专利名称：打火机压力试验机的制作方法
技术领域：
本发明属于打火机测试试验设备，特别涉及一种打火机压力试验机。
目前国内尚无类似试验设备，属于填补国内打火机检验技术领域的技术空白，国外仅有类似的试验设备，但没有实现操作、数据等方面的自动化，全部采用手工操作，人工读数、记录、处理数据、劳动强度大，且试验精度较低，速度较慢。
本发明的目的是提供一种打火机压力试验机。打火机属国际二类危险品，在生产和储运中如处置不当很容易发生燃烧爆炸事故，打火机的耐压特性是考察其安全性能的一项重要指标。本试验机用于测试打火机贮气箱的耐压安全性能，解决了国外同类试验设备存在的不足a注入气体压力波动较大，导致压力表读数困难，影响试验准确度。
b难以满足＜150Kpa/s的加压速度。
c注气压力的控制由手动开闭限流阀变为计算机自动控制电磁限流阀注气，从而提高试验的精度。
d压力变化数据由人工眼看手记变为计算机数据自动采集。
e数据的处理和结果的判定也由人工操作变为计算机判定，并自动打印测试结果，提高了试验效率。
本发明的目的是这样实现的一种打火机压力试验机，其特征在于由气源瓶1连接减压装置2，再经过限流阀3连接控制缓冲气瓶4，缓冲气瓶连接电磁限流阀5，电磁限流阀连接三通接头18，电磁限流阀电控部分连接计算机10内的电磁阀气压自动调节模块，三通接头其中一通连接防爆远传压力表6，另一通连接打火机注气架12；防爆远传压力表电信号部分连接由一个模/数转换器和串行信号转换器及24V直流电源7组成的信号变送器8，信号变送器连接计算机10，计算机连接打印机11。
打火机注气架12是一方框形架，一边是用来压紧打火机15的紧定螺钉13和垫块14，一边是由螺母17固定的气嘴16，气嘴一端连接三通接头，气嘴另一端连接打火机的注气孔；气嘴由变纹螺母19连接变压接头20再连接气管连接头21组成；变压接头内是阶梯状的变压管路22。
信号变送器由一个模/数转换器A/D和串行信号转换器及24V直流电源组成，压力表6输出的电流信号经过的电阻R1分压后，在模/数转换器IN(+)和IN(-)端口间产生400mV--2V的电压信号，经1N(+)和IN(-)端口采集后由模/数转换器转换为数字信号以RS485串行标准从模/数转换器的(Y)DATA+和(G)DATA-输出，分别对应输入串行信号转换器的(Y)DATA+和(G)DATA-，再经过串行信号转换器将信号转换至RS232标准信号由端口接至计算机。
整个软件由主程序、电磁阀气压自动调节模块、压力测量显示模块、数据存储模块、数据浏览模块、退出系统模块组成。
主程序(1)在程序启动时先显示测试主界面及操作菜单；(2)设定通讯端口的通讯协议波特率为9600，无奇偶校验，8位数据，1位停止位；(3)当输入占用时，告诉VB控件读入整个缓冲区；(4)程序打开通讯端口COM1和COM2；电磁阀气压自动调节模块(1)按测试主界面上的“开始检测”按钮；(2)程序将调用电磁阀气压自动调节模块；该模块的作用是控制电磁阀的开启，给打火机注气并在达到规定压力后控制电磁阀关闭；(3)在电磁阀气压自动调节模块中首先初始化COM1和COM2接口；(4)从COM2接口输出信号使电磁限流阀开启，阀门所开启的大小以不超过150Kpa/s的注气量给打火机注气；(5)同时软件通过COM2接口读取压力的数据，判断压力是否达到规定的1500Kpa；(6)如果没有达到，则进一步判断注气的时间是否超过了20s；这是因为一旦打火机严重漏气或者管路漏气，可能使压力无法达到规定的1500Kpa，程序将陷入死循环，所以要加入超时判断；(7)当注气的持续时间超过了20s时则进行报错，并提示“是否重新开始检验？”