CN219714772U - 一种实验室打压测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种实验室打压测试装置，包括开关模块、压差传感器、接口芯片、控制主板和以太网模块，控制主板包括存储器、比较器以及定时器；压差传感器与接口芯片电性连接，开关模块、接口芯片以及以太网模块与控制主板电性连接。通过开关模块启动实验室打压测试，采用压差传感器对实验室压差数据进行采集，通过接口芯片将采集得到的数据传输至控制主板，通过存储器存储压差测试数据，采用定时器进行计时，采用比较器进行压差值的比较，直至采集的压差值大于预设压差值或计时时间大于预设时间时停止测试，将压差测试数据通过以太网模块上传至网络，解决了现有实验室打压测试中人力成本高且数据不准确、可靠性低以及不可追溯的技术问题。

Description

一种实验室打压测试装置

技术领域

本实用新型涉及压力测试技术领域，尤其涉及一种实验室打压测试装置。

背景技术

P3实验室(生物安全防护三级实验室)对压差要求较高，在对实验室进行打压测试时，要求实验室的压差可以在20分钟内从-500Pa变化至-250Pa。

目前，大多采用压差表和人工的方式进行计时操作并记录压差变化数值，需要占用人工时间且易出错，无法保证数据的准确性、可靠性和可追溯性。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种实验室打压测试装置，用以解决现有实验室打压测试中人力成本高且数据不准确、可靠性低以及不可追溯的技术问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种实验室打压测试装置，包括开关模块、压差传感器、接口芯片、控制主板和以太网模块，所述控制主板包括存储器、比较器以及定时器；

其中，所述压差传感器与所述接口芯片电性连接，所述开关模块、所述接口芯片以及所述以太网模块与所述控制主板电性连接；

所述压差传感器用于对实验室与外界的压差进行实时采集，并将采集得到的压差传感信号传输至所述接口芯片；

所述开关模块用于向所述控制主板传输测试启动信号；

所述控制主板在接收到所述测试启动信号时向所述接口芯片发送接收使能信号，并驱动计时器工作；

所述接口芯片用于在接收到所述控制主板发送的所述接收使能信号时，接收所述压差传感器传输的压差传感信号，并将所述压差传感信号输出至所述控制主板；

所述控制主板还用于将所述压差传感信号转换为对应的压差测试数据后存储至所述存储器；

所述控制主板还用于基于所述比较器将所述压差传感信号的电压值与预设压差值的电压值进行比较，在所述压差传感信号的电压值大于等于所述预设压差值的电压值时，停止测试；

所述控制主板还用于在所述定时器计时完成时，停止测试；

所述以太网模块用于在停止测试后将所述压差测试数据上传至用户终端。

可选的，所述控制主板包括STMF407芯片。

可选的，所述以太网模块为W5500型号的嵌入式以太网控制器。

可选的，所述接口芯片为MAX485。

可选的，所述开关模块为NFC芯片。

可选的，所述压差传感器为RS485压差表。

可选的，所述实验室打压测试装置还包括指示灯模块；

其中，所述指示灯模块设置在所述控制主板上，并与所述控制主板的GPIO接口电性连接。

可选的，所述指示灯模块包括运行灯、故障灯和完成灯。

可选的于，所述实验室打压测试装置还包括电源电路；

其中，所述电源电路与所述控制主板连接，用于为所述控制主板、所述以太网模块、所述接口芯片、所述开关模块以及所述压差传感器提供电源。

采用上述实施例的有益效果是：本实用新型提供的实验室打压测试装置，通过开关模块启动实验室打压测试，再采用压差传感器对实验室压差数据进行实时采集，并通过接口芯片将采集得到的数据传输至控制主板，控制主板通过存储器存储压差测试数据，采用定时器进行计时，采用比较器进行压差值的比较，直至采集的压差值大于预设压差值或计时时间大于预设时间时停止测试，并将存储器中的压差测试数据以及测试结果通过以太网模块上传至网络，以供用户下载，解决了现有实验室打压测试中人力成本高且数据不准确、可靠性低以及不可追溯的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的实验室打压测试装置一实施例的结构示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型实施例提供了一种实验室打压测试装置，以下分别进行说明。

