一种手持全自动压力校验仪的制作方法

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一种手持全自动压力校验仪的制作方法

本发明属于压力仪器仪表计量校准领域,涉及一种小型能自动压缩空气产生压力气体、自动完成气体压力控制,模块化装配的手持全自动压力校验仪,可通过更换标准压力模块,用于现场对多种精度、量程的压力仪表进行校准校验。



背景技术:

工业生产、压力测量等领域中所使用的压力仪表需要进行定期校验,以保证压力仪表检测压力的准确性,保证压力设备在安全范围内使用。

随着工业自动化迅速发展,生产过程中的压力仪表也逐步向数字化和电器化转变。很多压力仪表安装涉及到密封的问题,通常在压力管路设有压力校验接口和转换阀,要求在对压力仪表不进行拆卸的情况下,在现场完成服役压力仪表的校验。

现有的压力校验仪一般包括气路部件,气路部件包括能够提供压力气体的压力源。在压力仪表服役现场完成压力仪表的校验过程,例如,通常由压力发生装置压缩介质,来为校验过程提供满足使用要求的连续变化压力,并要对压力进行控制以稳定在某一需要的具体压力值;需要有连接装置将压力发生装置、压力控制单元与标准压力仪表、现场被检压力仪表连接组成测试系统,进行现场压力仪表的校验;还需要记录标准压力仪表和被检压力仪表的对比压力值,并就对比压力值进行计算,确定被检压力仪表在不同压力值的误差范围,最后再确定合格情况,生成检验报告存档并发送给用户。

因此,通常这样的现场校验过程,需要配套压力发生装置、压力介质连接传输装置、压力数据处理装置等多个装置或仪器进行配合,才能够完成一次压力仪表的校验工作。而工业中,压力仪表的服役地点比较复杂,甚至是高空、空间狭小位置或者高度污染的石油或化工行业,上述多个仪器联用用方式不可用。为减轻校验员的负担,提高校验过程的可操作性,需要对校验设备进行便携甚至手持的小型化设计。

目前还没有一款手持型校验产品能完全实现压力发生、压力控制、压力仪表连接、压力校验过程记录、结果运算和报告输出的全部功能。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决上述问题,提供一种能够实现压力发生、压力控制、压力仪表连接、压力校验过程记录、结果运算和报告输出的全部功能的手持全自动压力校验仪。

本发明的上述目的是由以下解决方案来实现的:

手持全自动压力校验仪,包括壳体以及装配在壳体中的气路部件、电路部件和用于给气路部件供气的压力源,所述气路部件、电路部件和压力源以模块方式集成装配于所述壳体内,壳体外装配有可充电电池,并整体组配成适于手持的外形。

上述手持全自动压力校验仪中,所述气路部件包括有:

组合有微型气泵(100)的微型智能配气模块(200),其为压力校验仪提供增压气体和真空;作为本发明的压力源

微型智能压力控制模块(300),其控制和调节来自微型智能配气模块(200)的增压气体和真空;

标准压力模块(500),其为压力校验仪提供基准压力;和

微型智能压力接口模块(400),其连接所述微型智能压力控制模块(300)和标准压力模块(500);

所述微型智能配气模块(200)的压力输出口和真空输出口与微型智能压力控制模块(300)的对应的压力和真空接口插装并连通,微型智能压力控制模块(300)的控制模块压力接头(302)连通微型智能压力接口模块(400)的压力输入口,标准压力模块(500)的气路接口与微型智能压力接口模块(400)的气路接口对接。

上述手持全自动压力校验仪中,所述电路部件包括有:用于连接气路部件的各电路的接口电路板(600)、用于整机运行控制的主控电路板(700),用于输入、输出的触摸显示屏(800)以及对外的电测插孔和外部电器接口,电路部件的电路以及可充电电池(900)与主控电路板(700)电连接。

上述手持全自动压力校验仪中,所述壳体包括上壳(010)、下壳(030)和下盖(040);上壳(010)和下壳(030)扣合形成适于手持的校验仪主体,主体内部空间中装配有所述微型智能压力接口模块(400)、标准压力模块(500)、主控电路板(700)、接口电路板(600)和触摸显示屏(800);下盖(040)安装于下壳(030)外侧,下盖(040)与下壳(030)形成的内空间内装配有微型智能配气模块(200)和微型智能压力控制模块(300);可充电电池(900)装配于下壳(030)外侧下部。

上述手持全自动压力校验仪中,所述上壳(010)为上大下小的楔形盖状体,上部端面为斜面,该斜面上设有通孔一(011)用于装配微型智能压力接口模块(400)上的压力接头(403)和参考接头(414)并使其露出壳体;上壳(010)向外的平面设置有一个用以容纳触摸显示屏(800)的方形通孔(013);方形通孔(013)上方设置有三个圆形对外测量插孔(012),下方有一个圆孔用于安装电源按钮(014);上壳(010)左右两侧设置有外部电器接口安装孔(015);

下壳(030)为上大下小的楔形托状体,其上部端面为斜面,该斜面上有通孔二(031)用于安装微型智能压力接口模块400的标准压力模块安装座406);

上壳(010)周边缘端与下壳(030)结合处设有凹槽(018),对应下壳(030)周边缘端与上壳(010)结合处设有凸楞(036),凸楞(036)与凹槽(018)密合。

上述手持全自动压力校验仪中,所述微型智能配气模块(200)包括微型气泵(100)和气源端块(280),其中,气源端块(280)与微型气泵(100)相连并气路连通,微型气泵(100)内设有吸入外界气体的一级吸气管路(114)和输出压力气体的二级排气管路(122),气源端块(280)设有正压气容(234)和真空气容(236),两气容和微型气泵(100)的两管路(114、122)连通并通过设于气源端块(280)中的微型电磁阀即v1阀、v2阀和v3阀控制。

上述手持全自动压力校验仪中,气源端块(280)包括阀岛(230),阀岛内部分隔设置有两个较大容腔分别直接用作正压气容(234)和真空气容(236),容腔顶部用顶盖(246)密封;阀岛内部分隔设置的三个较小容腔分别放置所述v1阀、v2阀和v3阀,正压气容(234)、真空气容(236)和三个电磁阀之间通过管路连接。

上述手持全自动压力校验仪中,所述微型气泵(100)为缸体导向微型增压式电动气泵,包括泵体座(108)、与泵体座连接的电机座(102)及电机、由电机带动的偏心轴、与偏心轴连动的连杆、一级缸体、二级缸体、穿设在一级缸体和二级缸体之中与连杆同步移动的活塞杆以及设于两缸体外端的多个单向阀。

上述手持全自动压力校验仪中,所述泵体座(108)的两端形成一级缸体(1081)和二级缸体支撑座(1082),二级缸体(106)装配于二级缸体支撑座(1082)内侧且与一级缸体(1081)同轴线;二级缸体(106)体积小于一级缸体(1081)的体积,且一级缸体(1081)的一级排气管路(117)与二级缸体(106)的二级吸气管路(120)连通;

活塞杆(110)两端设活塞一级端(1101)和活塞二级端(1102),活塞一级端与一级缸体(1081)配合,活塞二级端伸入二级缸体(106)内与二级缸体配合。

上述手持全自动压力校验仪中,所述二级缸体(106)为中空柱体,内端内表面设有垂直于二级缸体(106)轴向的第一台阶面(1062),第二组合密封件(107)装配于该第一台阶面(1062)处,泵体座(108)的侧面抵顶该第二组合密封件(107);

所述第一台阶面(1062)使得所述二级缸体(106)的内表面形成彼此连通的第一级通孔(1061)和第二级通孔(1066),第一级通孔(1061)的直径大于第二级通孔(1066)的直径,第一级通孔(1061)的内表面、第一台阶面(1062)以及活塞杆(110)的活塞二级端(1102)外表面共同形成一环形凹槽,该环形凹槽中放置第二组合密封件(107);泵体座(108)与二级缸体(106)连接处设有一对相互对应的凸出部(1083)用于抵挡第二组合密封件(107)。

上述手持全自动压力校验仪中,所述二级缸体(106)的外端外表面至少设有第二台阶面(1063),一密封圈(128)抵接于该第二台阶面(1063),电机座(104)的侧面抵顶该密封圈(128);或者,

所述二级缸体(106)的外端外表面设有第三台阶面(1064)和第四台阶面(1065)两级台阶,第三台阶面(1064)距离二级缸体(106)的中心轴距离小于第四台阶面(1065)距离二级缸体(106)的中心轴的距离,密封圈(128)抵接于该第三台阶面(1064),电机座(104)的侧面抵顶该密封圈(128)以及第四台阶面(1065)。

上述手持全自动压力校验仪中,活塞一级端(1101)的端面面积大于活塞二级端(1102)的端面面积,相应的一级缸体(1081)的轴向横截面面积大于二级缸体(106)的轴向横截面面积。

上述手持全自动压力校验仪中,一级缸体(1081)外端依次设有缸体垫(112)、反向装配的一级吸气单向阀(115)和一级排气单向阀(116)以及端盖(113),一级吸气单向阀(115)和一级排气单向阀(116)与一级缸体(1081)内腔连通,端盖(113)上的一级吸气管路(114)连接外界气体并与一级吸气单向阀(115)相连通,端盖(113)上的一级排气管路(117)与一级排气单向阀(116)相连通,并通过一过渡管路(119)与二级缸体(106)的二级吸气管路(120)连通;

二级缸体(106)外端分设有二级吸气管路(120)和二级排气管路(122),二级吸气管路(120)入口前安装有用于控制进气的二级吸气单向阀(121),一级缸体(1081)的一级排气管路(117)通过置于阀岛(130)内的过渡管路(119)和该二级吸气单向阀(121)与二级吸气管路(120)连通;二级排气管路(122)出口安装用于控制出气的二级排气单向阀(123)。

上述手持全自动压力校验仪中,设于气源端块(280)中的v3阀为二位三通电磁阀,其包括v3阀第一通气孔(2331)、v3阀第二通气孔(2332)和v3阀第三通气孔(2333),其中v3阀第三通气孔(2333)连通至外界大气,v3阀第二通气孔(2332)与微型电泵(100)的一级吸气管路(114)连通,v3阀第一通气孔(2331)通过气流管路一(238)与真空气容(236)连通;

设于气源端块(280)中的v1阀为二位二通电磁阀,其包括v1阀第一通气孔(2311)和v1阀第二通气孔(2312),其中v1阀第一通气孔(2311)连通至外界大气,v1阀第二通气孔(2312)与微型气泵(100)的二级排气管路(122)连通;

设于气源端块(280)中的v2阀为二位二通电磁阀,包括v2阀第一通气孔(2321)和v2阀第二通气孔(2322),其中v2阀第一通气孔(2321)与二级排气管路(122)连通,v2阀第二通气孔(2322)与正压气容(234)连通。

上述手持全自动压力校验仪中,阀岛(230)外表面铺设有一密封缓冲垫(241),密封缓冲垫开设有第一异形通孔(2411),第一异形通孔(2411)通过v3阀第三通气孔(2333)与一级吸气管路(114)连通;密封缓冲垫的外侧贴合下盖(040),下盖(040)与第一异形通孔(2411)对应位置处各设有由多个通气孔组成的吸气通孔(042),一过滤器(041)设置在第一异形通孔(2411)内;

