专利名称：可变气流开度打火机气箱压力测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可变气流开度打火机气箱压力测试装置。
背景技术：
打火机是“国际危规”明确列为必须强制检验的危险品，国际上对打火机有许多特 殊要求，而打火机压力测试是考核打火机在实际使用和运输过程中受高温状态时，打火机 气箱的耐压能力。根据IS09994 2005打火机压力测试标准发生变化，打火机增压速度由 150Kpa/s变为69Kpa/s，要求打火机气箱压力达到额定压力1500Kpa并保压60秒后气压无 明显下降(压力下降小于250kpa)。目前国内打火机压力测试装置是按照2005年之前的测试标准进行开发的，存在 以下缺点一是采用单一固定式增压速度供气，增压过程所需时间较长，(如天津检验检疫 局设计打火机压力测试装置)。二是不能满足新标准对增压速度的新要求，这就迫切需要研 究和开发新型打火机压力测试装置。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可控性强、测量精度高、安全可靠并 且便于操作的可变气流开度打火机气箱压力测试装置。为此本实用新型提供的可变气流开度打火机气箱压力测试装置，包括PLC和气流 回路，气流回路和PLC均设置于外壳内，PLC配置有控制机构，气流回路包括样品连接端口， 样品连接端口连接总送气管，总送气管连接多个送气支路，总送气管上样品连接端口与送 气支路设置有充气阀，每个送气支路均配置有节流阀和电磁阀，送气支路均与减压阀连接， 总送气管还连接放气支路，放气支路上设置有压力传感器，传感器连接PLC，放气支路上压 力传感器外端设放气阀，PLC根据预定程序或者触摸屏接收的指令控制所有节流阀、电磁 阀、放气阀和减压阀。由于本实用新型采用多个送气支路多级步进法控制气路开度，从而可以实现多级 的气流开度，通过控制电磁阀的开启、关闭，实现快速增压、精确控制以及精准测量，多开度 控制方式相比传统方法可控性更强。并且在总送气管中增加了充气阀，在增压完毕时可以 快速关闭送气回路，防止气压超调，同时保压过程有效截断前端回路，防止漏气，既实现精 确控制又增强了安全性。本试验装置还设有减压阀，使进气压力固定在1600kPa，在不超速 的前提下，增压速度控制在< 69kPa/s时，增压时间可以控制在28s之内，远低于采用固定 开度的压力测试机的增压时间。增压速度控制在< 150kPa/s时，增压时间可以控制在15s 之内，即试验时间比等速直线上升所需的时间稍长些，但远低于固定开度方式增压所需的 时间。
附图为本实用新型提供的可变气流开度打火机气箱压力测试装置立体结构示意图。附图中1、计算机，2、打印机，3、PLC，4、触摸屏，5、节流阀A，6、外壳，7、样品连接
端口，8、放气阀，9、压力传感器，10、充气阀，11、节流阀C，12、节流阀B，13、电磁阀F，14、电 磁阀E，15、电磁阀D，16、减压阀，17、总送气管，18、送气支路，19、放气支路，20、数据线。
具体实施方式
如图所示，本实用新型提供的可变气流开度打火机气箱压力测试装置包括PLC3 和气流回路，气流回路和PLC3均设置于外壳6内，PLC3配置有控制机构，本实施例中PLC3 配置有的控制机构机构为与其连接的触摸屏4气流回路包括样品连接端口 7，样品连接端 口 7连接总送气管17，总送气管17连接多个送气支路18，总送气管17上样品连接端口 7 与送气支路18设置有充气阀10，每个送气支路18均配置有节流阀和电磁阀，送气支路18 均与减压阀16连接，总送气管17还连接放气支路19，放气支路19上设置有压力传感器9， 传感器9连接PLC3，放气支路19上压力传感器9外端设放气阀8，PLC3根据预定程序或者 触摸屏接收的指令控制所有节流阀、电磁阀、放气阀8和减压阀16。在本实施例中PLC3连 接计算机1，由计算机1对PLC3发出指令控制测试装置。在上述实施例中节流阀包括节流阀A5、节流阀B12和节流阀C11，节流阀A5属于 1倍开度，节流阀B12属于2倍开度，节流阀Cll属于4倍开度，电磁阀包括电磁阀D15、电 磁阀E14和电磁阀F13，电磁阀D15对应控制节流阀A5，电磁阀E14对应控制节流阀B12，电 磁阀F13对应控制节流阀C11。本实用新型提供的可变气流开度打火机气箱压力测试装置工作原理如下打火机气箱回路等效于一个节流盲室，根据气路原理，气箱中气体压力P2与进气 压力P1、进气孔气阻R、气箱气容C的关系式为如下特性方程P2 = Pl(l-e_t/τ ) (1)即试验压力Ρ2的时间特性为指数曲线。其中τ =RC为其时间常数。当气路开度、试品气箱及气路容积一定时，其时间常数(τ =RC)将不变，对不同 的气源压力Ρ1，“增压速度”初始值设为V = 69kPa/s，或ν = 150kPa/s，则根据式(1)得 τ =P1/V为常值。当气源压力越高时，达到试验压力上限1500kPa所需的时间越短。但 是当气源压力较高(如2000kPa以上)时，一方面需要更高的管路结构强度，另一方面在 试验时容易造成压力超调，控制难度增大，会给系统带来负面影响。而当气源气压降低(如 1600kPa)时，试验时间就会增加，会降低试验效率。为了解决上述问题，引入可变气阻结构。在气压上升过程改变气流开度，提高进气 流量，以提高气压上升速度，实现缩短试验时间的目的。改变气流流量的方法有连续可变式 气流开度法和步进式气流开度法。