图1为本实用新型提供的实验室打压测试装置一实施例的结构示意图，如图1所示，实验室打压测试装置包括开关模块140、压差传感器150、接口芯片130、控制主板110和以太网模块120，所述控制主板110包括存储器、比较器以及定时器；

其中，压差传感器150与接口芯片130电性连接，开关模块140、接口芯片130以及以太网模块120与控制主板110电性连接；

压差传感器150用于对实验室与外界的压差进行实时采集，并将采集得到的压差传感信号传输至接口芯片130；

开关模块140用于向控制主板110传输测试启动信号；

控制主板110在接收到测试启动信号时向接口芯片130发送接收使能信号，并驱动计时器工作；

接口芯片130用于在接收到控制主板100发送的接收使能信号时，接收压差传感器150传输的压差传感信号，并将压差传感信号输出至控制主板110；

控制主板110还用于将压差传感信号转换为对应的压差测试数据后存储至存储器；

控制主板110还用于基于比较器将压差传感信号的电压值与预设压差值的电压值进行比较，在压差传感信号的电压值大于等于预设压差值的电压值时，停止测试；

控制主板110还用于在定时器计时完成时，停止测试；

以太网模块用于在停止测试后将压差测试数据上传至用户终端。

需要说明的是，实验室打压测试是指将实验室与外界的压力差值在预设时间内下降到预设压差，例如实验室当前压差为-500Pa，预设压差为-250Pa，预设时间为20分钟，则要求对实验室进行升压，并进行计时操作，记录升压过程中实验室的压差变化数据，根据记录的数据判断实验室是否可以在20分钟内升压250Pa，在本实施例中，定时器的计时时间可以是20分钟，预设压差可以为-250Pa，该压差传感信号对应的电压值大小即为采集的压差值大小，预先设置与预设压差对应的电压信号，采用比较器将该电压信号的电压值与压差传感信号对应的电压值进行大小比较，即可得到采集的压差值是否大于等于预设的压差值。

与现有技术相比，本实用新型提供的实验室打压测试装置，通过开关模块启动实验室打压测试，再采用压差传感器对实验室压差数据进行实时采集，并通过接口芯片将采集得到的数据传输至控制主板，控制主板通过存储器存储压差测试数据，采用定时器进行计时，采用比较器进行压差值的比较，直至采集的压差值大于预设压差值或计时时间大于预设时间时停止测试，并将存储器中的压差测试数据以及测试结果通过以太网模块上传至网络，以供用户下载，解决了现有实验室打压测试中人力成本高且数据不准确、可靠性低以及不可追溯的技术问题。

在本实用新型一些实施例中，控制主板包括STMF407芯片111，该芯片拥有1MB内置flash，以及192+4KB的运行内存，足以满足大部分需求。通过该芯片内置的打压测试程序，可以在启动时对以太网模块120进行检查并初始化接口芯片130和开关模块140，并检测接口芯片与压差传感器150之间的通信连接状态，为进行打压测试做好准备工作；再对开关模块140进行持续检测，直到开关模块140传输打压测试启动信号时开始计时并对压差传感器150通过接口芯片130上传的压差数据进行记录，并对压差传感器150实时上传的压差数据进行计算，检测实验室压差是否达到预设压差值，若达到预设压差值，则提前停止打压测试；若没有，在计时时间达到预设时间时停止打压测试，根据测试数据以及对应的计时时间判断该实验室是否符合打压试验的要求，并通过以太网模块120将打压试验的数据及结果上传至用户终端，以供用户下载或查看该打压试验数据。

在本实用新型一些实施例中，以太网模块120为W5500型号的嵌入式以太网控制器，同时也是一颗工业级以太网控制芯片；该芯片支持高速标准4线SPI接口与主机进行通信，该SPI速率理论上可以达到80MHz。其内部还集成了以太网数据链路层(MAC)和10BaseT/100BaseTX以太网物理层(PHY)，支持自动协商(10/100-Based全双工/半双工)、掉电模式和网络唤醒功能。与传统软件协议栈不同，W5500内嵌的8个独立硬件Socket可以进行8路独立通信，该8路Socket的通信效率互不影响，可以通过W5500片上32K字节的收/发缓存灵活定义各个Socket的大小。