密封缓冲垫(41)还设有第二异形通孔(2412),右异形通槽通过v1阀第一通气孔(2311)与二级排气管路(122)连通;下盖(040)与第二异形通孔(2412)对应位置处设有由多个通气孔组成的排气通孔(043)。

上述手持全自动压力校验仪中,微型智能压力控制模块(300)包括一控制阀岛(61)以及集成到所述控制阀岛上的压力传感器(69)、真空传感器(67)、电路板(63)、进气控制电磁阀(64)、排气控制电磁阀(66)、第四电磁阀(65)、压力气体接口(72)、真空接口(80)以及气道接头,其中:

所述控制阀岛内部设置有由管道孔形成的多个管路;

压力传感器和真空传感器均与电路板(63)电连接;

所述压力气体接口、压力传感器、进气控制电磁阀与气道接头通过所述多个管路连接;

所述真空接口、真空传感器、第四电磁阀、排气控制电磁阀与气道接口通过所述多个管路连接。

上述手持全自动压力校验仪中,所述气道接头是由第一接头(81)、连接头(82)和控制模块压力接头(302)依次连接形成,第一接头为中空管状结构,其与连接头的一端连接,连接头的另一端与第二接头以插装方式连接,第一接头和第二接头端口内部均设置有密封圈。

上述手持全自动压力校验仪中,所述压力传感器、真空传感器、电路板电连接到一总电路接口,所述进气控制电磁阀、排气控制电磁阀和第四电磁阀通过连接线电连接至所述总电路接口,所述总电路接口连接至接口电路板(600)。

上述手持全自动压力校验仪中,所述进气控制电磁阀和排气控制电磁阀为微型高精度气流控制阀,都设有第一端口和第二端口;第四电磁阀为二位三通电磁阀,设有第四电磁阀第一通气孔(651)、第四电磁阀第二通气孔(652)和第四电磁阀第三通气孔(653);所述第四电磁阀在断电状态下,第四电磁阀的第四电磁阀第二通气孔和第四电磁阀第三通气孔连通;第四电磁阀处于通电状态下,第四电磁阀第一通气孔和第四电磁阀第二通气孔连通,第四电磁阀第二通气孔和第四电磁阀第三通气孔断开。

上述手持全自动压力校验仪中,所述压力气体接口(72)固定于控制阀岛的一侧,一端位于控制阀岛的表面,与微型智能配气模块(200)的正压连接头(240)对位插装密封连接,压力气体接口的另一端位于控制阀岛的内部,与第一压力管路(73)连通;压力传感器设置有第一端口和第二端口,其第一端口与第一压力管路相连通,其第二端口与第二压力管路(74)相连通;进气控制电磁阀设有第一端口和第二端口,其第一端口与第二压力管路相连通,其第二端口与第三压力管路(75)相连通;第三压力管路与第四压力管路(76)相连通;第四压力管路还分别与排气控制电磁阀的第二端口以及第一接头相连通;

所述真空接口固定于控制阀岛的一侧,一端位于控制阀岛的表面,与微型智能配气模块(200)的真空连接头(245)对位插装密封连接,真空接口的另一端位于控制阀岛的内部,与第一真空管路(78)连通;真空传感器设有第一端口和第二端口,其第一端口与第一真空管路相连通,其第二端口与第四电磁阀的第四电磁阀第一通气孔相连通;第四电磁阀的第四电磁阀第二通气孔与阀后排气管路(77)相连通,第四电磁阀第三通气孔连通至大气;阀后排气管路与排气控制电磁阀的第一端口连接,排气控制电磁阀的第二端口与第四压力管路相连通,第四压力管路与第一接头连接。

上述手持全自动压力校验仪中,所述微型智能压力接口模块(400)包括接头座(402),接头座装配有标准压力模块(500),接头座上设置有压力接头(403)、压力参考接头(414)和气压输入接口(415),气压输入接口通过位于接头座内的气流管路与压力接头、压力参考接头和标准压力模块相连通,所述压力接头和压力参考接头与外界被测压力仪表连接,其中,所述接头座包括呈一定角度向两个不同方向延伸的第一柱体结构和第二柱体结构,具有三个连接面,即两个柱体结构的交接处设有气压输入连接面,气压输入接口设置在所述气压输入连接面上;第一柱体结构的端部设有接头连接面,所述压力接头和参考压力接头设置在所述接头连接面上;第二柱体结构的端部设有标准压力模块连接面,所述标准压力模块装配在所述标准压力模块连接面上。

上述手持全自动压力校验仪中,所述接头座内部还设有压力参考腔(408)、气液分离室(407)和第一电磁阀(409),第一电磁阀布置在所述压力接头和气液分离室之间,压力接头通过第一气流管路(421)和第一电磁阀第二通气孔(424)与气液分离室连通,所述气液分离室直接与气压输入接口(415)连通;气液分离室通过第一电磁阀和第四气流管路(420)与压力参考腔连通,压力参考腔与压力参考接头相连通。

上述手持全自动压力校验仪中,所述气液分离室的外侧通过一放气阀座(404)密封,放气阀座内部设置有第二电磁阀(410),第二电磁阀的第二电磁阀第二通气孔(426)通过一气流管路(421)与气液分离室(407)连通,第二电磁阀的第二电磁阀第一通气孔(425)与大气相连通。

上述手持全自动压力校验仪中,所述压力接头和压力参考接头的内部端口位置分别设置有除污过滤器(413)。

上述手持全自动压力校验仪中,所述接头座的标准压力模块连接面上设置有一模块压力接口(416)和一模块压力参考接口(417),模块压力参考接口与压力参考腔直接连通,模块压力接口通过一第三气流管路(419)与气液分离室相连通。

上述手持全自动压力校验仪中,所述接头座的标准压力模块连接面上还安装有标准压力模块安装座(406),所述标准压力模块安装座为具有通孔的柱体结构,所述通孔为l形台阶孔,l形台阶孔较深的一侧与接头座的标准压力模块安装座连接面连接,l形台阶孔较浅的一侧台阶上设置有一通槽,所述通槽上部安装有第二电路板(405),一通讯插头(412)穿过所述通槽与第二电路板电连接,一插座(411)电连接至所述通讯插头。

上述手持全自动压力校验仪中,所述标准压力模块为差压模块,差压模块从所述标准压力模块安装座中插装至接头座上,差压模块的压力接口(505)插装至接头座的模块压力接口(416)中,压力参考接口(514)插装至模块压力参考接口(417)中,差压模块的密封圈(504)对上述各接口连接处形成密封,接头座上的通讯插头插装至差压模块的通讯插座(508)中,差压模块的第一电路板(502)与接头座上的第二电路板电连接,差压模块的不脱螺钉(506)将差压模块固定于接头座上;或

所述标准压力模块为绝压模块,绝压模块的压力接口插装至接头座的模块压力接口中,绝压模块的密封圈对上述接口连接处形成密封,接头座上的通讯插头插装至绝压模块的通讯插座中,绝压模块的第一电路板与接头座上的第二电路板电连接,压力模块的不脱螺钉将绝压模块固定于接头座上;或

所述标准压力模块为表压模块,表压模块的压力接口插装至接头座的模块压力接口中,表压模块的密封圈对上述接口连接处形成密封,接头座上的通讯插头插装至表压模块的通讯插座中,表压模块的第一电路板与接头座上的第二电路板电连接,压力模块的不脱螺钉将表压模块固定于接头座上。

上述手持全自动压力校验仪中,接口电路板(600)分布设置有接口电路板插头(601)用于连接主控电路板(700),配气模块插座(602)用于连接微型智能配气模块(200)的电路,控制模块插座(603)用于连接微型智能气体控制模块(300)的电路,电池插头(604)用于连接充电电池(900)、接口模块插座(606)用于连接微型智能压力接口模块(400)的电路。

上述手持全自动压力校验仪中,主控电路板(700)上分布设置有显示屏插座(705)、触摸屏插座(706)分别插接触摸显示屏(800)中的触摸屏和显示屏,模块接口插座(704)用于连接扩展的温度、压力等外接模块接口(025)、usb接口和dc接口的组合插座(707)、接口电路板插座(703)用于连接接口电路板(600),核心电路板(701)以及蓝牙模块(708)、wifi模块(702)、存储器(711)和微动开关(712)等。

上述手持全自动压力校验仪还包含有测量电路(709)用于连接外部电测接口,所述外部电测接口为多个对外电测插孔(022),安装在一电测口压板(021)上,并压紧至上壳(010)前端面的插孔(012)内。

上述手持全自动压力校验仪中,主控电路板(700)与接口电路板(600)间通过支撑架(050)连接,支撑架(050)与主控电路板(700)、触摸显示屏(800)整体装配于上壳(010)内侧。

本发明由于采取以上设计,具有如下特点:

1、本发明是一款手持式的全自动校验仪,体积小、质量轻,适用于手持,涵盖气体自动压力发生、稳定的压力控制、数据记录等多项功能;其携带方便,便于现场进行校验工作。

2、通过对连接于主控电路板的触摸显示屏操作,实现了人机交互友好界面,降低用户的学习难度;用户通过触摸显示屏界面能完成所有校验过程的操作。

3、本发明自带微型智能配气模块(包含微型气泵)、微型智能压力控制模块、微型智能压力接口模块组成的模块化智能气路系统。模块化智能气路系统各部件连接至接口电路板,接口电路板与主控电路板插装连接。通过主控电路系统,完成控制智能气源,实现智能造压、配气、控压、泄压、排污等操作。

4、本发明可更换安装于压力接口模块上的标准压力模块,使其适应不同精度、不同量程、不同类型(绝压、差压、表压)的被检仪表,实现对不同类型压力仪表的校验。

5、本发明主控电路板上由测量电路部分和主控电路部分组成,对外电测接口连接至测量电路部分,可测量被检压力仪表电流、电压等电信号,由测量电路电路进行信号处理。主控电路板能对来自各部分的电信号进行记录,计算校验结果、储存校验记录和输出校验报告。

6、主控电路板上设置有wifi模块、蓝牙模块,连接至主控电路板的外部通讯接口上设置有usb接口,校验仪可以采用无线或有线通讯方式进行数据和报告的导入、导出。

7、外部通讯接口上设置有两个拓展模块接口,该模块接口连接至主控电路板,从接口模块处连接外部压力、温度等模块拓展本发明校验仪的校验功能至其它需要参数的采集(如外部压力、温度),扩展本发明校验仪的压力量程范围及本机压力发生能力范围外。

8、本发明手持式全自动校验仪自带可充电、大容量供电电池,可持续长时间供电,方便现场校验工作。

附图说明

图1a为本发明手持全自动压力校验仪整机外观图;

图1b为本发明手持全自动压力校验仪的结构逻辑图;

图1c为本发明手持全自动压力校验仪的结构分解图;

图2为本发明手持全自动压力校验仪的整体结构轴侧爆炸图;

图3为本发明手持全自动压力校验仪的整体结构轴等侧爆炸图的仰视轴侧图;

图4为本发明手持全自动压力校验仪的连接有对外电测接口、dc接口和usb接口的主控电路板的正视轴侧图;

图5为本发明手持全自动压力校验仪的连接有对外电测接口、dc接口和usb接口的主控电路板的仰视图;

