在線干式檢漏系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文
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1.1氣動(dòng)回路整體設(shè)計(jì)
壓差傳感器一端連接穩(wěn)定的氣壓口即高壓口，一端連接被測(cè)件濾清器的出口即低壓口，當(dāng)測(cè)量開始時(shí)，打開氣動(dòng)閥1和2，關(guān)閉氣動(dòng)閥3，壓差傳感器兩端壓強(qiáng)相同，輸出的電壓恒定。一段時(shí)間后關(guān)閉氣動(dòng)閥2，濾清器會(huì)有少量的泄漏氣體導(dǎo)致傳感器低壓口和高壓口形成壓強(qiáng)差，引起輸出的電壓變化，采集卡實(shí)時(shí)采集壓差傳感器的電壓變化并傳輸?shù)絇C機(jī)中計(jì)算和顯示。
1.2數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)計(jì)
本文采用的高精度微壓差傳感器是由美國丹納赫Setra公司開發(fā)，采用差分形式，量程為－500Pa～＋500Pa，按線性關(guān)系輸出電壓，精度為0．08％FS，能達(dá)到4Pa的微小測(cè)量。數(shù)據(jù)采集卡采用NI公司的USB－6229高性能采集，該采集卡可多路同時(shí)采集數(shù)據(jù)，但是分時(shí)工作，具有USB2．0串口。傳感器的輸出端口與數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號(hào)輸入端口相連接，數(shù)據(jù)采集卡與PC機(jī)通過USB接口連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從傳感器到PC機(jī)的傳輸［1］。
1.3控制電磁閥硬件設(shè)計(jì)
為了使檢漏系統(tǒng)氣動(dòng)回路實(shí)現(xiàn)檢測(cè)所需的通斷控制，本文選用日本SMC公司的VX2120M－02－5D1型二位二通電磁閥進(jìn)行控制。由于數(shù)據(jù)采集卡無法提供足夠的功率控制電磁閥的通斷，本文選擇以小型繼電器作為中間開關(guān)與數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)字I／O端口連接，實(shí)現(xiàn)控制繼電器的通斷進(jìn)而控制電磁閥。
2在線干式檢漏系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2.1數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)
通過LabVIEW軟件編寫程序和數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、處理、顯示和生成可供日常電腦查看的報(bào)表。圖形化編輯語言G語言是開發(fā)LabVIEW程序的專用語言，編制的程序是框圖形式，采用數(shù)據(jù)流方式編程，該編程方式直接決定了VI及函數(shù)的先后運(yùn)行順序，同樣，程序框圖前面板中提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器類似的控件，可用來方便地創(chuàng)建用戶界面。在數(shù)據(jù)采集程序框圖中，在“DAQ助手”的任務(wù)配置屬性頁完成各參數(shù)的配置，While循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)采集。采集的數(shù)據(jù)分4路，其中兩路直接連接顯示控件和波形圖表，可直觀地在前面板實(shí)時(shí)顯示采集的電壓值和電壓與時(shí)間的曲線圖；一路根據(jù)壓差傳感器參數(shù)來進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算并連接量表控件，通過量表的指針變化實(shí)時(shí)顯示試驗(yàn)過程中的壓差變化；最后一路存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用于試驗(yàn)后續(xù)的處理和分析。
2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件設(shè)計(jì)
應(yīng)用TDMS文件格式，這部分首先是打開用于讀寫操作的．tdms文件，如沒有則創(chuàng)建一個(gè)新的文件，然后把采集到的數(shù)據(jù)寫入該文件，達(dá)到存儲(chǔ)的效果。該程序存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可作為后續(xù)實(shí)際應(yīng)用中的檢漏依據(jù)，便于處理、分析和供其他人員查看。
2.3電磁閥控制軟件設(shè)計(jì)
電磁閥控制程序是采用DAQmx－Data Acquisition開發(fā)設(shè)計(jì)的，該程序用來控制數(shù)據(jù)采集卡數(shù)字I／O端口的高低電平，程序中前面板的輸出信號(hào)按鈕控制條件結(jié)構(gòu)的真假，While循環(huán)重復(fù)執(zhí)行代碼片段直到再次點(diǎn)擊輸出信號(hào)按鈕。以上程序通過控制前面板輸出按鈕來實(shí)現(xiàn)控制繼電器的通斷，從而控制電磁閥的通斷。
3試驗(yàn)結(jié)果
分析為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的檢漏系統(tǒng)是否可以對(duì)柴油濾清器泄漏量進(jìn)行測(cè)量，共進(jìn)行了4次試驗(yàn)，具體試驗(yàn)步驟如下：第一步：連接氣動(dòng)回路和采集控制系統(tǒng)電路并通電，氣泵開關(guān)打開，調(diào)節(jié)減壓閥至0．4MPa，準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成。第二步：閥1、2打開，閥3關(guān)閉，濾清器充氣10s。關(guān)閉閥1，穩(wěn)定20s，關(guān)閉閥2的同時(shí)點(diǎn)擊PC機(jī)中的采集數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)按鈕。電腦界面實(shí)時(shí)顯示經(jīng)過采集和處理的泄漏量波形圖并與標(biāo)準(zhǔn)泄漏量比較，判斷出該濾清器是否合格。第三步：打開閥2、3，濾清器中的氣體排除，拆下濾清器，換下一個(gè)濾清器，重復(fù)試驗(yàn)。
4結(jié)束語
由試驗(yàn)結(jié)果可知，本文設(shè)計(jì)的在線干式檢漏系統(tǒng)將高精度壓差傳感器和LabVIEW強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集處理功能結(jié)合起來，能夠快速、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確地檢測(cè)出濾清器的泄漏量是否合格，省去濾清器水檢流程和烘干步驟，減少勞動(dòng)力，節(jié)約了時(shí)間和成本。
作者：王福元 禹斌 楊洪濤 范斌 單位：鹽城工學(xué)院 安徽理工大學(xué)
