CN212300877U - 一种空压机出厂性能检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空压机出厂性能检测系统，包括一台测试主机以及若干测试工位，每个测试工位设有测试台架、储气罐、ASME喷嘴式流量计，测试台架上安装空压机，储气罐的进气口与空压机的出气管连接，储气罐的出气口与ASME喷嘴式流量计连接；每个测试工位均有一传感器组，若干传感器组与测试主机连接，该传感器组包括喷嘴压差传感器、进气温度传感器、喷嘴前温度传感器以及电参数传感器，喷嘴压差传感器安装于ASME喷嘴式流量计，进气温度传感器安装于空压机的进气位置，电参数传感器安装于空压机的电机。本实用新型采用一台测试主机采集若干测试工位的测试数据，可以满足批量测试需求，这样测试效率更高，也降低了测试成本。

Description

一种空压机出厂性能检测系统

技术领域

本实用新型涉及空压机检测技术。

背景技术

目前空压机出厂前检测存在的问题：

1、测试数据不准确，尤其是空压机的主要性能指标——排气量(L/min) 比功率、容积效率等很难测得准确结果。由于测试方法不同，往往导致测得的排气量无法反映出空压机本身的真实值。

2、测试效率不高，单台测试设备只能检测一台空压机的性能数据。要实现批量化检测，只能靠增加检测设备，导致测试成本增加，不能满足主机厂批量化订单需求。

3、测试的数据无法进行统一的归档保存，不便于可追溯性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种空压机出厂性能检测系统，提高测试效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种空压机出厂性能检测系统，包括一台测试主机以及若干测试工位，每个测试工位设有测试台架、储气罐、ASME喷嘴式流量计，所述测试台架上安装用于测试的空压机，所述储气罐的进气口与空压机的出气管连接，所述储气罐的出气口与ASME喷嘴式流量计连接；

每个测试工位均有一传感器组，若干传感器组与测试主机通过数据采集线连接，该传感器组包括测量喷嘴压差的喷嘴压差传感器、测量空压机进气温度的进气温度传感器、测量喷嘴前温度的喷嘴前温度传感器以及测量电机电参数的电参数传感器，所述喷嘴压差传感器安装于ASME喷嘴式流量计，所述进气温度传感器安装于空压机的进气位置，所述电参数传感器安装于空压机的电机；

所述测试主机设有模拟量数据采集卡、温度测试仪、电参数测量仪，所述模拟量数据采集卡用于采集所有测试工位的喷嘴压差数据，所述温度测试仪用于采集所有测试工位的进气温度和喷嘴前温度数据，所述电参数测量仪用于采集所有测试工位的电参数数据。

优选的，所述储气罐的顶部连接有安全阀。

优选的，所述空压机的进气管在进气端连接空气滤清器，所述进气温度传感器设于空气滤清器的进气口。

优选的，所述储气罐上安装有用于测量排气压力的排气压力传感器和压力表。

优选的，还包括检验校准组件，所述检验校准组件包括用于测量进气温度的进气温度计、用于测量喷嘴前温度的喷嘴前温度计、用于测量喷嘴压差的水柱压差计和用于检测储气罐压力的压力表。

优选的，空压机的电机由控制器进行控制，所述测试主机还设有CAN卡，所述CAN卡从控制器中读取电参数，并与电参数测量仪采集的电参数进行相互校对。

优选的，所述的一台测试主机位于主机控制区，所述的若干测试工位位于测试工位区，且主机控制区与测试工位区通过隔音墙分开。

优选的，所述测试工位区独立封闭且设置排风系统和空调系统，以使得测试工位区的环境温度恒定在20℃。

优选的，所述ASME喷嘴式流量计与测试工位区进行隔离。

优选的，所述测试工位区设有一个用于测量大气压的压差传感器，所述压差传感器与测试主机通过数据采集线连接。

本实用新型采用的技术方案，具有如下有益效果：

1、若干测试工位对应对若干台空压机进行检测，采用一台测试主机采集若干测试工位的测试数据，可以满足批量测试需求，这样测试效率更高，也降低了测试成本。

2、测试主机可以存储测试数据，所有测试数据能够方便保存，便于数据储存和查找。

3、由于通过传感器采集数据会受环境的温度以及数据线的长度影响，存在一定的数据失真，因此还设置有检验校准组件，同时，测试主机设置有参数修改模块，在测试主机的显示器上显示参数修改界面，每次测试的过程中通过温度计、压力表和压差计对系统采集数据进行比对，存在差异的数据，以温度计、压力表和压差计显示的数据为准，通过参数修改界面对系统采集的数据进行加权处理，使得采集的温度、压力和压差值与温度计、压力表和压差计显示的数据一致，从而实现整个系统检测数据的准确性。