图6为本发明手持全自动压力校验仪的电测插孔安装结构图;

图7为本发明手持全自动压力校验仪的电测插孔安装结构图的仰视图(图6的仰视图);

图8为本发明手持全自动压力校验仪的挂钩式固定座原理图;

图9为本发明手持全自动压力校验仪的挂钩式固定座安装结构图;

图10为本发明手持全自动压力校验仪的微型智能压力接口模块与上壳密封原理a-a剖视;

图11为本发明手持全自动压力校验仪的气路系统轴侧装配图;

图12为本发明手持全自动压力校验仪的气路系统轴侧装配的轴侧图;

图13为本发明手持全自动压力校验仪的气路系统b-b方向的剖视旋转图;

图14是微型智能配气模块的剖面结构图;

图15是微型气泵结构剖面图;

图16是微型气泵活塞杆向右运动工作状态示意图;

图17是微型气泵活塞杆向左运动工作状态示意图;

图18中a和b幅显示微型气泵中二级缸体的两种不同结构的横截面图;

图19是微型气泵中单向阀结构的横截面图;

图20中a-c幅分别显示v1-v3阀与微型气泵的连接;

图21a是微型智能配气模块的正面视图;

图21b是沿着图14中的c-c线剖切得到的局部剖视图;

图22是沿着图21中的d-d线进行剖切得到的局部剖视图;

图23是微型智能压力控制模块的结构正视图;

图24是微型智能压力控制模块的结构俯视图;

图25是图24中沿b-b线截取的截面图;

图26是图24中沿a-a线截取的截面图;

图27是图23中沿c-c线截取的截面图;

图28是微型智能压力接口模块的正视图;

图29是图28中的沿a-a线截取的截面图;

图30是微型智能压力接口模块的左视图;

图31是图28中的沿b-b线截取的局部截面图(安装有例二的标准压力模块);

图32是图28中的沿b-b线截取的局部截面图(安装有例一的标准压力模块);

图33是标准压力模块的例一的结构剖视图;

图34是标准压力模块的例一的仰视图;

图35是标准压力模块的例二的结构剖视图;

图36是标准压力模块的例二的仰视图;

整机主要标号:

100:微型气泵,200:微型智能配气模块,201:微型智能配气模块连接电路;

300:微型智能压力控制模块,301:微型智能压力控制模块连接电路,302:控制模块压力接头,303:弹性导气垫;

400:微型智能压力接口模块,401:微型智能压力接口模块连接电路;

500:标准压力模块;

600:接口电路板,601:接口电路板插头,602:配气模块插座,603:控制模块插座,604:电池插头,606:接口模块插座,

700:主控电路板,701:核心电路板,702:wifi模块,703:接口电路板插座,704:模块接口插座,705:触摸屏插座,706:显示屏插座,707:usb接口与dc接口的组合插座,708:蓝牙模块,709:测量电路,711:存储器,712:微动开关,713:弹片,

800:触摸显示屏,801:触摸屏托架,

900:充电电池,901:导轨槽,902:电池插座,903:电池凹槽,

010:上壳,011:通孔一,012:测量插孔,013:方形通孔,014:电源按钮,015:外部电器接口安装孔,016:防水端盖,

020:连接电路板,021:电测口压板,022:电测插孔,023:dc接口,024:usb接口,025:模块接口,26:挂钩式固定座,027、安装板,028:卡楞,029:密封圈,

030:下壳,031:通孔二,032:凹槽一,033:凹槽二,034:电池导轨,035:t形凹槽,036:凸楞,

040:下盖,041:过滤器,042:吸气通孔,043:排气通孔,

050:支撑架,055:凹槽三,056:加强筋。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例,对本发明手持全自动压力校验仪进行详细说明。

本发明手持全自动压力校验仪采用模块化设计,结合图1a、图1b和图1c所示,该校验仪包括有一由上壳010、下壳030、下盖040组成的壳体,以及集成装配在壳体中的气路部件、电路部件和安装在壳体外部的可充电电池900。其中,气路部件包括有微型智能配气模块200(包含微型气泵100)、微型智能压力控制模块300、微型智能压力接口模块400和标准压力模块500,电路部件包括触摸显示屏800、主控电路板700、接口电路板600以及对外的电测插孔和外部电器接口,气路部件的电路连接至接口电路板600,电路部件电路连接至主控电路板700。以下结合各部件详细说明:

壳体

本发明手持全自动压力校验仪壳体采用包裹弹性材料,围绕整体轻巧、手持方便、舒适进行结构设计,请参考图1a、图1c、图2和图3中所示:

壳体包括上壳010和下壳030,上壳010和下壳030扣合形成适于手持的校验仪主体,主体内部空间中装配有微型智能压力接口模块400、标准压力模块500、主控电路板700、接口电路板600和触摸显示屏800;下盖040安装于下壳030外侧,下盖040与下壳030形成的内部空间内装配有微型智能配气模块200(包含微型气泵100)和微型智能压力控制模块300,可充电电池900装配于下壳030外侧下部。

上壳010整体为楔形盖状体,按校验仪使用时的方向(图1a所示方向),呈上大下小的结构,上部(图2、图3中左侧为上)端面为斜面,斜面上有通孔一011,上壳010周边内侧分布有包裹弹性材料,包裹弹性材料沿伸至斜面以及斜面上的通孔一011以使通孔011与其中安装的零件(通孔一011用于使微型智能压力接口模块400的压力接头403和参考接头414从上壳010斜面露出至校验仪外)间密合;上壳010向外的平面(即图2、图3中朝上的平面)设置有一个用以容纳触摸显示屏800的方形通孔013;方形通孔013上方设置有三个圆形对外测量插孔012,下方有一个圆孔用于安装电源按钮014,电源按钮014安装于圆孔时,电源按钮014的法兰盘与圆孔位置上壳010内侧压紧密合;上壳010左右两侧设置有外部电器接口安装孔015(参见图3),两个外部电器接口安装孔015通过防水端盖016密封,两个防水端盖016与上壳010形成可旋转、活动,但不脱离的关系;另上壳010周边缘端与下壳030结合处设有凹槽018。

下壳030整体为楔形托状体,按校验仪使用时的方向(图1a所示方向),呈上大下小的结构,其上部(图2、图3中左侧)端面为斜面,斜面上有通孔二031(参见图3),下壳030周边内侧均采用包裹弹性材料设计,包裹弹性材料过渡到下壳030上部斜面以及斜面通孔二031内,使通孔二031与通孔内安装的零件(微型智能压力接口模块400的标准压力模块安装座406)间密合。下壳030周边缘端与上壳010结合处设有凸楞036,凸楞036采用包裹弹性材料包裹,下壳030与上壳010配合安装时,下壳030上的包裹弹性材料凸楞036伸入上壳010的凹槽018内,保证安装面的密合。

为安装触摸显示屏800,上壳010内侧方形通孔013周边设置有凹槽,方框形防水泡棉安装于该凹槽内,触摸显示屏800叠装至一触摸屏托架801(参见图2),将触摸屏托架801安装在上壳010内侧并紧固于方形通孔013位置,压紧防水泡棉。触摸显示屏800由叠装于一起的触摸屏和液晶显示屏组成,两个屏组合使用。

下盖040整体为楔形盖状体,按校验仪使用时的方向(图1a所示方向),呈上小下大的结构,其整体小头端朝上装配在下壳030的外侧上部(图2、图3中左侧为上),其与下壳030配合安装处也过渡有包裹弹性材料,下壳030与下盖040配合安装时,下盖040压紧过渡包裹弹性材料,保证安装面的密合。可充电电池900装配于下壳030外侧下盖040的下部。

壳体各部位的密封使本发明手持全自动校验仪整机形成较高级别的防水防尘密封。

以上由上壳010、下壳030、下盖040和可充电电池900整体装配形成图1a所示的手持全自动压力校验仪外观,其显示了该校验仪的整体性和适于手持的特点。说明书中以图1a所示校验仪使用方向定义上、下、左、右、前、后和内、外。手持全自动压力校验仪内部构成及部件装配将结合下面各部件的描述展开。

微型智能配气模块200(包含微型气泵100)

本发明中,微型智能配气模块200作为校验仪的气源,其能储存压力气体和真空并切换提供真空或增压气体。

微型智能配气模块200包括微型气泵100和气源端块280两大部分,参见图14所示,微型气泵100为增压式电动气泵,气源端块280将微型气泵100与外界连通。该部分附图标记有:

100:微型气泵,101:电机,102:电机座;

103:销轴,104:偏心轴,1041:驱动柄,105:连杆;

106:二级缸体,1061:第一级通孔,1062:第一台阶面,1063:第二台阶面,1064:第三台阶面,1065:第四台阶面,1066:第二级通孔;

107:第二组合密封件;

108:泵体座,1081:一级缸体,1082:二级缸体支撑座,1083:凸出部;

109:销钉,110:活塞杆,1101:活塞一级端,1102:活塞二级端,111:第一组合密封件,112:缸体垫;

113:端盖,114:一级吸气管路,115:一级吸气单向阀,116:一级排气单向阀,117:一级排气管路;118:压板;

119:过渡管路;

120:二级吸气管路,121:二级吸气单向阀,122:二级排气管路,123:二级排气单向阀;

124:单向阀芯,1241:上凸出部,1242:下凸出部,125:单向阀体,1251:进气孔,1252:出气孔,126:弹簧,127:阀端盖,129:阀体密封圈;

128:密封圈;

280:气源端块,230:阀岛;

231:v1阀,2311:v1阀第一通气孔,2312:v1阀第二通气孔;

232:v2阀,2321:v2阀第一通气孔,2322:v2阀第二通气孔;

233:v3阀,2331:v3阀第一通气孔,2332:v3阀第二通气孔,2333:v3阀第三通气孔;

234:正压气容,235:正压气容通气管路,236:真空气容,237:真空气容通气管路,238:气流管路一,239:气流管路二,240:正压连接头,241:密封缓冲垫,2411:第一异形通孔,2412:第二异形通孔;242:通气板,245:真空连接头;246:顶盖。

一、微型气泵100

本发明微型气泵100为缸体导向微型增压式电动气泵,其具体结构参见图14至图17,包括电机101、偏心轴104、连杆105、二级缸体106和一级缸体1081、活塞杆110、销钉109、泵体座108、多个单向阀和密封圈以及多个管路,其中:

泵体座108为该电动气泵的连接部件,电机101通过电机座102垂向固定于泵体座108一侧,偏心轴104通过销轴103固定在电机座102下部,且电机轴伸入到偏心轴104的垂向凹槽内,通过销轴103定位。

偏心轴104下端设有向下延伸偏离轴心的驱动柄1041,驱动柄1041穿过水平设置的连杆105一端的一个安装孔,驱动柄1041的端部伸出连杆105并用螺母固定;垂向设置的销钉109穿过连杆105另一端设有的另一个安装孔,将连杆105连接在水平方向的活塞杆110上,连杆105与活塞杆110有距离,销钉109伸出连杆105的端部以及伸出活塞杆110的端部分别用螺母固定。