在本实用新型一些实施例中，接口芯片130为MAX485，MAX485是用于RS-485与RS-422通信的低功耗收发器。MAX485的驱动器摆率不受限制,可以实现最高2.5Mbps的传输速率。工作在5V单电源下，其驱动器具有短路电流限制，并可以通过热关断电路将驱动器输出置为高阻状态，该接口芯片MAX485的输入具有失效保护特性，当输入开路时，可以确保逻辑高电平输出，具有较高的抗干扰性能，性价比高。

在本实用新型一些实施例中，开关模块140为NFC(Near Field Communication，近距离无线通信技术)芯片，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换，通过该NFC芯片，用户可采用刷卡的方式启动实验室打压试验，本实施例中采用的NFC芯片型号为Ntag213，还采用了不干胶进行固定。

在本实用新型一些实施例中，压差传感器150为RS485压差表，通过压差端口，采用两线制接入接口芯片MAX485，用于对实验室与外界的压力差进行实时检测。

在本实用新型一些实施例中，为了使用户更直观的了解打压试验的运行结果，本实用新型还设置有指示灯模块160，该指示灯模块160包括运行灯161、故障灯162和完成灯163，设置在控制主板110上，与控制主板110上STMF407芯片的GPIO接口电性连接，运行灯161、故障灯162和完成灯163的亮灭均受STMF407芯片的控制；在进行打压试验时，运行灯161亮，完成灯163灭；在完成打压试验时，运行灯161灭，完成灯163亮；在STMF407芯片接收不到压差传感器上传的压差数据时，故障灯162亮，表示压差传感器150与接口芯片130之间的通信连接出现故障或压差传感器150故障。

在本实用新型一些实施例中，还包括为整个实验室打压测试装置提供电能的电源电路。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种实验室打压测试装置，其特征在于，所述实验室打压测试装置包括开关模块、压差传感器、接口芯片、控制主板和以太网模块，所述控制主板包括存储器、比较器以及定时器；

其中，所述压差传感器与所述接口芯片电性连接，所述开关模块、所述接口芯片以及所述以太网模块与所述控制主板电性连接；

所述压差传感器用于对实验室与外界的压差进行实时采集，并将采集得到的压差传感信号传输至所述接口芯片；

所述开关模块用于向所述控制主板传输测试启动信号；

所述控制主板在接收到所述测试启动信号时向所述接口芯片发送接收使能信号，并驱动计时器工作；

所述接口芯片用于在接收到所述控制主板发送的所述接收使能信号时，接收所述压差传感器传输的压差传感信号，并将所述压差传感信号输出至所述控制主板；

所述控制主板还用于将所述压差传感信号转换为对应的压差测试数据后存储至所述存储器；

所述控制主板还用于基于所述比较器将所述压差传感信号的电压值与预设压差值的电压值进行比较，在所述压差传感信号的电压值大于等于所述预设压差值的电压值时，停止测试；

所述控制主板还用于在所述定时器计时完成时，停止测试；

所述以太网模块用于在停止测试后将所述压差测试数据上传至用户终端。

2.根据权利要求1所述的实验室打压测试装置，其特征在于，所述控制主板包括STMF407芯片。

3.根据权利要求2所述的实验室打压测试装置，其特征在于，所述以太网模块为W5500型号的嵌入式以太网控制器。

4.根据权利要求3所述的实验室打压测试装置，其特征在于，所述接口芯片为MAX485。

5.根据权利要求4所述的实验室打压测试装置，其特征在于，所述开关模块为NFC芯片。

6.根据权利要求5所述的实验室打压测试装置，其特征在于，所述压差传感器为RS485压差表。

7.根据权利要求6所述的实验室打压测试装置，其特征在于，所述实验室打压测试装置还包括指示灯模块；

其中，所述指示灯模块设置在所述控制主板上，并与所述控制主板的GPIO接口电性连接。

8.根据权利要求7所述的实验室打压测试装置，其特征在于，所述指示灯模块包括运行灯、故障灯和完成灯。

9.根据权利要求1所述的实验室打压测试装置，其特征在于，所述实验室打压测试装置还包括电源电路；

其中，所述电源电路与所述控制主板连接，用于为所述控制主板、所述以太网模块、所述接口芯片、所述开关模块以及所述压差传感器提供电源。