输出端还连接有一个第二换向阀81,第二换向阀81通过一个气缸82 连接一个用于装夹被测电磁阀5的夹具83。数据采集控制系统2输出的控制信号经过第二 功率驱动模块22控制第二换向阀82。第二换向阀81、气缸82、夹具83组成夹具管路。
[0037] 检测装置还包括一个用于将220V电压转化为24V和5V电压的电源模块。
[0038] 第一换向阀42、第二换向阀81以及被测电磁阀5根据PC机1发出地控制信号动 作,PC机1控制数据采集控制模块2通过I/O端子板的开关量输出口发送信号到功率驱动 模块,经功率放大,驱动被测电磁阀4的线圈得电实现。
[0039] 第一功率驱动模块21、第二功率驱动模块22的核心芯片为TLE6228,具有很高的 驱动能力。
[0040] 测量的具体操作过程是:首先将被测电磁阀5使用夹具管路连接好,然后按照被 测电磁阀5的控制形式连接电气控制信号,比如,单电控电磁阀只要接入一路控制信号,而 双电控电磁阀则需要接入两路控制信号;接下来,开启气源3、启动软件,PC机1发出控制指令,通过数据采集控制模块2控制第二换向阀81和推动气缸82的推动机构,将被测电磁阀 5装夹好;然后,选择被测电磁阀5的型号,例如,选择双电控模式还是单电控模式,选择两 位三通电磁阀、两位五通电磁阀、三位五通电磁阀等等;随后,根据需要选定测试项目,系统 设定有动态特性测试、密封性测试、最低先导压力测试和疲劳寿命测试四种方式,上述四种 方式可单一选择,也可任意选择组合;测试完毕后,测试的数据、曲线可通过软件进行保存、 打印、查询。
[0041] 气动电磁阀动态特性测试过程如下:
[0042] 1.数据采集控制模块2的控制电气比例阀41开启,气路系统4中充气,然后开启 第一换向阀42,使得被测电磁阀5的供气口与第一换向阀42连通;
[0043] 2.数据采集控制模块2控制被测电磁阀5开启,使得被测电磁阀5的出气口与进 气口连通,压力传感器43把出口压力值转换成模拟电压量;
[0044] 3.数据采集控制模块2利用A/D将模拟电压量转换成数字量,并绘出压力曲线, 根据测得的压力数据,按换向时间的定义,当出口压力上升到气路压力的90% (或出口压力 下降到原来压力的10%)时,自动算出被测电磁阀5的换向时间。
[0045] 气动电磁阀密封性测试测试过程如下:
[0046] 1.数据采集控制模块2控制电气比例阀41开启,气路系统4中充气,然后开启第 一换向阀42,使得被测电磁阀5的供气口与第一换向阀42连通;
[0047] 2.数据采集控制模块2控制被测电磁阀5开启,使得被测电磁阀5的出气口与压 力传感器43连通,系统处于充气一保压阶段;
[0048] 3.关闭第一换向阀42和被测电磁阀5,此时被测电磁阀5相当于密闭容器,记录 此时的压力值,即为初始压力值,有泄漏时,压力传感器43可检测被测电磁阀5出气口的压 力变化大小;
[0049] 4.当计时值达到设定值,记录最后压力值,计算最后压力值和初始压力值之差,如 果信号变化超出允许范围,则泄漏量不合格。
[0050] 气动电磁阀疲劳寿命测试过程如下:
[0051] 1.通过软件先设定被测电磁阀5的总动作次数和记录次数,数据采集控制模块2 控制被测电磁阀5动作,当达到所设定的记录次数后,测量被测电磁阀5的换向时间和密封 性;
[0052] 2.若换向时间和密封性在允许范围之内,继续电磁阀切换,到了记录次数后再进 行电磁阀换向时间和密封性的测量,直到所测量的参数超出允许范围或达到了预先设定的 总动作次数,则被测电磁阀5的寿命为前一次测量时电磁阀的切换次数或预先设定的总动 作次数。
[0053] 气动电磁阀最低先导压力测试过程如下:
[0054] 1.数据采集控制模块2的输出为0,开启电气比例阀41,此时气路系统4中的压力 值很小,然后开启第一换向阀42和被测电磁阀5,此时被测电磁阀5进口与系统气路相连, 压力传感器43检测被测电磁阀5的出口压力值。
[0055] 2.当气路系统4中的压力值小于最低先导压力值时,压力传感器43的输出值为一 个很小值,数据采集控制模块2逐步增加模拟量输出,从而不断提供气路系统的压力值,当 压力传感器43的输出突然产生跳变,并基本等于气路系统4的压力值的时候,计算机记录下此时的气路系统4的压力值,此值就为最低先导压力。
[0056] 最后,需要注意的是,以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然,本实用新 型不限于以上实施例,还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的 内容中直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1. 一种基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,其特征在于:包括PC机(1)、 与所述的PC机(1)连接的数据采集控制模块(2)、气源(3)、连接在所述的气源(3)与所述 的数据采集控制模块(2)之间的气路系统(4),所述的气路系统(4)包括电气比例阀(41)、 第一换向阀(42)、压力传感器(43),所述的电气比例阀(41)、第一换向阀(42)、被测电磁阀 (5)、所述的压力传感器(43)依次连接,所述的数据采集控制模块(2)根据所述的PC机(1) 的指令控制所述的电气比例阀(41)、第一换向阀(42)和被测电磁阀(5),所述的压力传感 器(43)输出压力值至所述的数据采集控制模块(2)。
2.根据权利要求1所述的基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,其特征在于: 所述的气源(3)与所述的气路系统(4)之间还依次连接有气罐(6)和过滤器(7)。
3.根据权利要求1或2所述的基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,其特征在 于:所述的数据采集控制系统(2)输出的控制信号经过第一功率驱动模块(21)输出至所述 的电气比例阀(41 )、第一换向阀(42 )和被测电磁阀(5 )。
4.根据权利要求1或2所述的基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,其特征在 于:所述的过滤器(7)的输出端还连接有一个第二换向阀(81),所述的第二换向阀(81)通 过一个气缸(82 )连接一个用于装夹所述的被测电磁阀(5 )的夹具(83 )。
5.根据权利要求4所述的基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,其特征在于: 所述的数据采集控制系统(2)输出的控制信号经过第二功率驱动模块(22)控制所述的第 二换向阀(82)。
6.根据权利要求1或2所述的基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,其特征在 于:所述的检测装置还包括一个用于将220V电压转化为24V和5V电压的电源模块。
7.根据权利要求1或2所述的基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,其特征 在于:所述的数据采集控制系统(2)包括其上带有多个I/O接口的I/O端子板、A/D转换模 块、D/A转换模块。
8.根据权利要求1或2所述的基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,其特征在 于:所述的数据采集控制系统(2 )还连接有一个报警装置(9 )。
9.根据权利要求1或2所述的基于PC控制的气动电磁阀综合性能检测装置,其特征在 于:所述的气源(3)为气泵。
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