活塞杆110包括杆部以及设置在杆部两端的活塞一级端1101和活塞二级端1102,活塞一级端1101和活塞二级端1102分别伸入一级缸体1081和二级缸体106中。泵体座108的两端形成一级缸体1081和二级缸体支撑座1082,即一级缸体1081和二级缸体支撑座1082一体成型。一级缸体1081用于容纳低压气体,位于连杆105运动的远端(图中所示“左”为连杆105运动的远端),活塞一级端1101装配在一级缸体1081内侧;二级缸体支撑座1082用于装配二级缸体106,二级缸体106用于容纳高压气体,活塞二级端1102装配于二级缸体106的内侧。所述活塞二级端1102为圆柱体,在活塞杆110左右运动的过程中,所述活塞二级端1102伸入二级缸体106内部与二级缸体106配合形成密封。且在活塞杆110左右运动的过程中,活塞杆110的杆部不延伸进入所述二级缸体106的内部。活塞杆110通过设置在活塞一级端1101的第一组合密封件111在一级缸体1081内形成密封,第一组合密封件111由中空碗形密封环内衬弹性密封圈组合而成;活塞杆110通过设置在二级缸体106与活塞杆110的外表面之间的第二组合密封件107在二级缸体106内形成密封,第二组合密封件107由常规的高耐磨刚性圈和外套弹性密封圈组合使用。电机101驱动偏心轴104转动,通过驱动柄1041带动连杆105左右摆动(连杆105向左摆动终点为其相对于偏心轴104的运动远端,向右摆动终点为其相对于偏心轴104的运动近端),进而通过销钉109带动活塞杆110在一级缸体1081和二级缸体106中沿轴线左右往复移动。活塞杆110的活塞一级端1101的端面面积大于所述活塞二级端1102的端面面积,相应地一级缸体1081的轴向横截面面积也大于二级缸体106的轴向横截面面积,如此在活塞杆110左右运动的过程中,活塞杆110的行程相同,则一级缸体1081的气体被压缩后通过单向阀控制进入二级缸体106后体积缩小即进一步被压缩,实现气体的一次增压。

一级缸体1081外端依次设有缸体垫112、单向阀(包括一级吸气单向阀115和一级排气单向阀116)和端盖113。缸体垫112上设置有两个通气孔,一级吸气单向阀115和一级排气单向阀116通过上述两通气孔与一级缸体106的内部相连通。端盖113上设置有两个管路,分别为一级吸气管路114和一级排气管路117。一级吸气管路114用于连接外界空气或压缩空气管路,并与一级吸气单向阀115相连通。一级排气管路117与一级排气单向阀116相连通,用于将一级缸体1081内的气体排出。

二级缸体106外端连接有电机座102,电机座102内部开设有两个与二级缸体106内部相连通的管路(包括二级吸气管路120和二级排气管路122),二级吸气管路120入口前安装有一进气单向阀(二级吸气单向阀121)用于向二级缸体106内单向进气。二级排管路122出口安装有另一出气单向阀(二级排气单向阀123)用于将二级缸体106内气体单向排出。泵体座108和电机座102可以为分体设计,分体设计时,可设一压板118盖压接合于端盖113、泵体座108和电机座102上端,同时将二级吸气单向阀121和二级排气单向阀123压紧;压板118开设有内置的过渡管路119,过渡管路119一端与一级排气管路117相连通,另一端连通二级吸气单向阀121。本发明还能将泵体座108和阀岛230(见图14)连为一体,如此,压板118即不需要而以阀岛230底部代替压板118。

在本发明中,二级缸体106不仅与活塞杆110的活塞二级端1102配合形成密闭空间以容纳高压气体,二级缸体106与一级缸体1081对位同中心轴设置还能作为活塞杆110的导向装置。二级缸体106作为导向装置位于活塞杆110的二级侧的端部,形成反导向形式,即一级缸体1081(低压缸)中低压活塞(活塞一级端1101)向前(图15中左为前)压缩气体时,配合装配的二级缸体106(高压缸)和高压活塞(活塞二级端1102)成为主要轴、孔配合的导向机构,结构上为低压活塞运动反方向强制导向。二级缸体106的结构参考图18,图18中的a和b分别为二级缸体106的两种不同结构形式。

如图18中的a幅所示,二级缸体106为中空柱体,内部通孔设有两级,分别为第一级通孔1061和第二级通孔1066,两级通孔彼此连通且第一级通孔1061的直径大于第二级通孔1066的直径,第一级通孔1061具有第一台阶面1062,第一台阶面1062垂直于二级缸体106的轴向并连接第一级通孔1061和第二级通孔1066的内表面。第二级通孔1066的内径与活塞杆110的活塞二级端1102外径匹配形成间隙配合,第一级通孔1061的内径大于活塞杆110的活塞二级端1102的外径,由此,第一级通孔1061的内表面、第一台阶面1062以及活塞杆110的活塞二级端1102外表面共同形成一环形凹槽,该环形凹槽中放置第二组合密封件107,使得二级缸体106与活塞杆110的活塞二级端1102之间形成密封,防止二级缸体106内部的气体从第一台阶面1062处泄漏;泵体座108与二级缸体106连接处设有一对相互对应的能封闭该环形凹槽开口的凸出部1083用于抵挡第二组合密封件107。二级缸体106的外表面上设有一外台阶,该外台阶设置在二级缸体106邻近电机座102的一端,该外台阶使二级缸体106的外表面形成外径大小不同的两部分。外台阶的外部台阶面即第二台阶面1063垂直于二级缸体106的轴向。第二台阶面1063连接二级缸体106的外径不同的两部分的外表面,在二级缸体106的外径较小的外表面处设置有一密封圈128,密封圈128抵接第二台阶面1063,电机座102设置在密封圈128的外部,电机座102将密封圈128压紧进而密封二级缸体106抵接电机座102的一侧,使得二级缸体106内部的高压气体只能通过二级排气单向阀123排出。

如图18中的a幅,为二级缸体106的另一结构形式,其与图18中的a幅结构相似,其不同之处在于二级缸体106的外台阶结构的不同。为了调整密封圈压紧量,二级缸体106的外台阶设有具有两级,其形成两个外台阶面,其分别为第三台阶面1064和第四台阶面1065,第三台阶面1064距离二级缸体106的中心轴距离小于第四台阶面1065距离二级缸体106的中心轴的距离。密封圈128仅设置在第三台阶面1064上,第三台阶面1064和第四台阶面1065均与电机座102压紧配合,电机座102压紧第四台阶面1065能够防止二级缸体106因活塞杆110运动而产生的窜动(因为弹性密封圈压紧后还可能存在受力继续变形的可能);通过调整二级缸体106的第三台阶面1064和电机座102在轴向上抵靠弹性的密封圈128的面之间的间距,可以调整密封圈128的压缩量。电机座102具有与上述两个外台阶面相匹配/吻合的结构,一方面用于固定和压紧密封圈128,另一方面电机座102通过与第四外台阶面1065匹配的压紧面还从轴向上将二级缸体106压紧在泵体座108上。

其中,一级吸气单向阀115、一级排气单向阀116、二级吸气单向阀121、二级排气单向阀123均可以使用相同功能已有结构的单向阀。更优的,可以使用图19所示的单向阀结构。如图19所示,该单向阀包括单向阀体125、与单向阀体125螺纹连接的阀端盖127、设置在单向阀体125内部的单向阀芯124及位于单向阀芯124和阀端盖127之间的弹簧126,其中,单向阀体125为中空柱体,上侧设有用于输入气体的进气孔1251,下端敞口端连接阀端盖127,接口处密封,阀端盖127设有出气孔1252;单向阀体125和阀端盖127形成的内腔中同轴留有间隙地安装单向阀芯124,单向阀芯124设有上凸出部1241和下凸出部1242,上凸出部1241与单向阀体125内壁之间装设阀体密封圈129,下凸出部1242外侧套装弹簧126。

单向阀的工作原理为:当气体经由单向阀体125的远离弹簧126一侧的进气孔1251进入时,气体施加一压力至单向阀芯124上并推动单向阀芯124向阀端盖127的方向运动,弹簧126被压缩同时加大了单向阀芯124和单向阀体125之间的间隙,阀体密封圈129无法有效密封,气体进入单向阀体125,并经由单向阀体125和单向阀芯124之间的空隙从阀端盖127的出气孔1252排出。当没有气体从进气孔1251进入或者进入的气体施加的力不足以压缩弹簧126时,被压缩的弹簧126反弹,向上施加一反弹力使单向阀芯124向单向阀体125上部的进气孔1251方向移动,缩小了单向阀芯124与单向阀体125之间的间隙,单向阀芯124压迫阀体密封圈129实施密封,使气体无法从进气孔1251通过,当反向从出气孔1252进入气体时,密封圈129进一步被压缩持续密封,使气体无法从进气孔1251反向通过,从而实现单向进气。

单向阀的有益效果:第一、结构紧凑,可以实现体积小型化,节省空间;第二、可以单独制备,然后插装至需要的元件上,方便使用和替换;以及第三、改变安装方向即可实现相反的打开方向,方便使用。

通过以上各部件的装配得到微型气泵100,其工作原理如下:

在图16中,电机101带动偏心轴104转动,带动连杆105和活塞杆110向右侧运动并最终达到最右侧。此时在一级缸体1081(泵体低压部分,低压缸)的一侧,一级吸气单向阀115打开,一级排气单向阀116关闭,外部空气经由一级吸气管路114进入,一级缸体1081内部的空间逐渐增加并达到最大;同时,在二级缸体106(泵体高压部分,高压缸)的一侧,二级吸气单向阀121关闭,之前来自低压缸的气体在二级缸体106中进一步被压缩,从而其压力增加,实现气体的二级增压过程,此时,二级排气单向阀123开启向外排出二级增压后的气体。

在图17中,电机101带动偏心轴104转动,带动连杆105和活塞杆110向左侧运动并最终达到最左侧。此时在一级缸体1081的一侧,一级吸气单向阀115关闭,一级排气单向阀116打开,一级缸体1081内的气体经由一级排气管路117、过渡管路119、二级吸气单向阀121以及二级吸气管路120进入二级缸体106;此时,二级缸体106接收来自一级缸体1081内的气体,由于活塞一级端1101的面积大于活塞二级端1102的面积,一级缸体1081的气体进入二级缸体106之后体积被压缩,从而其压力增加,实现气体的一级增压过程。在此过程中,若二级缸体106内的气体压力小于二级排气单向阀123的排出端的压力时,二级排气单向阀123仍保持关闭;若二级缸体106内的气体压力大于二级排气单向阀123的排出端的压力时,二级排气单向阀123打开,二级缸体106内的一级增压气体通过二级排气管路122排出。

由此,外部气体被吸入一级缸体1081(如图16),在一级缸体1081内被压缩(如图17)后进入二级缸体106,在二级缸体106内经过体积变小的一级增压和再次被压缩(如图16)的二级增压,经由二级排气管路122排出。微型气泵如此循环工作,实现了持续提供增压气体的功能。

本发明中微型气泵100的有益效果为:

(1)在二级缸体106部分,将第二组合密封件107设置在二级缸体106的内表面与活塞杆110的外表面限定的环形凹槽内,从而将现有的活塞杆110与二级缸体106之间的动态密封改进成了静态密封,使得第二组合密封件107的寿命提高;