4、不同排气压力状态下，流量的大小不同，排量变化，流量也会跟着变化。所以要计算流量，必须要稳定排气压力，只有在规定的排气压力下，才能去计算流量，流量值才是真实稳定有效的。因此，在储气罐上安装有用于测量排气压力的排气压力传感器以及压力表。因为压力传感器会因为环境温度和线束长度不同，存在一定的失真，极端情况下压力传感器坏了，不准了，就通过压力表来进行校对。

5、将测试主机设置于主机控制区，若干测试工位设置于测试工位区。多台空压机工作时噪音比较大，因此检测系统需要进行人机分离的布置，测试工位区与主机控制区需要通过隔音墙分开。另外，多台空压机工作时会产生大量的热量，使得测试工位区室内温度超标，无法满足空压机进气温度恒定20℃的标准，因此需对测试工位区进行单独隔离，并设置相应的排风系统和空调系统，使得测试工位区的环境温度恒定在20℃。

6、ASME喷嘴式流量计在工作时会产生气体流动噪音，因此需将ASME喷嘴式流量计单独与测试工位区进行隔离，使得ASME喷嘴式流量计工作噪音不会对被测试产品的检测产生干扰作用。

综上，通过测试区域的优化布置以及检测系统的检验校准功能，可以保证检测系统测量准确度。

本实用新型的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

图1为一种空压机出厂性能检测系统；

图2为测试区域布置规划图；

图3为本实用新型测试工位示意图；

图4为本实用新型测试主机示意图；

图中：1-测试工位，10-空压机，11-储气罐，111-排液阀一，112-安全阀，113- 排气压力传感器，114-调压阀，12-ASME喷嘴式流量计，121-喷嘴前温度传感器，122-喷嘴压差传感器，123-排液阀二，13-空气滤清器，131-进气温度传感器， 14-水柱压差计，15-控制面板，16-控制器，17-压力表；2-测试主机，21-电参数测量仪，22-温度测试仪，23-电脑显示器，24-CAN卡，25-模拟量数据采集卡， 26-工控机，27-24V电源，3-隔音墙。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

如图1至图4所示，一种空压机出厂性能检测系统，包括一台测试主机2 以及若干测试工位1。

参考图3所示，每个测试工位1设有测试台架、储气罐11、ASME喷嘴式流量计12，所述测试台架上安装用于测试的空压机10，所述储气罐11的进气口与空压机10的出气管连接，所述储气罐11的出气口与ASME喷嘴式流量计12 连接。

另外，每个测试工位1还设有电源、控制器16和控制面板15。其中，12V/24V 电源为空压机的散热风扇供电。控制器16用于对空压机电机进行控制，控制面板15与控制器16相连，用于设定控制器的参数并对控制器的开关进行控制。

为了采集测试参数，每个测试工位1均有一传感器组，若干传感器组与测试主机2通过数据采集线连接，该传感器组包括测量喷嘴压差的喷嘴压差传感器122、测量空压机进气温度的进气温度传感器131、测量喷嘴前温度的喷嘴前温度传感器121以及测量电机电参数的电参数传感器。其中，所述喷嘴压差传感器122安装于ASME喷嘴式流量计，所述进气温度传感器131安装于空压机的进气位置，所述电参数传感器安装于空压机的电机。另外，测试工位所在区域设有大气压力传感器(例如压差传感器)用于采集大气压力数据。电参数(控制器的输出电压、电流、功率等)通过CAN卡与控制器相连进行采集。