，此时由检验人员检查管路，如果发现是打火机的问题，则判定此打火机不合格；(8)如果没有发生注气超时，则继续注气直到压力达到规定的1500Kps时关闭电磁限流阀；(9)调用压力测量显示模块；(10)压力测量显示模块首先进行60秒倒计时；(11)从数据端口读入变送器输出的电压信号；(12)计算机将电压信号计算转化为压力值；(13)在屏幕上将转化结果作为初始压力值显示；(14)此后进入60秒延时等待状态；(15)当60秒倒计时完成后，程序显示备注输入窗口，这时候由用户输入备注(包括打火机的编号、特性等)；(16)从数据端口读入变送器输出的电压信号；(17)经过与上述相同的转换将电压信号转换为压力值在屏幕作为终止压力值上显示；(18)计算机将终止压力值与初始压力值之差和标准压力值进行比较，判定出是否合格；(19)在屏幕上显示出持续时间、压力下降值，标准值及结果是否合格、备注等；数据存储模块(1)按下在程序主界面下的“数据存储”按钮；(2)系统软件将调用数据存储模块；模块可将测得的一系列数据存入计算机中，以后可以方便的调出浏览及打印；(3)进入数据存储模块中，首先显示一个窗口用来输入厂家名称；(4)在输入完毕后按“确定”按钮结束输入；(5)系统将自动为此次检验结果编号；(6)存入到系统内部的数据库中；数据库中所给的编号是唯一对应的；(7)首先打开数据库；(8)将数据库指针移到数据库的末尾；(9)将最新的检验数据存放到数据库末尾；(10)关闭数据库返回主界面；数据浏览模块(1)在软件主界面下按“数据浏览”按钮将调用数据浏览模块；该模块是用来将存储的检验数据调出以供浏览及打印；(2)程序首先显示数据浏览及报表生成界面，界面上的窗口显示了厂家的列表；
(3)用户窗口控制条可以选择不同的厂家；(4)在选定了所需要浏览或打印的厂家之后，按“按表生成”按钮可进行报表生成；(5)打开所指定厂家的数据库；(6)定义所要显示的字段、序号、初始压力、终止压力、持续时间、压力下降、标准值、结果、备注等；(7)调用Microsoft Visual Basic所特有的Crystal Reports控件，生成厂家检验结果报表；(8)显示在屏幕上；(9)按下显示的报表下端的“print”按钮；(10)弹出打印机设置窗口；(11)在对打印机设置完毕以后按“OK”按钮；(12)打印机自动打印报表；(13)也可以按显示的报表下端的“close”按钮(14)程序返回数据浏览界面；退出系统模块(1)在软件主界面下按“退出”按钮；(2)调用系统退出模块；(3)关闭所有的数据库及窗口；(4)清除未保存的数据；(5)退出程序。
本发明的优点是以往试验设备无缓冲气瓶，使系统管路气流压力变化剧烈，导致压力表指针抖动，加上用肉眼读数，误差较大，压力表示值误差为1.5％加上以上两因素，总的误差达4％，数值误差达60KPa。试验的标准泄漏值为250KPa/分钟，因此人工读数误差使试验结果的准确性大打折扣。采用计算机系统及缓冲气瓶后，误差仅限于电流输出误差，其最大值为1％，仅为人工读数的25％。另外，以往手工记录、计时需时4分钟/打火机，采用自动记录、计时后缩短到1.5分钟/打火机，效率提高了一倍以上，每批样品可节约2小时左右的检验时间，节省了宝贵的人力和时间，缩短了检验出证书的周期，极大的提高了工作效率。
图1是打火机压力试验机示意图图2是打火机压力试验机气嘴示意图图3是打火机压力试验机主程序图图4是打火机压力试验机电磁阀气压自动调节模块图图5是打火机压力试验机压力测量显示模块图图6是打火机压力试验机数据存储模块上部分图图7是打火机压力试验机数据存储模块部下分图图8是打火机压力试验机数据浏览模块图图9是打火机压力试验机信号变送器电原理图