(2)二级缸体106位于活塞杆110的活塞二级端1102,结构上成为轴、孔配合的导向机构形成自带导向功能的气泵,二级缸体106与活塞杆110的配合距离较长,使得活塞杆110运动的稳定性提高,改变了采用密封件作为活塞导向主要零件状态,减小了密封件磨损;

(3)二级缸体106采用耐磨、自润滑材料制成,减少了二级缸体106和活塞杆110之间的摩擦力,提高微型气泵100寿命;

(4)二级缸体106和活塞杆110之间可以自润滑从而不需要润滑油,形成一种无油润滑增压气泵,减少了微型气泵100的污染;以及

(5)活塞一级端1101的端面面积较大,在活塞杆110向左运动时,由于一级缸体1081压力较小,连杆105仅需施加较小的力给活塞杆110即可实现将一级缸体1081内的大量气体排出到二级缸体106内,如此,电机101也仅需提供较小的动力给连杆105,节省了能耗;而活塞二级端1102的端面面积较小,输出的气体压力可以很高,活塞杆110需要的动力较小,因此,在活塞杆110向右运动时,可以实现对二级缸体106内的气体进行增压,实现了气体的二级增压过程。

二、气源端块280

参见图14,本发明中气源端块280包括阀岛230、布置在阀岛230内的一正压气容234和一真空气容236、以及与两气容和微型气泵管路连通的三个微型电磁阀v1阀231、v2阀232和v3阀233。

阀岛230为用于布置两气容、三个电磁阀和管路的部件,其内部设有两个较大容腔、三个较小容腔和多个管路孔。分隔设置的两个较大容腔可以分别直接用作正压气容234和真空气容236,较大容腔直接作为气容腔室时,容腔顶部用顶盖246密封,结合图21b所示,正压气容234通过正压气容通气管路235连接并连通一正压连接头240,真空气容236通过真空气容通气管路237连接并连通一真空连接头245;分隔设置的三个较小容腔分别用于放置所述三个电磁阀v1阀231、v2阀232和v3阀233,正压气容234、真空气容236和三个电磁阀之间通过管路连接。其中:

继续参阅图14和图20之a幅(图14中a-a剖面),v3阀233安装在阀岛230靠近微型气泵100气缸低压端一级缸体1081位置。v3为二位三通电磁阀,其包括三个通气孔即v3阀第一通气孔2331、v3阀第二通气孔2332和v3阀第三通气孔2333,其中v3阀第三通气孔2333连通至外界大气,v3阀第二通气孔2332与微型气泵100的吸气端即一级吸气管路114连通,v3阀第一通气孔2331通过气流管路一238与真空气容236连通。v3阀能用以控制v3阀三个通气孔的打开或关闭。

继续参阅图14和图20之c幅(图14中b-b剖面),v1阀231安装在阀岛230靠近微型气泵100气缸高压端二级缸体106位置。v1阀231为二位二通电磁阀,其包括两个通气孔即v1阀第一通气孔2311和v1阀第二通气孔2312,其中v1阀第一通气孔2311连通至外界大气,v1阀第二通气孔2312与微型气泵100的增压输出端即二级排气管路122连通。v1阀的开/断能控制二级排气管路122与外界之间的气体连通/断开。

继续参阅图14和图20之b幅,v2阀232用于连通正压气容234和微型气泵100的增压输出端即二级排气管路122。v2阀232是二位二通电磁阀,包括两个通气孔即v2阀第一通气孔2321和v2阀第二通气孔2322,其中v2阀第一通气孔2321通过气流管路二239与二级排气管路122连通(二级排气管路122分为两个支路,分别与v1阀和v2阀连接),v2阀第二通气孔2322与正压气容234连通。v2阀能用以控制v2阀两个通气孔的打开或关闭。

以上装配的微型电磁阀v1阀231、v2阀232和v3阀233以及微型气泵100的电机101连接到接口电路板600的电路,通过电路控制电磁阀开/闭及微型气泵100电机101启停与正压气容234、真空气容236或外界大气之间的气流连通/断开,在正压气容234内部存储高压气体,在真空气容236内部形成真空。

以上装配作为气源端块280的基本形式,其可完成如下工作:

真空源产生过程为:v3通电,此时v3阀第三通气孔2333关闭,v3阀第二通气孔2332和v3阀第一通气孔2331连通并打开,真空气容236通过气流管路一238连通微型气泵100的低压吸气管路114,微型气泵100的低压端对真空气容236进行抽真空;从真空气容236抽取的气体在微型气泵100中被输送至其高压端,通过二级排气管路122和二级排气单向阀123输送至v1阀;v1阀通电,打开v1阀第二通气孔2312和v1阀第一通气孔2311,从真空气容236抽取的气体从v1阀第一通气孔2311被排出至大气。通过微型气泵100的持续工作,真空气容236内部的气体不断被排出,真空气容236的真空度提高;v3阀断电,关闭与真空气容236连通的v3阀第一通气孔2331,如此保持真空气容236内部的真空。在上述过程中,v2关闭,真空气容236抽真空的过程微型气泵100不输出增压气体。

正压气源产生过程为:v3阀断电,此时v3阀第一通气孔2331关闭(微型气泵100不再对真空气容236进行抽真空),而v3阀第三通气孔2333和v3阀第二通气孔2332连通并打开,微型气泵100的一级吸气管路114通过v3阀第三通气孔2333与大气连通;微型气泵100运行,电动气泵气缸一级端不断从下盖040与夹在阀岛230间的密封缓冲垫241形成吸气通孔042,抽取气体并增压形成增压气体;v2阀通电且v1阀断电,打开v2阀第一通气孔2321和v2阀第二通气孔2322,关闭v1阀第二通气孔2312,微型气泵100形成的增压气体顺序经过二级排气单向阀123、二级排气管路122、v2阀第一通气孔2321、气流管路二239、v2阀第二通气孔2322被输送至正压气容234,如此在正压气容234内形成压力。

由此,产生的增压气体能存储在正压气容234内以用作正压气源,真空气容236形成真空源。在实际工作时,结合图21b所示,正压气容234通过正压连接头240、真空气容236通过真空连接头245能与微型智能压力控制模块300气体连通从而提供正压气源或真空源。

气源端块280在最初开始运行时,通过打开v1阀和关闭v2阀,可将微型气泵100的二级缸体106(高压缸)与下盖040与夹在阀岛230间的密封缓冲垫241形成排气通孔043外界气体之间连通,此时,高压缸内的气体压力为外界大气压力,如此实现了微型气泵100的无压启动,可以消除微型气泵100在启动时因管路容积小瞬间产生较高压力损坏气泵零件的问题,从而保护了气泵,也延长了微型智能配气模块200的使用寿命。气源在此无压启动之后,再根据需要对v1阀、v2阀、v3阀进行控制,用以产生增压气体和真空。

以上设计的气源端块280能达到以下有益效果:第一、其结构紧凑、体积小,能自动提供增压气体和真空。第二、产生的正压气源和真空可以存储在正压气容234和真空气容236中,当有需要时,可以通过正压气源和真空源直接提供,而无需气泵运行,减少了气泵频繁启动,提高了气源供气效率。

三、微型智能配气模块200的装配及其改进

结合图2和图3所示,微型智能配气模块200插装至微型智能压力控制模块300后,安装在下壳030与下盖040间,微型智能配气模块200位于下盖040一侧。

本发明还对上述微型智能配气模块200基本形式进行扩展形成改进型配气模块,该改进体现在增加有密封缓冲垫和过滤系统。

请参阅图21和图22,显示了位于图14所示配气模块200朝向下盖040一侧的密封缓冲垫241的构成,该密封缓冲垫241铺设在阀岛230外表面,与正压连接头240、真空连接头245所在阀岛230的外表面相对(参见图21b)。密封缓冲垫241上开设有两个异形通孔,其中第一异形通孔2411位置与正压气容234相对,第一异形通孔2411通过v3阀第三通气孔2333与一级吸气管路114连通,第二异形通孔2412位置与真空气容236相对,通过v1阀第一通气孔1311与二级排气管路122连通。

下盖040的后平面(参见图3显示的平面。按校验仪使用时方向定义),后平面上设置有由多个通气孔组成的吸气孔组042和排气孔组043,吸气孔组042与第一异形通孔2411位置相对并连通,排气孔组043与第二异形通孔2412位置相对并连通,一过滤器041(参见图2)设置在第一异形通孔2411内并从内部覆盖所述吸气孔组042,下盖040的背平面和阀岛280外表面从两侧夹紧密封缓冲垫241以及其中的过滤器041,通过密封缓冲垫241对气源端块280形成平面密封。

如此装配的配气模块,在以上介绍的基本工作过程中,当v3阀断电状态时,v3阀第三通气孔2333打开,外界气体经由吸气孔组042进入第一异形通孔2411,被过滤器041过滤之后通过v3阀第三通气孔2333由一级吸气管路114进入微型气泵100的一级缸体1081(低压缸),如此,从外界进入低压缸的气体经过过滤而变成洁净的气体。而当v1阀通电时,v1阀第一通气孔2311打开,微型气泵100的二级缸体106(高压缸)内的增压气体由二级排气管路122经v1阀第一通气孔2311、通过下盖040的排气孔组043排出,不影响微型气泵100的无压启动。

而当v1阀通电时,v1阀第一通气孔2311打开,电动气泵的气缸(高压缸)内的高压气体由二级排气管路122和排气孔组043排出,如此可实现微型气泵100的无压启动。

改进的微型智能配气模块200增加了以下有益效果:

第一、下盖040和阀岛230从两侧夹紧密封缓冲垫241形成平面密封,这样进气和排气的气道较短,气阻较小,气泵效率较高,气泵产生的热量也较容易被吸、排的空气带走。

第二、密封缓冲垫241、阀岛230外表面,下盖040内表面三者共同形成吸气和排气道,将气路系统与外部环境相连,气泵从过滤后系统外部环境吸气,并将废气全部排到系统外部,集中密封处理,实现了气源装置的防水防尘。

第三、压紧安装的密封缓冲垫241为气源装置提供支撑,同时避免微型气泵的震动直接传导到机体外部,起到了减震作用。

第四、进气端使用隔离过滤装置,保证粉尘和其他固体颗粒不会进入气路内部。

微型智能压力控制模块300

本发明中,微型智能压力控制模块300用于控制和调节来自微型智能配气模块200的压力气体和真空气体,以得到高精度、稳定的期望压力和真空气体。

该部分使用以下标号:

61:控制阀岛,62:压板,63:电路板,64:进气控制电磁阀;

65:第四电磁阀,651:第四电磁阀第一通气孔,652:第四电磁阀第二通气孔,653:第四电磁阀第三通气孔;

66:排气控制电磁阀,67:真空传感器,68:第一插座,69:压力传感器,70:第二插座;71:第三插座,72:压力气体接口;

73:第一压力管路,74:第二压力管路,75:第三压力管路,76:第四压力管路,77:阀后排气管路,78:第一真空管路,79:第二真空管路;