为了对测试空压机的进气进行过滤，空压机的进气管在进气端连接空气滤清器13，所述进气温度传感器131设于空气滤清器13的进气口。

参考图4所示，所述测试主机2具有电参数测量仪21、温度测试仪22、电脑显示器23、CAN卡24、模拟量数据采集卡25、工控机26、24V电源27等。所述模拟量数据采集卡25用于采集所有测试工位的喷嘴压差数据，所述温度测试仪22用于采集所有测试工位的进气温度和喷嘴前温度数据，所述电参数测量仪21和CAN卡24用于采集所有测试工位的电参数数据，24V电源27给CAN 卡供电。其中，电参数测量,21是通过从空压机电机端采集电参数(输入电压、电流、功率)，CAN卡24是通过从控制器16中读取电参数(输入电压、电流、功率)，两者可相互校对。工控机26用于处理上述采集到的数据，并按照软件设定好的程序进行计算，得到测量结果，并将测量结果在电脑显示器23的界面上显示，同时保存测试数据和结果。

当然，本领域技术人员可以理解的是，测试工位1的数量可以根据实际需求进行扩展。

由于通过传感器采集数据会受环境的温度以及数据线的长度影响，存在一定的数据失真，因此还设置有检验校准组件。所述检验校准组件包括用于测量进气温度的进气温度计、用于测量喷嘴前温度的喷嘴前温度计、用于测量大气压力的压力表、用于测量喷嘴压差的水柱压差计14。同时，测试主机2设置有参数修改模块，用于修改相关参数。在测试主机2的电脑显示器上显示参数修改界面，每次测试的过程中通过温度计、压力表和压差计对系统采集数据进行比对，存在差异的数据，以温度计、压力表和压差计显示的数据为准，通过参数修改界面对系统采集的数据进行加权处理，使得采集的温度、压力和压差值与温度计、压力表和压差计显示的数据一致，从而实现整个系统检测数据的准确性。

不同排气压力状态下，流量的大小不同，排量变化，流量也会跟着变化。所以要计算流量，必须要稳定排气压力，只有在规定的排气压力下，才能去计算流量，流量值才是真实稳定有效的。因此，所述储气罐11上安装有用于测量排气压力的排气压力传感器113以及压力表17。因为压力传感器会因为环境温度和线束长度不同，存在一定的失真，极端情况下压力传感器坏了，不准了，就通过压力表来进行校对。

另外，所述储气罐11的顶部连接有安全阀112。所述储气罐11的底部连接有排液阀一111。所述储气罐11的出气口与ASME喷嘴式流量计12之间设有调压阀114。所述储气罐11的底部连接有排液阀二123。

检测系统布局说明如下：

多台空压机工作时噪音比较大，因此检测系统需要进行人机分离的布置。参考图2所示，测试工位区与主机控制区需要通过隔音墙3分开。

另外，多台空压机工作时会产生大量的热量，使得测试工位区室内温度超标，无法满足空压机进气温度恒定20℃的标准，因此对测试工位区进行单独隔离的同时，设置排风系统和空调系统，使得测试工位区的环境温度恒定在20℃。

ASME喷嘴式流量计在工作时会产生气体流动噪音，因此需将ASME喷嘴式流量计单独与测试工位区进行隔离，即将ASME喷嘴式流量计通过隔音墙分隔到另外一个独立区域，使得ASME喷嘴式流量计工作噪音不会对被测试产品的检测产生干扰作用。

综上，每个个测试工位均采用ASME容积流量测试装置及方法进行检测，并在相应部位(进气温度、喷嘴前温度、排气压力、喷嘴前压差)设置相应传感器进行数据采集，所有采集的数据经过数据采集线路传输至测试主机，由数据采集卡对压力和压差信号进行处理，由温度测试仪对温度信号进行处理，由 CAN卡对电机电压、电流及功率数据进行处理，再由软件系统对以上采集数据按照GB/T15487ASME流量测试计算公式进行计算得出容积流量值、比功率值和容积效率值，通过显示界面可以实现实时显示，并在后台对数据进行保存。

相关GB/T15487ASME流量测试性能指标计算公式及方法：

空压机的容积流量计算公式：

c------------喷嘴系数到GB/T 15487-2015中表8查找喷嘴系数，表8中要求有【根据喷嘴直径d和特性线】,特性线到GB/T 15487-2015中查找，(根据Δ P和T1找出特性线)；