连续可变式气流开度法可以采用电动阀门。理论上，可以通过给电动阀门传送连 续可变的电信号以控制阀门开度连续变化，实现等速增压，使得试验时间最短。实际上，本 试验项目涉及的气源压力高、而且回路容积很小、增压速度限值低，要求电动阀门的通径很 小、气流开度调节极为细微，对电动阀门的执行速度、控制精度要求都很高，制造难度很大。步进式气流开度法其原理是分级控制气流开度，以步进方式改变R值，及时对气 相压力P2的上升速度进行提速，使之尽量接近69kPa/s线或150kPa/s线。从最小(1级)气流开度开始，对每一级开度，按照指数曲线初始阶段(指数曲线的初始阶段接近69kPa/ s线或150kPa/s线)，当压力上升速度降低时，及时增加开度，直到最大(7级)开度，使得 整个增压过程的压力上升曲线尽量接近69kPa/s线或150kPa/s线，以求增压过程最短。本 方案优点是可以选择较低的气源压力，降低结构强度要求，降低制造成本。具体实现过程如 下如附图所示高压气源经过减压阀16将试验气源压力控制在1600kPa。节流阀A5 通经最小，节流阀B12通经居中，节流阀Cl 1通经最大，通过工控计算机1发布控制指令，通 过数据线20控制PLC3，PLC3根据气体目前气道中压力传感器9传回的模拟信号，通过A/D 转换变为数字信号进行分析，PLC3通过开、关不同的电磁阀实现不同开度组合，及时增大和 减小开度，最大7级开度，给试验样品送气。当样品连接器7中的气压达到试验的保压要求 时充气阀10在PLC3的控制下关闭，进入保压时间，PLC3将这个时间信号通过数据连接线 17送回计算机1或在PLC3中进行计时，当到达保压结束时间时计算机1发送信号给PLC3， PLC3打开放气阀8让气道中的气体放出。试验结束计算机1发布指令给打印机2输出试验 结果。为增加该系统适应性，本实用新型采取高低两套搭配方式，一种通过计算机1控 制PLC3采取上位机控制原理来实现可变开度调节，另外一种无控制计算机，只采用PLC3和 触摸屏4搭配以便降低设备成本向企业推广，该方式是通过编写触摸屏程序，通过触摸屏4 发布信号来控制PLC3发表控制信号来实现充气气路的可变开度调节，保压时间也在PLC3 内部计时，电磁阀的开启也是 收PLC3程序控制。
权利要求一种可变气流开度打火机气箱压力测试装置，其特征是包括PLC(3)和气流回路，气流回路和PLC(3)均设置于外壳(6)内，PLC(3)配置有控制机构，所述气流回路包括样品连接端口(7)，样品连接端口(7)连接总送气管(17)，总送气管(17)连接多个送气支路(18)，总送气管(17)上样品连接端口(7)与送气支路(18)设置有充气阀(10)，每个送气支路(18)均配置有节流阀和电磁阀，所有送气支路(18)均与减压阀(16)连接，所述总送气管(17)还连接放气支路(19)，放气支路(19)上设置有压力传感器(9)，传感器(9)连接PLC(3)，放气支路(19)上压力传感器(9)外端设放气阀(8)，PLC(3)根据预定程序或者触摸屏接收的指令控制所有节流阀、电磁阀、放气阀(8)和减压阀(16)。
2.根据权利要求1所述的可变气流开度打火机气箱压力测试装置，其特征是所述 PLC(3)配置有的控制机构机构为与其连接的触摸屏(4)。
3.根据权利要求1或2所述的可变气流开度打火机气箱压力测试装置，其特征是所 述PLC (3)连接计算机(1).
4.根据权利要求1或2所述的可变气流开度打火机气箱压力测试装置，其特征是所 述节流阀包括节流阀A(5)、节流阀B(12)和节流阀C(ll)，节流阀A(5)属于1倍开度，节流 阀B (12)属于2倍开度，节流阀C (11) 4倍开度，电磁阀包括电磁阀D (15)、电磁阀E (14)和 电磁阀F (13)，电磁阀D (15)对应控制节流阀A (5)，电磁阀E (14)对应控制节流阀B (12)，电 磁阀F(13)对应控制节流阀C(Il)。
5.根据权利要求3所述的可变气流开度打火机气箱压力测试装置，其特征是所述节 流阀包括节流阀A(5)、节流阀B(12)和节流阀C(Il)，节流阀A(5)属于1倍开度，节流阀 B (12)属于2倍开度，节流阀C (11) 4倍开度，电磁阀包括电磁阀D (15)、电磁阀E (14)和电 磁阀F (13)，电磁阀D (15)对应控制节流阀A (5)，电磁阀E (14)对应控制节流阀B (12)，电磁 阀F(13)对应控制节流阀C(Il)。
专利摘要本实用新型公开了一种可变气流开度打火机气箱压力测试装置，包括PLC和气流回路，气流回路和PLC均设置于外壳内，PLC配置有控制机构，气流回路包括样品连接端口，样品连接端口连接总送气管，总送气管连接多个送气支路，总送气管上样品连接端口与送气支路设置有充气阀，每个送气支路均配置有节流阀和电磁阀，送气支路均与减压阀连接，总送气管还连接放气支路，放气支路上设置有压力传感器，传感器连接PLC，放气支路上压力传感器外端设放气阀，PLC根据预定程序或者触摸屏接收的指令控制所有节流阀、电磁阀、放气阀和减压阀。本实用新型提供的可变气流开度打火机气箱压力测试装置可控性强、测量精度高、安全可靠并且便于操作。
文档编号G01M99/00GK201569575SQ20092021554
公开日2010年9月1日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者仇高贺, 高熙康, 黄云枢 申请人:中华人民共和国温州出入境检验检疫局