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1、 年 文 章 编 号（）燃气表电机阀泄漏检定装置及其检定方法龚 晓 科 ， 穆 云 飞 ， 杨敏 ， 高 宇 康 ， 陈 立 福 ，王 永 茹 ， 呼 晶 晶 ， 梁聪（银川天佳仪器仪表 ，银 川 ）摘 要 ：为 提 高 燃 气 表 的 安 全 性 和 可 靠 性 ，对 电 机 阀 的 性 能 参 数 和 泄 漏 进 行 研 究 ，提 出 了 一 种基 于 静 态 测 量 电 机 阀 泄 漏 的 方 法 。该 方 法 采 用 了 断 路 测 量 技 术 ，使 检 定 过 程 处 于 静 态 条 件 下 ，从 而 避 开 环 境 、气 源 、流 动 系 的 影 响 ，提 高 了 精 确 度 ；同
2、 时 ，本 电 机 阀 泄 漏 检 定 装 置 及 其 检 定 方 法 相 比 传 统 方 法 大 大 降 低 了 监 测 时 间 ，降 低 了 长 时 操 作 劳 动 强 度 。关 键 词 ：燃 气 表 ；电 机 阀 ；泄 漏 ；静 态中 图 分 类 号 ：文 献 标 志 码 ：， ， ， ， ， ， ， （，）：， ， ， ：；燃 气 表 是 一 种 计 量 仪 表 。 根 据 燃 气 表 的 结 构和 性 能 可 知 ，电 机 阀是 燃 气 表 中 最 关 键 的 部 件 。一 般 阀 门 要 求 开 、关 迅 速 ，并 能 一 次 开 、关 到 位 ，然 而 电 机 阀 存 在 漏 气
3、 、阀 门 不 关 闭 、关 闭 后 不 开 启 和关 闭 不 到 位 等 问 题。 目 前 生 产 线 采 用 水 检 的 方 法 ，工 序 复 杂 ，劳 动 强 度 大 ，发 生 泄 漏 时 要 将 整个 燃 气 表 拆 开 检 测 ，不 但 浪 费 时 间 ，而 且 也 降 低 了生 产 效 率，虽 然 国 内 已有 部分机构研制了相关 电 机 阀 泄 漏 气 测 试 仪 检 定 装 置 ，该 装 置 在 一 定 程度 上 满 足检定规程的要 求 ，并 提 高 了 检 定 效 率 ，但是 仍 然 存在很多弊端和 不 足 ，未 解 决 环 境 、气 源 稳 定 性 对 检 测 的 影 响
4、，电 磁 阀 的 频 繁 开 关 ，缩 短 了 装收 稿 日 期 ：作 者 简 介 ：龚 晓 科 （），男 ，高 级 工 程 师 ，主要研究方向为自动化控制 ，：上 海 电 机 学 院学 报 年 第 期置 的 使 用 寿 命 ，自 动 化 程 度 不 高 、功 能 较 单 一 、不能 覆 盖 全 部 检 定 项 目 等 缺 点。 基 于 以 上 问 题 ， 本 文 提 出 了 一 种 电 机 阀 泄 漏 检 定 装 置 及 其 检 定 方 法 ，其 创 新 在 于 采 用 了 断 路 测 量 技 术 ，使 检 定 过 程 处 于 静 态 条 件 下 ，从 而 避 开 环 境 、气 源 、流 动
5、 系 的 影 响 ，提 高 了 精 确 度 ，避 免 了 测 试 过 程 中 电 磁 阀 的 频 繁 开 启 ，从 而 延 长 了 使 用 寿 命 ，自 动 化 程 度 较 高 ，大 大 提 高 了 工 作 效 率 ，降 低 了 工 作 强 度 ，具 有 重 要 的 意 义 。设 计 合 理 、处 理 速 度 快 、数 据 处 理 优 化 ，具 有 抗 干扰 能 力 ，基 于 单 片 机 的 控 制 模 块 不 但 满 足 使 用 的 要 求 ，而 且 表 现 出 很 大 的 优 越 性 ，如 单 片 机 具 有 丰 富 的 片 内 资 源 ，使 电 路 设 计 简 化 、可 靠 等 。 系