以下结合
实施例各部件位置关系及连接方式见附图1在测试开始前，现将待测打火机内的燃料排空，然后在打火机贮气箱上打一个1/8英寸(3.06mm)孔，此孔用来向打火机贮气箱注入气体。将打火机固定在打火机注气架12)上，将气嘴16)插入打火机上1/8英寸孔中，加入垫块14)拧动紧定螺扣13)固定打火机15)。本试验机采用氮气作为试验介质对打火机进行压力测试。试验所用氮气应能产生2MPa的标准内部压力，由气源1)提供。经减压装置2)减压后的氮气先经过限流阀3)此限流阀3)是用来控制缓冲气瓶4)的注气，缓冲气瓶4)在此系统中扮演一个重要角色，它使气流对压力表6)的冲击减至相小，从缓冲气瓶4)中出来的气流经过电磁限流阀5)。这个电磁限流阀5)将由计算机控制，使其根据压力情况自动开闭，使流经此限流阀的气体以不超过150KPa/s的加压速度自动给打火机15)加压，并在达到1500KPa后自动关闭，在外界不再注握情况下观察打火机15)上气体的泄漏情况。经过电磁限流阀5)的气体经一个三通接头18)分别通入压力表6)和打火机15)，这样就使压力表6)的压力与打火机15)的内部压力始终保持一致。
压力的测试是由压表6)完成的，当按下了计算机上“开始检测”按钮后，程序将控制电磁限流阀5)自动打开给打火机加压，并且在达到要求的1500KPa压力后自动关闭电磁限流阀5)。此时打火机部件的任何泄漏就能由压力表6)准确反映出来。本系统与现有技术不同之处在与由计算机控制读取压力表6)数据，实现动态反馈，控制压力增减，压力表6)是采用本安型防爆远传压力表，其输出端可输出与压力成某种线性关系的电流。在给压力表6)加上24V直流电源后，其输出电流可达4-20mA，输出的电流信号还无法利用，须经过一个信号变送器8)将其变为计算机能识别的串行总线信号。
图9中信号变送器(图1中的部件8)由(图9)一个模/数转换器A/D和串行信号转换器及24V直流电源组成，压力表6输出的电流信号经过的电阻R1分压后，在模/数转换器IN(+)和IN(-)端口间产生400mV--2V的电压信号，经IN(+)和IN(-)端口采集后由模/数转换器转换为数字信号以RS485串行标准从模/数转换器的(Y)DATA+和(G)DATA-输出，分别对应输入串行信号转换器的(Y)DATA+和(G)DATA-，再经过串行信号转换器将信号转换至RS232标准信号由端口接至计算机，计算机内的专用数据处理软件(程序框图见附图3-7)从接口读取数据后进行数据处理。
计算机软件用Microsoft Visual Basic.5.0语言编写。整个软件由主程序(见图3)、电磁阀气压自动调节模块(见图4)、压力测量显示模块(见图5)、数据存储模块(见图8)、数据浏览模块(见图6、7)、退出系统模块等软件模块组成。
主程序(见图3)(1)在程序启动时先显示测试主界面及操作菜单。
(2)设定通讯端口的通讯协议波特率为9600，无奇偶校验，8位数据，1位停止位。
(3)当输入占用时，告诉VB控件读入整个缓冲区。
(4)程序打开通讯端口COM1和COM2。
电磁阀气压自动调节模块(见图4)(1)按测试主界面上的“开始检测”按钮。
(2)程序将调用电磁阀气压自动调节模块(见图4)。
该模块的作用是控制电磁阀的开启，给打火机注气并在达到规定压力后控制电磁阀关闭。
(3)在电磁阀气压自动调节模块中首先初始化COM1和COM2接口。
(4)从COM2接口输出信号使电磁限流阀开启，阀门所开启的大小以不超过150Kpa/s的注气量给打火机注气。