80:真空接口,81:第一接头,82:连接头,302:控制模块压力接头。

一、微型智能压力控制模块300的结构

图23至图27为微型智能压力控制模块300的结构示例,该压力控制模块采用紧凑型结构,将压力传感器69、真空传感器67、电路板63、进气控制电磁阀64、排气控制电磁阀66、第四电磁阀65、压力气体接口72、真空接口80以及由第一接头81、连接头82和第二连接头83依次连接形成的气道接头集成到一控制阀岛61上,控制阀岛61的内部设置有由管路孔形成的多个管路,管路用作各个部件之间的气路连接通道,以上各部件与各管路相配合形成压力气体通道、真空气体通道;将压力传感器69、真空传感器67、电路板63电连接到接口电路板600,用于控制进气控制电磁阀64、排气控制电磁阀66、第四电磁阀65调节输入的压力气体和真空气体的量,从而得到与设定值相同的压力值或真空值,实现了智能地控制压力/真空大小。其中:

进气控制电磁阀64和排气控制电磁阀66分别通过螺钉固定至控制阀岛61的两侧,电路板63通过螺钉固定与控制阀岛61的上侧,第四电磁阀65安装于控制阀岛61的内部,且位于进气控制电磁阀64和排气控制电磁阀66之间;可以理解地,上述固定方式不限于用螺钉固定,还可以为焊接等其它固定方式。电路板63上设置有三个插座,即第一插座68、第二插座70和第三插座71,压力传感器69通过第一插座68与电路板63电连接,真空传感器67通过第二插座70与电路板63电连接,电路板63通过第三插座71电连接至接口电路板插座703(参见图3);进气控制电磁阀64、排气控制电磁阀66和第四电磁阀65通过连接线电连接至上述接口电路板插座703,接口电路板插座703电连接至接口电路板600。接口电路板600用于获取压力传感器69和真空传感器67所测得的数据,并控制进气控制电磁阀64、排气控制电磁阀66和第四电磁阀65的开/断。

位于控制阀岛61内部的管路包括第一压力管路73、第二压力管路74、第三压力管路75、第四压力管路76、阀后排气管路77、第一真空管路78和第二真空管路79;通过上述管路与各电磁阀配合形成压力气体通道和真空气体通道。

进气控制电磁阀64和排气控制电磁阀66为微型高精度气流控制阀,分别精确控制输入和输出的压力气体的流量,二者都设有第一端口和第二端口;第四电磁阀65为二位三通电磁阀,设有第四电磁阀第一通气孔651、第四电磁阀第二通气孔652和第四电磁阀第三通气孔653。

参照图23至图27,压力气体从压力气体接口62输入,以下从压力气体接口62开始详细描述压力气体通道上各部件的连接系统。

压力气体接口62固定于控制阀岛61的一侧,一端位于控制阀岛61的表面,与外接的压力气源插装方式连接;压力气体接口62的另一端位于控制阀岛61的内部,与第一压力管路73连通;压力传感器69设置有第一端口和第二端口,其第一端口与第一压力管路73相连通,其第二端口与第二压力管路74相连通,压力传感器69可感测流经其内部的压力气体的压力值;进气控制电磁阀64设有第一端口和第二端口,其第一端口与第二压力管路74相连通,其第二端口与第三压力管路75相连通;第三压力管路75与第四压力管路76相连通;第四压力管路76还分别与排气控制电磁阀66的第二端口以及第一接头81相连通。

第一接头81为中空管状结构,其与连接头82的一端连接,连接头82的另一端与控制模块压力接头302以插装方式连接,第一接头81和控制模块压力接头302端口内部均设置有密封圈以实现气路的密封。

在实际应用中,控制模块压力接头302可与微型智能压力接口模块400的气压输入接口415以插装方式连接,该压力接口模块一般连接有标准压力模块500,还可连接被测压力仪表;通过控制模块压力接头302,压力气体或真空气体被输送到标准压力模块500和被测压力仪表。控制模块压力接头302与连接头82以插装方式连接,使得连接头82通过滑动可方便地实现第一接头81和控制模块压力接头302之间的快速分离或结合,以实现气路的连接或断开。

参照图23至图27,真空气源从真空接口80接入,以下从真空接口80开始详细描述真空气体通道上各部件的连接系统。

真空接口80固定于控制阀岛61的另一侧,一端位于控制阀岛61的表面,与外接的真空气源插装方式连接;真空接口80的另一端位于控制阀岛61的内部,与第一真空管路78连通;真空传感器67设有第一端口和第二端口,其第一端口与第一真空管路78相连通,其第二端口与第四电磁阀65的第四电磁阀第一通气孔651相连通,真空传感器67可感测流经其内的真空气体的真空值;第四电磁阀65的第四电磁阀第二通气孔652与阀后排气管路77相连通,第四电磁阀第三通气孔653连通至大气;阀后排气管路77与排气控制电磁阀66的第一端口连接,排气控制电磁阀66的第二端口与第四压力管路76相连通,第四压力管路76与第一接头81连接。

综上所述,压力气体通道和真空气体通道通过各部件和管路均连接至第一接头81,并经连接头82、控制模块压力接头302将压力气体或真空气体提供给微型智能压力接口模块400,其中,控制模块压力接头302与微型智能压力接口模块400的气压输入接口415相连通。

以上部件按照上述连接关系组装成微型智能压力控制模块300,该压力控制模块通过真空传感器67、压力传感器69、进气控制电磁阀64、排气控制电磁阀66和第四电磁阀65以及控制电路的紧密配合,实现精准控压供气,其工作原理具体如下:

当需要提供压力气体时,来自微型智能配气模块200正压连接头240的压力气体从压力气体接口72流入,然后依次流经第一压力管路73、压力传感器69、进气控制电磁阀64(处于打开状态)、第四压力管路76、第一接头81和控制模块压力接头302进入微型智能压力接口模块400的气压输入接口415,例如,经由控制模块压力接头302,压力气体分别通过微型智能压力接口模块400被提供至被测压力仪表和标准压力模块500。在此过程中,排气控制电磁阀66关闭,以隔断真空气体。所述标准压力模块500测量压力气体的压力值,由接口电路板600比较测量的压力值与设定的压力值大小,如果压力气体的压力值小于设定的压力值,则继续保持进气控制电磁阀64打开,排气控制电磁阀66关闭,进气控制电磁阀64控制压力气体的输入量,通过不断提供压力气体,供应至被测压力仪表的压力将增大,直至达到设定的压力值为止;如果标准压力模块500所测量的压力值大于设定的压力值,则将进气控制电磁阀64关闭且将排气控制电磁阀66打开,此时,流向第一接头81的压力气体的一部分经由排气控制电磁阀66流向第四电磁阀65的第四电磁阀第二通气孔652,此时保持第四电磁阀65在断电状态下,第四电磁阀65的第四电磁阀第二通气孔652和第四电磁阀第三通气孔653连通,一部分压力气体经由第四电磁阀第三通气孔653排至外界;在标准压力模块500所测量的压力值等于设定的压力值之后,将排气控制电磁阀66和进气控制电磁阀64均关闭,提供具有设定压力值的压力气体至被测压力仪表。

当需要提供真空气体时,来自微型智能配气模块200真空连接头245的真空气体通过真空接口80、第一真空管路78、第二真空管路79、第四电磁阀65、排气控制电磁阀66(处于打开状态)、第四压力管路76、第一接头81和控制模块压力接头302同时对连接到控制模块压力接头302的被测压力仪表和标准压力模块500抽真空。在此过程中,第四电磁阀65处于通电状态下,第四电磁阀第一通气孔651和第四电磁阀第二通气孔652连通,第四电磁阀第二通气孔652和第四电磁阀第三通气孔653断开,同时,进气控制电磁阀64关闭,以隔断压力气体。标准压力模块500测量所述真空气体的真空度,由接口电路板600比较测量的真空度与设定的真空度值的大小,如果所提供的真空度不够低,则保持排气控制电磁阀66打开且进气控制电磁阀64关闭,此时继续抽真空,直至真空值达到设定的真空度为止;如果所提供的真空度过低,则将排气控制电磁阀66关闭且将进气控制电磁阀64打开,此时,进气控制电磁阀64提供的压力气体经由第三压力管路75提供至第一接头81,直至真空度与所设定的真空度一致为止,此时将排气控制电磁阀66和进气控制电磁阀64均关闭,从而提供稳定的真空气体至被测压力仪表。

二、微型智能压力控制模块300装配

结合图2和图3所示,微型智能压力控制模块300的真空接口80、压力气体接口72分别与微型智能配气模块200的真空连接头245、正压连接头240对位密封插装后,安装在下壳030与下盖040间,微型智能压力控制模块300位于下壳030一侧,下壳030背部(即图2、图3所示方向的下方)设有用于安装微型智能压力控制模块300的凹槽。

这里,微型智能配气模块200与微型智能压力控制模块300间设有弹性导气垫303,弹性导气垫303上设有导气槽,导气槽将微型智能压力控制模块300上的第四电磁阀第三通气孔653与微型智能配气模块200上的工艺孔44连通(用于微型智能压力控制模块300的集中排气)。同时弹性导气垫303具有缓冲减震作用,可减小、隔离微型智能配气模块200上微型气泵100的振动。

微型智能压力接口模块400

本发明中,微型智能压力接口模块400用于连接被检压力仪表和标准压力模块500,并实现对被检仪表回流的过滤、气液分离及排污。

微型智能压力控制模块300上的控制模块压力接头302通过相应孔槽插装到微型智能压力接口模块400的输入端,为微型智能压力接口模块400提供控压后的气体。

该部分使用以下标号:

400:微型智能压力接口模块;

401:微型智能压力接口模块连接电路;402:接头座,403:压力接头,404:放气阀座,405:第二电路板,406:标准压力模块安装座,407:气液分离室,408:压力参考腔,409:第一电磁阀,410:第二电磁阀,411:插座,412:通讯插头,413:除污过滤器,414:压力参考接头,415:气压输入接口,416:模块压力接口,417:模块压力参考接口,418:端盖,419:第三气流管路,420:第四气流管路,421:第一气流管路,422:第二气流管路,423:第一电磁阀第一通气孔,424:第一电磁阀第二通气孔,425:第二电磁阀第一通气孔,426:第二电磁阀第二通气孔,427:安装孔。

一、微型智能压力接口模块400的结构

参照图28至图30,为微型智能压力接口模块400的结构示例。如图28所示,微型智能压力接口模块400包括对整个压力接口模块起支撑连接作用的接头座402和标准压力模块安装座406,其中,接头座402包括呈一定角度向两个不同的方向延伸的两个柱体结构,即第一柱体结构和第二柱体结构,接头座402具有三个连接面,两柱体结构的交接处设有气压输入连接面;第一柱体结构的端部设有接头连接面,用于设置连接压力仪表的压力接头;第二柱体结构的端部设有标准压力模块连接面,用于连接标准压力模块500和标准压力模块安装座406;标准压力模块安装座406为具有通孔的柱体结构,用于连接标准压力模块500;标准压力模块安装座406的通孔为l形台阶孔,l形台阶孔较深的一侧与接头座402的标准压力模块安装座连接面连接,l形台阶孔较浅的一侧台阶上设置有一通槽,用于装配通讯插头412。