d------------喷嘴直径d(mm)到GB/T 15487-2015中表7中查找；

根据标准容积流量的大小套表7的每个喷嘴的测试范围；

TX1------------一级吸气温度(K)温度计读数+273.15(本设备由传感器测量，温度巡检仪将读取的温度值通过串口通讯给工控机)；

ΔP------------喷嘴压差(mmH2O)U型管上压-下压(平均值；本设备由传感器测量，数据采集卡采集)；

P0------------大气压力(kg/cm2)空盒压力表读数；

T1-------------喷嘴温度(K)温度计读数+273.15(平均值；本设备由传感器测量，温度巡检仪将读取的温度值通过串口通讯给工控机)；

备注：实际容积流量不能小于标准容积流量(JB/T 6430-2014中4.2P2页，表1)的95％(P3中5.3)。

比功率＝实测功率(由Can卡采集，电压电流显示值乘以互感比)×电机效率(电机铭牌)×皮带效率(皮带为“0.97”、直联为“1”)/排气量(比功率参考JB/T 8933-2008中5.5的P3表3)。

输入比功率＝实测功率(功率仪显示值乘以互感比)/排气量(输入比功率即能效，GB 19153-2009表4)。

轴功率＝实际电机输入功率(电参数直接按∑，将小红点调至KW即可，功率仪显示值乘以互感比)*电机效率(电机铭牌上；常用电机效率表)*传动效率 (97％)。

容积效率＝Q1/Q0。其中Q1：实际流量；Q0：理论流量。

D：活塞直径；(型号铭牌读取)；n：活塞数量；(型号铭牌读取)；s：活塞行程；(型号铭牌读取)；l：空压机转速；(Can卡读取)。

本测试系统软件采用LABVIEW语言将上述计算公式进行编写，从而得出测试结果。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种空压机出厂性能检测系统，其特征在于，包括一台测试主机以及若干测试工位，每个测试工位设有测试台架、储气罐、ASME喷嘴式流量计，所述测试台架上安装用于测试的空压机，所述储气罐的进气口与空压机的出气管连接，所述储气罐的出气口与ASME喷嘴式流量计连接；

每个测试工位均有一传感器组，若干传感器组与测试主机通过数据采集线连接，该传感器组包括测量喷嘴压差的喷嘴压差传感器、测量空压机进气温度的进气温度传感器、测量喷嘴前温度的喷嘴前温度传感器以及测量电机电参数的电参数传感器，所述喷嘴压差传感器安装于ASME喷嘴式流量计，所述进气温度传感器安装于空压机的进气位置，所述电参数传感器安装于空压机的电机；

所述测试主机设有模拟量数据采集卡、温度测试仪、电参数测量仪，所述模拟量数据采集卡用于采集所有测试工位的喷嘴压差数据，所述温度测试仪用于采集所有测试工位的进气温度和喷嘴前温度数据，所述电参数测量仪用于采集所有测试工位的电参数数据。

2.根据权利要求1所述的一种空压机出厂性能检测系统，其特征在于：所述储气罐的顶部连接有安全阀。

3.根据权利要求1所述的一种空压机出厂性能检测系统，其特征在于：所述空压机的进气管在进气端连接空气滤清器，所述进气温度传感器设于空气滤清器的进气口。

4.根据权利要求1所述的一种空压机出厂性能检测系统，其特征在于：所述储气罐上安装有用于测量排气压力的排气压力传感器和压力表。

5.根据权利要求1所述的一种空压机出厂性能检测系统，其特征在于：还包括检验校准组件，所述检验校准组件包括用于测量进气温度的进气温度计、用于测量喷嘴前温度的喷嘴前温度计、用于测量喷嘴压差的水柱压差计和用于检测储气罐压力的压力表。

6.根据权利要求1所述的一种空压机出厂性能检测系统，其特征在于：空压机的电机由控制器进行控制，所述测试主机还设有CAN卡，所述CAN卡从控制器中读取电参数，并与电参数测量仪采集的电参数进行相互校对。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种空压机出厂性能检测系统，其特征在于：所述的一台测试主机位于主机控制区，所述的若干测试工位位于测试工位区，且主机控制区与测试工位区通过隔音墙分开。

8.根据权利要求7所述的一种空压机出厂性能检测系统，其特征在于：所述测试工位区独立封闭且设置排风系统和空调系统，以使得测试工位区的环境温度恒定在20℃。

9.根据权利要求8所述的一种空压机出厂性能检测系统，其特征在于：所述ASME喷嘴式流量计与测试工位区进行隔离。

10.根据权利要求7所述的一种空压机出厂性能检测系统，其特征在于：所述测试工位区设有一个用于测量大气压的压差传感器，所述压差传感器与测试主机通过数据采集线连接。

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