(5)同时软件通过COM2接口读取压力的数据，判断压力是否达到规定的1500Kpa。
(6)如果没有达到，则进一步判断注气的时间是否超过了20s。这是因为一旦打火机严重漏气或者管路漏气，可能使压力无法达到规定的1500Kpa，程序将陷入死循环，所以要加入超时判断。
(7)当注气的持续时间超过了20s时则进行报错，并提示“是否重新开始检验？”，此时由检验人员检查管路，如果发现是打火机的问题，则判定此打火机不合格。
(8)如果没有发生注气超时，则继续注气直到压力达到规定的1500Kps时关闭电磁限流阀。
(9)调用压力测量显示模块(见图5)。
(10)压力测量显示模块首先进行60秒倒计时。
(11)从数据端口读入变送器输出的电压信号。
(12)计算机将电压信号计算转化为压力值。
(13)在屏幕上将转化结果作为初始压力值显示。
(14)此后进入60秒延时等待状态。
(15)当60秒倒计时完成后，程序显示备注输入窗口，这时候由用户输入备注(包括打火机的编号、特性等)。
(16)从数据端口读入变送器输出的电压信号。
(17)经过与上述相同的转换将电压信号转换为压力值在屏幕作为终止压力值上显示。
(18)计算机将终止压力值与初始压力值之差和标准压力值进行比较，判定出是否合格。
(19)在屏幕上显示出持续时间、压力下降值，标准值及结果是否合格、备注等。
数据存储模块(见图8)(1)按下在程序主界面下的“数据存储”按钮。
(2)系统软件将调用数据存储模块(见图7)。模块可将测得的一系列数据存入计算机中，以后可以方便的调出浏览及打印。
(3)进入数据存储模块中，首先显示一个窗口用来输入厂家名称。
(4)在输入完毕后按“确定”按钮结束输入。
(5)系统将自动为此次检验结果编号。
(6)存入到系统内部的数据库中。数据库中所给的编号是唯一对应的。
(7)首先打开数据库。
(8)将数据库指针移到数据库的末尾。
(9)将最新的检验数据存放到数据库末尾。
(10)关闭数据库返回主界面。
数据浏览模块(见图6、7)
(1)在软件主界面下按“数据浏览”按钮将调用数据浏览模块(见图6)。该模块是用来将存储的检验数据调出以供浏览及打印。
(2)程序首先显示数据浏览及报表生成界面，界面上的窗口显示了厂家的列表。
(3)用户窗口控制条可以选择不同的厂家。
(4)在选定了所需要浏览或打印的厂家之后，按“按表生成”按钮可进行报表生成。
(5)打开所指定厂家的数据库。
(6)定义所要显示的字段、序号、初始压力、终止压力、持续时间、压力下降、标准值、结果、备注等。
(7)调用Microsoft Visual Basic所特有的Crystal Reports控件，生成厂家检验结果报表。
(8)显示在屏幕上。
(9)按下显示的报表下端的“print”按钮。
(10)弹出打印机设置窗口。
(11)在对打印机设置完毕以后按“OK”按钮。
(12)打印机自动打印报表。
(13)也可以按显示的报表下端的“close”按钮(14)程序返回数据浏览界面。
退出系统模块(1)在软件主界面下按“退出”按钮。
(2)调用系统退出模块。
(3)关闭所有的数据库及窗口。
(4)清除未保存的数据。
(5)退出程序。
通过以上软件，计算机可以完成自动注气、自动测量、智能存储、浏览打印等强大功能，从而实现了试验的自动化。
该试验机的气路内压达到二十个大气压，属中压范围，要求系统的承压能力相当强，制作时我们采用了进口自锁气动接头，很好的满足了要求。国中计算机自动数据采集，使系统更安全可靠。以往国外的打火机压力测试装置缺少缓冲气瓶，使压力表受气流冲击指针波动剧烈，加之人工读表，出现较大误差，可靠性降低。在分析对比之后，我们采用了这个缓冲气瓶，使压力表读数稳定，从而解决了这项难题。