如图29和图30所示,接头座402的接头连接面上设置有一压力接头403和一压力参考接头414,分别用于连接被检压力仪表的压力端和压力参考端;接头座402内设置有气液分离室407、压力参考腔408、第一电磁阀409以及多个气流管路,其中,压力参考腔408位于接头座402的压力参考接头414所在的一侧并与压力参考接头414相连通,用于防止参考点压力发生大的波动,压力参考腔408外侧通过一端盖418覆盖密封,二者连接处设置密封圈;气液分离室407位于接头座402的压力接头403所在的另一侧,用于缓存气体并进行气液分离,气液分离室407外侧通过一放气阀座404密封;放气阀座404内设置有第二电磁阀410,第二电磁阀410的第二电磁阀第二通气孔426通过第一气流管路421与气液分离室407连通,第二电磁阀第一通气孔425与大气相连通,通过控制第二电磁阀410的开启/关闭实现对气液分离室407的放气排污;第一电磁阀409布置在压力接头403和气液分离室407之间,压力接头403通过第二气流管路422和第一电磁阀第二通气孔424与气液分离室407连通,气液分离室407通过第一电磁阀409和第四气流管路420与压力参考腔408连通;接头座402的气压输入连接面上设置一气压输入接口415(用于连接微型智能压力控制模块300的控制模块压力接头302),该气压输入接口用于连接气压输入,其与气液分离室407直接连通可为气液分离室407供气。

如图29所示,接头座402在压力接头403和压力参考接头414的两侧延伸出两凸起,两凸起上分别设置有一安装孔427,可通过螺钉穿过该安装孔将压力接口模块整体固定于本发明的手持全自动压力校验仪壳体上。压力接头403和压力参考接头414的内部端口位置分别设置有除污过滤器413,用于过滤复杂环境使用过的被检压力仪表回流带来的污染物或杂质,以保护接头以及该校验仪内的管路。

接头座402的标准压力模块连接面用于连接标准压力模块500和标准压力模块安装座406,标准压力模块安装座406的l形台阶孔的通槽上部安装有第二电路板405,通讯插头412穿过上述通槽与第二电路板405电连接,通讯插头412电连接到一插座411汇集微型智能压力接口模块400电磁阀等连线形成微型智能压力接口模块连接电路401与接口电路板600接口模块插座606插接,用作通讯信号的转接接口,插座411连接至微型智能压力接口模块连接电路401;接头座402的标准压力模块连接面上设置有一模块压力接口416和一模块压力参考接口417,用于插装标准压力模块500;模块压力参考接口417与压力参考腔408直接连通,模块压力接口416通过第三气流管路419与气液分离室407相连通。

二、装配

参考图2、图3并结合图8、图9、图10,微型智能压力接口模块400通过挂钩式固定座026固定于上壳010内上端斜面。挂钩式固定座026挂于斜面加强筋056上后再固定于上壳010内侧,微型智能压力接口模块400通过其安装孔427固定在挂钩式固定座026上,从而固定在上壳010内。微型智能压力接口模块400按上述方式固定于上壳010内后,其气压输入接口415与微型智能压力控制模块300的控制模块压力接头302对位并密封连接,微型智能压力接口模块400的压力接头403和一压力参考接头414从上壳010上端斜面通孔一011露至校验仪外;同时,微型智能压力接口模块400的接头座402上安装压力接头403和压力参考接头414的凸台侧端面的密封圈使微型智能压力接口模块400与通孔一011密合。

上壳010内安装有所有电器部件和微型智能压力接口模块400后,下壳030从上壳010下方与下壳010配合安装。下壳030与上壳010配合面的包裹弹性材料凸楞036装入上壳的凹槽018内,上壳010与下壳030的安装面形成密合;微型智能压力接口模块400的标准压力模块安装座406与下壳030前下方的斜面通孔二031对准。标准压力模块500可从斜面通孔二031插装连接至微型智能压力接口模块400的标准压力模块安装座406。

标准压力模块500

标准压力模块500提供高精度的标准压力值,作为检测过程中的压力基准。本发明可更换安装于压力接口模块上的不同精度、不同量程、不同类型(绝压、差压、表压)的标准压力模块500类型,实现对不同压力仪表的校验。

该部分使用以下标号:

500:标准压力模块;

501:基座,502:第一电路板,503:基座盖,504:密封圈,505:压力接口,506;不脱螺钉,507:压力传感器,508:通讯插座,509:密封垫,510:防水透气膜,511:通气孔,512:压环,513:螺钉;514:压力参考接口。

一、标准压力模块500结构

如图33至图36所示,为标准压力模块500的两种常见的压力模块(绝压模块/表压模块和差压模块)的结构图示例。如图33和图34所示,绝压模块/表压模块包括基座501、电路板502、压力传感器507、基座盖503和通讯插座508,其中:

基座501呈l形结构,较厚的一侧开设有一用于安装传感器的安装槽,压力传感器507从上而下安装于安装槽内并用一压环512压紧;安装槽底部开设有一第一通孔用于安装压力接口505,该压力接口的外周设置有一密封圈504。

第一电路板502安装于基座501的上侧,l形基座501较薄侧的位置开设有开孔,通讯插座508穿过该开孔安装于电路板502上;压力传感器507的信号传输线连接至电路板502,第一电路板502对压力传感器507的输出信号进行分析、调试、放大后转换为高精度数字信号,并通过通讯插座508传输到与通讯插座508电连接的显示仪表,可直接显示压力数字信号。

压力接口505与通讯插座508同向设置于该微型高精度压力模块上,通讯插座508包括导向结构(参见图33),其与外接接口形成导向连接,防止插接不当导致电路故障。两个不脱螺钉506对称设置在基座501较厚侧的底面上,方便该压力模块整体紧固连接于校验设备或压力仪表。压力接口505的连接口处的密封圈504使得连接设备或压力仪表的表面与压力接口505位置处的管路形成密封。

基座盖503为倒u形结构,其侧壁的底部形状大小与基座侧壁顶部的形状大小相匹配,基座盖503压紧密封垫509盖合于基座501的侧壁上,且基座盖503与第一电路板502相隔一定距离,使得基座501、通讯插座508以及基座盖503之间形成密封结构;基座盖503上开设有通气孔511,基座盖03内侧位于通气孔511处设置一防水透气膜510,该透气膜能够通气且防水防尘。上述结构使得基座盖503与基座501形成的腔体内达到ip67级防水防尘密封,保护压力传感器507和电路板502,同时保持通气,保证压力传感器507的对比压力为大气压,从而保证压力测量的准确性。

如图35和图36所示,差压模块与绝压模块/表压模块的结构基本相同,不同之处在于,差压模块的压力传感器安装于基座501的安装槽内,上端由基座盖503通过一螺钉513压紧;基座501的安装槽的底部开设有第一通孔和第二通孔,分别安装压力接口505和压力参考接口514,压力接口505和压力参考接口514的周围设置密封圈504。

上述差压模块可以用于测量压力接口505和压力参考接口514的外接压力之间的压力差。

该压力接口模块400装配标准压力模块500之后可直接安装于本发明的手持全自动压力校验仪中进行使用,压力接头403、压力参考接头414和标准压力模块安装座406都外露于手持全自动压力校验仪外,便于外接待检压力仪表以及便于安装、维修或更换标准压力模块500。该压力接口模块400从手持全自动压力校验仪的内部安装,微型智能压力接口模块400的标准压力模块安装座406与下壳030上端的斜面通孔二031对准,装入后从内部用螺钉穿过接头座402的安装孔427固定于手持全自动压力校验仪的下壳030上,然后将标准压力模块500从下向上从标准压力模块安装座406中穿过斜面通孔二031插装至该压力接口模块400上。需要插装的标准压力模块500的类型根据待检压力仪表的类型来决定,例如,对绝压仪表进行校验时需要安装绝压模块,对表压仪表进行校验时需要安装表压模块,对差压仪表进行校验时需要安装差压模块。

如图31所示,插装压差模块后,差压模块的压力接口505插装至接头座402的模块压力接口416中,压力参考接口514插装至模块压力参考接口417中,差压模块的密封圈504对上述接口连接处形成密封,同时接头座402上的通讯插头412插装至差压模块的通讯插座508中,差压模块的第一电路板502与接头座402上的第二电路板405电连接,差压模块的不脱螺钉506将差压模块固定于接头座402上,实现差压模块与本发明的接口模块气路和电路的连接。之后将被检差压仪表的压力参考端与压力参考接头414连接,压力端与压力接头403连接,控制后的气压从气压输入接口415处接入。

上述连接完成之后,再将标准压力模块500(差压模块)的第一电路板502、接头座402内部的第一电磁阀409和第二电磁阀410的第二电路板405连接到接口电路板600,并将接口电路板600电连接到主控电路板700,就可以进行差压仪表的校验。压力接口模块400与标准压力模块500工作过程如下:

差压仪表校验时,控制第二电磁阀410开启,即第二电磁阀第一通气孔425与第二电磁阀第二通气孔426断开;控制第一电磁阀409开启,即第一电磁阀第一通气孔423与第一电磁阀第二通气孔424连通,气压输入不进行压力输入,因为压力参考接口514和压力接口505连通,这时差压压力为0,找到差压压力零点;此时差压仪表的压力参考端与压力端的压力一致,可对被检压力仪表进行零点校准;控制第一电磁阀409和第二电磁阀410关闭,并通过气压输入接口415输入气体,为气液分离室407以及被检压力仪表的压力端增压,压力释放过程最后阶段有一定的压力时,开启第二电磁阀410,随被检仪表流回的液体等污染物排放出气液隔离室外,实现对被检压力仪表压力值的校对,并根据标准压力模块的压力值对压力进行调整,实现校准。

如图32所示,插装绝压模块(或者表压模块,绝压模块和表压模块都只有一个压力接口505,这里以绝压模块为例进行描述)后,绝压模块的压力接口505插装至接头座402的模块压力接口416中,绝压模块的密封圈504对上述接口连接处形成密封,同时接头座402上的通讯插头412插装至绝压模块的通讯插座508中,绝压模块的第一电路板502与接头座402上的第二电路板405电连接,差压模块的不脱螺钉506将绝压模块固定于接头座402上,实现绝压模块与该压力接口模块气路和电路的连接。之后将被检绝压仪表的压力端与压力接头403连接,压力气体从气压输入接口415处接入。

上述连接完成之后,再将标准压力模块500(绝压模块)的第一电路板502、接头座402内部的第一电磁阀409和第二电磁阀410的第二电路板405连接到接口电路板600,并将接口电路板600电连接到主控电路板700,就可以进行绝压仪表的校验。其工作原理如下:

控制第一电磁阀409和第二电磁阀410都关闭,即第一电磁阀第一通气孔423与第一电磁阀第二通气孔424断开,第二电磁阀第一通气孔425与第二电磁阀第二通气孔426断开,使得气液分离室407与压力参考腔408断开,并进行气压输入,为气液分离室407供气、增压,压力释放过程最后阶段有一定的压力时,开启第二电磁阀410,随被检仪表流回的液体等污染物排放出气液隔离室外,实现对绝压模块与绝压仪表的比对,并根据标准压力模块的压力值对供气压力进行调整,实现校准。