6、统 控制 电 路 如 图 所 示 。管 路 设 计该 管 路 由 电 机 阀 、气 源 、微 压 差 传 感 器 、电 磁阀 、电 磁 阀 组 成 ；微 压 差 传 感 器 的 一 个 检 测 端 连 接 在 电 机 阀 和 电 磁 阀 之 间 的 管 路 上 ，另 一 个 检 测 端 连 接 在 电 磁 阀 和 电 磁 阀 之 间 的 管 路 上 ，电 磁 阀 和 气 源 之 间 的管路上连有气体调节 装 置 ，自 动 测控系统控制电磁阀 、电 磁 阀 的 开 关 ；待检电机阀与电磁阀共同构成 个 相 互 隔 离的 气 室 ，其 中 独 立 于 待 检 电 机 阀 的 气 室 作 为 比 较
7、标 准 ，邻 接 待 检 电 机 阀 的 气 室 是 待 检 测 气 室 ，微 压差 传 感 器 的 个检测探头分别连入 个 气 室 ，通 过 检 测 个气室的压差来 检 定 待 检 电 机 阀 是 否 泄 漏，如 图 所 示 。在 非 测 试 状 态 ，电 磁 阀 、电 磁 阀 均 开 通 ，只 有 电 机阀受系统控制 执 行 开 关 操 作 。 在 测 试 状 态 ，电 机 阀 受 控 至 关 闭 状 态 ，从 气 源 至 电 机 阀 形 成 密 闭 气 室 ，但 气 压 受 气 源 波 动 影 响；因 此 ，再 关闭 电 磁 阀 ，此 时 电 机 阀 至 电 磁 阀 之 间 形 成 一
8、个 静 态 密 闭 气 室 ，与 气 源 断 开 。 为 了 测 量 电 机 阀的 是 否 泄 漏 ，须 将 电 磁 阀 关 闭 ，电 磁 阀 将 电 机 阀 至 电 磁 阀 之 间 隔 断 形 成 个 静 态 密 闭 气室 。在 这 一 过 程 中 ，电 机 阀 的 泄 漏 不 致 影 响 测 试过 程 ，一 方 面 ，关 闭 过 程 所 需 时 间 约 较 短 ； 另 一 方 面 ，在 电 磁 阀 关 闭 前 ，不 论 电 机 阀 是 否 漏 气 ，被 分 隔 的 个 气 室 始 终 处 于 等 压 状 态 ，并 且 有足 够 的 气 容 保 证 气 压 稳 定 （波 动 范 围 不 超
9、过）。电 磁 阀 关 断 后 ，将 气 室 分 隔 为 （从 电 机 阀 至 电 磁 阀 ）和 （从 电 磁 阀 至 电 磁 阀 ） 个 气 室 。 保 存 了 稳 定 的 气 压 ，作 为 气 压 比 较 标 准 。电 磁 阀 关 闭 后 的 内 ， 不 会 明 显 增 大 ，如 果 存 在 泄 漏 ，其 值 不 会 超 过 。 经 一 定 时 间 后 ，气 压 随 电 机 阀 泄 漏 情 况 发 生 变 化。测 控 系 统 设 计该 系 统 以 单 片 机 控 制 模 块 为 中 心 ，控 制 模 块根 据 设 定 的 参 数 控 制 电 机 阀 、电 磁 阀 的 开 关 及 数 据 的
10、采 集 和 存 储 ，通 过 液 晶 显 示 器 （ ，）液 晶 显 示 阀 的 编 号 、开 关 的 次 数 、 开 关 电 流 、泄 漏 量 等 信 息 ，并 与 上 位 软 件 通 过 串 口 进 行 数 据 的 交 互 。 系 统 框 图 如 图 所 示 。图 系 统 框 架 单片机控制模块 单 片 机 控 制 模 块 是 整 个 装 置 检 测 系 统 的 核 心部 分，在 系 统 中 起 到 承 上 启 下 的 作 用 ，控 制 模 块 一 方 面 和 上 位 机 实 时 通 讯 ，另 一 方 面 给 下 位 机 下达 命 令 和 信 号 ，接 收 采 集 的 数 据 并 进 行
11、分 析 处 理 。 控 制 模 块 还 要 显 示 采 集 的 数 据 和 判 断 的 结 果 ，系 统 出 现 故 障 报 警 。 由 于 该 系 统 中 涉 及 的 启 、停 按键 、 等 很 多 电 路 及 气 管 路 中 的 很 多 电 磁 阀 、传 感 器 等 ；因 此 ，整 个 系 统 的 控 制 较 为 复 杂 ，其 控 制 策 略 非 常 重 要 。根 据 上 述 要 求 ，控 制 模 块 需 要 满 足 以 下 要 求 ：龚 晓 科 ，等 ：燃 气 表 电 机 阀 泄 漏 检 定 装 置 及 其 检 定 方 法 年 第 期图 控 制 电 路 图流 程 描 述检 测过程按以下步