另外，在打火机气嘴连接处加入了变压结构，使气路中的氮气在高压状态以极小流量注入到打火机中。经过气管连接头21)的氮气经过变压接头20)的变压管路22)后流量骤然减小，从而实现以不超过150Kpa/s压力给打火机注气。气嘴采用高精度加工成1/8英寸直径，确保气密。气嘴由气嘴固定螺母17固定在注气架12)上，再通过一个变纹螺母19)与变压接头相连。经过这一系列结构后，解决了注气速率的问题。全新的计算机自动数据采集及处理系统更是以往任何设备所无法比拟的，高度的智能化管理使系统大大提高了效率，节省了人力，增加了可靠安全程度，取得了不小的进步。
以往试验设备无缓冲气瓶，使系统管路气流压力变化剧烈，导致压力表6)指针抖动，加以用肉眼读数，误差较大，压力表示值误差为1.5％，加上以上两因素，总的误差达4％。数值误差达60Kpa。试验的标准泄漏值为250Kpa/分钟，因此人工读数误差使试验结果的准确性大打折扣。采用计算机系统及缓冲气瓶后，误差仅限于电流输出误差，其最大值为1％。仅为人工读数的25％。另外，以往手工记录、计时需时4分钟/打火机，采用自动记录、计时后缩短到1.5分钟/打火机，采用自动记录、计时后缩短到1.5分钟/打火机，效率提高了一倍以上，每批样品可节约2小时左右的检验时间，节省了宝贵的人力和时间，缩短了检验出证书的周期，极大的提高了工作效率。
权利要求1.一种打火机压力试验机，其特征在于由气源瓶1连接减压装置2，再经过限流阀3连接控制缓冲气瓶4，缓冲气瓶连接电磁限流阀5，电磁限流阀连接三通接头18，电磁限流阀电控部分连接计算机10内的电磁阀气压自动调节模块，三通接头其中一通连接防爆远传压力表6，另一通连接打火机注气架12；防爆远传压力表电信号部分连接由一个模/数转换器和串行信号转换器及24V直流电源7组成的信号变送器8，信号变送器连接计算机10，计算机连接打印机11。
2.根据权利要求1所述的打火机压力试验机，其特征在于所述的打火机注气架12是一方框形架，一边是用来压紧打火机15的紧定螺钉13和垫块14，一边是由螺母17固定的气嘴16，气嘴一端连接三通接头，气嘴另一端连接打火机的注气孔；气嘴由变纹螺母19连接变压接头20再连接气管连接头21组成；变压接头内是阶梯状的变压管路22。
3.根据权利要求1或2所述的打火机压力试验机，其特征在于信号变送器由一个模/数转换器A/D和串行信号转换器及24V直流电源组成，压力表6输出的电流信号经过的电阻R1分压后，在模/数转换器IN(+)和IN(-)端口间产生400mV--2V的电压信号，经IN(+)和IN(-)端口采集后由模/数转换器转换为数字信号以RS485串行标准从模/数转换器的(Y)DATA+和(G)DATA-输出，分别对应输入串行信号转换器的(Y)DATA+和(G)DATA-，再经过串行信号转换器将信号转换至RS232标准信号由端口接至计算机。
专利摘要一种打火机压力试验机,由气源瓶、减压装置、限流阀、控制缓冲气瓶、电磁限流阀、三通接头、防爆远传压力表、打火机注气架连接组成,电磁限流阀连接计算机的电磁阀气压自动调节模块,防爆远传压力表还连接由模/数转换器等组成的信号变送器,再连接计算机及打印机。其优点是:测量误差小,误差最大仅1%,缩短了测验时间,提高检测效率一倍以上,缩短了整个检验出证书的周期,极大的提高了检测的工作效率。
文档编号F23Q23/00GK2379712SQ9920824
公开日2000年5月24日 申请日期1999年4月8日 优先权日1999年4月8日
发明者赵国庆, 王利兵, 崔平分 申请人:中华人民共和国天津进出口商品检验局