12、骤进行 ，如 图 所 示 。（）启 动 空 压 机 ，自 动 稳 压 至 后 ，可 以 启 动 自 动 测 控 系 统 。（）自 动 测 控 系 统 进 入 运 行 状 态 ，发 送 电 机 阀 开 、关 信 号 ，打 开 电 磁 阀 ， 后 打 开 电 机图 管 路 示 意 图 上海电机 学院学报 年 第 期图 流 程 示 意 图阀 ， 后 打 开 磁 阀 ，使并自动记录开关 次 数 。（）对 于 寿 命 为 次寿命的电机阀 ，应 使 用 模 式 测 试 ， 次 寿 命 的 电 机 阀 应 使 用 模 式 测 试 。模 式 ：当 接 近次 时 ，电 机 阀 每 开 关次 进 行 一 次 测
13、压 。模 式 ：当 接 近 次 时 ，电 机 阀 每 开 关次 进 行 一 次 测 压 。（）测 压 和 控 制 方 法 ，先 由测控系统发出指 令 关 闭 电 机 阀 ， 后 关 断 电 磁 阀 ， 后 关 断 电 磁 阀 ； 后 测 控 系 统 读 取 微 压 传 感 器 输 出 的 电 平 值 ，（另 一 方 案 ， 设 为模 式 ）后 读 取微 压传感器输出的电平值 。（）泄 漏 的 判 定 。未 泄 漏 时 ，电 平 值 电 平 值 低 电 平 。 泄 漏 时 ，电 平 值 低 电 平 ，电 平 值 高 电 平 。（）如 果 泄 露 判 定 为 不 泄 漏 ，测 控 系 统 首 先
14、将 电 平 值 、电 平 值 置 低 电 平 ，打 开 电 磁 阀 ， 后 打 开 电 机 阀 ， 后 打 开 磁 阀 ，后 重 覆 电 机 阀 开 、关 控 制 和 寿 命 计 数。（）如 果 泄 露 判 定 为 泄 漏 ，测 控 系 统 停 止 计 数 ，打 开 电 磁 阀 ，后 打 开 电 机 阀 。结语该 设 计 避免了测试过程中电磁阀的频繁 开龚 晓 科 ，等 ：燃 气 表 电 机 阀 泄 漏 检 定 装 置 及 其 检 定 方 法 年 第 期启 ，从 而 延 长 了 使 用 寿 命。检 定 一 个次寿 命 的 电 机 阀 ，前 次 中 每 次 检 定 一 次 ，后 次 中 每 次
15、检 定 一 次 ，只 需 消 耗 电 磁 阀 次 寿 命 ，精 确 度 为 ，同时静态断路测 量 技 术 ，使 测 量 过 程 处 于 静 态 条 件 下 ，使 用 电 磁 阀进 行 气 路 气 室 切 换 ，从 而 避 开 环 境 、气 源 、流 动 系 的 影 响 ，测 量 准 确 性 得 以 提 高 ，自 动 控 制 系 统 带 有 液 晶 显 示 和 蜂 鸣 器 ，液 晶 显 示 阀 开 、关 次 数 及 泄 漏 情 况 同 时 声 音 报 警 ，可 实 现 无 人 值 守 ，大 大 提 高 了 工 作 效 率 ，降 低 了 工 作 强 度 。系 统 研 究 自 动 化 仪 表 ，（）
16、： 王 文 林 ，程佳 ，李 东 升 ，等 新型电驱动活塞式膜 式 燃 气表检定装置设计 传感器与微系 统 ，（）：张 洪 魁 ，常虹 基于组态王的燃气表自动检定装 置 信息化技术与控制 ，（）：周兵 ，张 宏 魁 钟罩式燃气表自动检定装置不确 定 度 评 定 计量与测试技术 ，（）：刘 林 ，常玲 燃气表的计算机辅助 检 定 系 统燃 气 与 热 力 ，（）：刘 家 彤 ，毛 谦 敏 ，黄 咏 梅 膜 式燃气表误差的快速检 定 技 术 研 究 中国计量学院学报 ，（）： ， ，（）：杨 传 旺 ，温 小 娟 对燃气表气密性检定装置的改进 现代计量仪器与技术 ，（）：参 考 文 献 ：国家技术监督局 模 式 燃 气 表北 京 ：国家标准化管理委员会 ，李 银 华 ，张 万 伟 家用膜式燃气表检定装 置 研 究自 动 化 仪 表 ，（）： ， ， ，（）： ， ， ，：迟勇 膜 式 燃 气 表 机芯泄漏智能检测系统 计量 与 测 试 技 术 ，（）：刘凯 控制图在燃气表检定装置考核中的应用 实 验 室 管 理 ，（）：高 云 宝 ，宋 婉 莹 燃气表检定误差临界值 的 处 理工 业 计 算 机 ，（）：邵 彩 云 ，王 彬 彬 ，苏 萌 燃 气表电机阀的智能检测