接口电路板600和主控电路板700

接口电路板600为气路部件的电路集成板,并将电源、电池与主控电路板700转接。参见图2和图3,接口电路板600为异形板,分布设置有接口电路板插头601(用于连接主控电路板700)、配气模块插座602(用于连接微型智能配气模块连接电路201)、控制模块插座603(用于连接微型智能气体控制模块连接电路301)、电池插头604(用于连接充电电池900)、接口模块插座606(用于连接微型智能压力接口模块400的微型智能压力接口模块连接电路401)。接口电路板600位于下壳030的前侧下部(按图1校验仪方向定义),下壳030还设有多个用于电路连接的孔槽,微型智能配气模块连接电路201和微型智能气体控制模块连接电路301通过相应孔槽分别连接到接口电路板600上的配气模块插座602和控制模块插座603。

各气路部件均连接至该接口电路板600,同时,接口电路板600通过接口电路板插头601与主控电路板700连接,主控电路板700通过接口电路板600对气路进行智能控制。其中:微型智能配气模块200与微型智能气体控制模块300的电路通过下壳030中部凹槽底部后方的孔槽分别连接到接口电路板600上的配气模块插座602和控制模块插座603;微型智能压力接口模块400通过电路401插装至接口模块插座606,连接至接口电路板600。

主控电路板700为电路集成板,整体装配于上壳010的内侧(图2、图3中位于上壳010的下方)。主控电路板700与接口电路板600间设置有支撑架050,支撑架050与主控电路板700、触摸显示屏800一起固定于上壳010内侧,接口电路板600通过支撑架050固定在主控电路板700下方。

结合图2-图4所示,主控电路板700上分布设置有显示屏插座705、触摸屏插座706(分别插接触摸显示屏800中的触摸屏和显示屏)、模块接口插座704(用于连接扩展的温度、压力等外接模块接口025)、usb接口和dc接口的组合插座707、接口电路板插座703(用于连接接口电路板600,接口电路板插头601与接口电路板插座703插装连接)、蓝牙模块708、wifi模块702、核心电路板701(中心控制单元,加装商业化的系统控制软件及压力校验配套软件)、存储器711、微动开关712,其上还包含有测量电路709(用于连接外部电测接口),测量电路709位于控制电路板700的前方(校验仪使用时朝上为前,即图2、图3的左侧);

测量电路709为校验仪同时实现电信号与压力信号的电信号测量功能而设计,其配合外部电测接口使用。参见图2、图3并结合图4-图7,外部电测接口为三个圆柱状对外电测插孔022,安装在一电测口压板021上,通过电测口压板021将对外电测插孔022压紧至上壳010前端面的插孔012内;对外电测插孔022圆柱面外侧带有台阶面和卡楞28,台阶面前方设置有密封圈29(参见图7)使对外电测插孔022与测量插孔012形成密封;台阶面后方对该对外电测插孔022的安装深度限位,卡楞28卡装于电测口压板021上对设的一凹槽内,对外部电测接口有防转作用。主控电路板700的测量电路709焊接有弹片713,弹片713通过螺钉与对外电测插孔022固定,为防止弹片713的旋转,对外电测插孔022的端面设置有方形凹槽三055,弹片713卡装于该凹槽三055内,当紧固弹片与对外电测插孔022时,凹槽三055可防止已焊接至测量电路709的弹片713与紧固钉一起旋转,起到保护弹片与测量电路709连接处的焊点的作用。

dc接口023和usb接口024焊接在一连接电路板020上,将连接电路板020插装至主控电路板上的usb接口和dc接口的组合插座707,通过螺钉固定于电测口压板021;dc接口023、usb接口024从上壳010左侧外部电器接口015露出校验仪。

为了扩展对温度、压力的测量,另增设两个模块接口025(参见图3),其固定在一安装板027后,通过螺钉将安装板027固定在上壳010右侧(按校验仪使用时的方向)外部电器接口安装孔015位置,并露出至校验仪外。

触摸显示屏800的数据线连接插装至显示屏插座705和触摸屏插座706,主控电路板700压紧触摸显示屏800和触摸屏托架801,与触摸显示屏800和触摸屏托架801一同安装于上壳010内侧方形通孔013;主控电路板700上的微动开关712与电源按钮014接触,电源按钮014通过操作微动开关712实现对校验仪的开/关操作。

主控电路板上设置的wifi模块、蓝牙模块,连接至主控电路板的外部通讯接口上设置有usb接口,校验仪可以采用无线或有线通讯方式进行数据和报告的导入、导出,dc接口可对校验仪供电或为可充电电池充电。两个模块接口连接至主控电路板,从接口模块处连接外部压力、温度等模块拓展本发明校验仪的校验功能至,其它需要参数的采集,扩展本发明校验仪的压力量程范围至本机压力发生能力范围外。

本发明手持全自动压力校验仪各部分如下装配:

先将电测插孔022固定在上壳010的测量插孔012内,将触摸显示屏800连接至主控电路板700,放入上壳010内侧,弹片713连接电测插孔022,将接口电路板600固定在主控电路板700后下侧,微型智能压力接口模块400位于主控电路板700后上侧固定在上壳010内侧,在上壳010左、右两侧安装连接电路板020和模块接口025,盖上下壳030,将标准压力模块500通过下壳030的通孔二031安装于微型智能压力接口模块400上,标准压力模块500的气路接口与微型智能压力接口模块400的气路接口对接;下壳030后侧上部安装微型智能压力控制模块300,微型智能压力控制模块300的控制模块压力接头302连通微型智能压力接口模块400的压力输入口;再叠装微型智能配气模块200(包含微型气泵100),微型智能配气模块200的压力输出口和真空输出口与微型智能压力控制模块300的对应的压力和真空接口插装并连通;安装下盖040,可充电电池900安装在下壳030后侧下部。

手持全自动压力校验仪工作过程:

1.连接被检仪表,包括气路连接,还包括通过电测插孔022连接被检表的电信号输出端;

2.开机,通过触摸屏设定所需压力;

3.确定压力后,校验仪自动工作,其中:

微型气泵100启动,根据设定压力输出增压气体或真空至微型智能配气模块200的气容234/236;

微型智能压力控制模块300一方面对微型智能配气模块200的气容进行压力或真空测量,当达到所需的压力时,控制微型气泵100停止供气;另一方面通过进气或排气控制电磁阀根据标准压力模块500给出的压力值调整微型智能压力接口模块400的输出压力以达到设定压力;

4.读取被检压力仪表的压力值并输入,被检压力仪表输出的电信号可直接获取,按规程计算完成对被检压力仪表一个压力点的检测并记录。自动重复完成对多个压力点的检测与记录;

5.存储此次压力检测任务,判别被检压力仪表是否合格,出检测报告。

本发明手持全自动压力校验仪中,触摸显示屏采用用户友好型界面进行人机交互操作,降低用户的学习难度;用户从触摸显示屏界面进行该校验仪的所有校验过程的操作。从触摸显示屏操作手持全自动校验仪的电路系统,实现对电路系统和气路系统的智能控制,通过电路系统,控制智能气路系统,实现电路系统对被检仪表电路的供电、电信号检测、电信号调试处理,实现气路系统的智能造压、配气、控压、泄压、排污等操作。完成对仪表压力、电信号的校验。同时主控电路板还可对来自各部分的电信号、压力信号、校验数据进行记录,计算校验结果、储存校验记录和输出校验报告。其具有以下特点:

1、手持全自动校验仪采用模块化设计,校验仪壳体内部集成有气路部件、电路部件,可充电电池从壳体外部安装。气路部件由微型智能配气模块(包含微型气泵)、微型智能压力控制模块、微型智能压力接口和压力标准模块组成。电路部件由触摸显示屏、主控电路板、接口电路板、对外电测接口、外部电器接口组成。各部件根据功能进行了模块化设计,模块更换方便,易于维修和维护。

2、壳体整体轻巧、采用包裹弹性材料结构,手持方便、舒适;整机体积小、重量轻,适用于手持,携带方便,便于现场进行校验工作。

壳体由上壳、下壳、下盖组成,上壳四周侧面、下壳四周侧面均采用包裹弹性材料设计,包裹弹性材料过渡到上壳前上方斜面、下壳前下方斜面以及斜面通孔内,安装时壳体与斜面通孔内安装零件间形成密封。上壳与下壳、下盖结合处采用凸楞设计,保证壳体的密封,电路部件以及气路部件的压力接口模块安装在上壳与下壳间。上壳前方斜面开设有通孔,上方开设有方形通孔用于安装触摸显示屏,方形通孔前方开设有圆孔用于安装对外电测接口,方形通孔后方设置有电源按钮安装孔,电源按钮的法兰盘与上壳的电源按钮安装孔压紧形成密封,上壳左右设置有对外电器接口安装孔,安装孔安装对外电器接口后用不脱防水盖密封。壳体各部位的密封使本发明手持全自动校验仪整机形成较高级别的防水防尘密封。

3、触摸显示屏周边通过防水泡棉与方孔形成密封后与触摸屏托架叠加从上壳内侧安装于上壳长方孔周边的凹槽内。主控电路板的上设置有显示屏插座、触摸屏插座、模块接口插座、usb接口和dc接口的组合插座、控制电路板插座。触摸显示屏的数据线连接至主控电路板后,主控电路板压紧触摸显示屏,主控电路板上的微动开关与电源开关接触,电源开关通过操作微动开关实现开/关操作;主控电路板上还设置有蓝牙模块、wifi模块、核心电路板。主控电路板与控制电路板间设置有支撑架,支撑架与主控电路板、触摸显示屏一同固定于上壳内;控制电路板通过支撑架支撑在主控电路板上,并固定在支撑架上;同时,控制电路板通过插座与主控电路板连接。

4、主控电路板上包含测量电路,对外电测接口连接至测量电路;外部电器接口、触摸显示屏、接口电路板均连接主控电路板;微型智能配气模块(包含微型气泵)、微型智能压力控制模块、微型智能压力接口模块组成模块化智能气路系统。模块化智能气路系统各部件连接至接口电路板,接口电路板与主控电路板插装连接。

5、触摸显示屏采用用户友好型界面进行人机交互操作,降低用户的学习难度;用户从触摸显示屏界面进行该校验仪的所有校验过程的操作。从触摸显示屏操作手持全自动校验仪的电路系统,实现对电路系统和气路系统的智能控制,通过电路系统,控制智能气路系统,实现电路系统对被检仪表电路的供电、电信号检测、电信号调试处理,实现气路系统的智能造压、配气、控压、泄压、排污等操作。完成对仪表压力、电信号的校验。同时主控电路板还可对来自各部分的电信号、压力信号、校验数据进行记录,计算校验结果、储存校验记录和输出校验报告。

6、对外电测接口安装至安装座后,对外电测接口与上壳上的圆孔通过密封圈密封,并通过弹片连接至主控电路板的测量电路,弹片卡入对外电测接口下方的凹槽内,对对外电测接口有止转作用。对外电测接口连接至主控电路板后,通过安装座安装在上壳上方圆孔内。usb接口、dc接口连接至电测口压板上的连接电路板上后,插装至主控电路板上的usb接口与dc接口的组合插座,同时从上盖侧面安装孔露至校验仪外部;两个模块接口从安装至上盖另一侧面,从侧面安装孔露至校验仪外部,同时电路一同连接至主控电路板上的模块接口插座。两侧面安装孔通过防水盖密封。

主控电路板上设置的wifi模块、蓝牙模块,连接至主控电路板的外部通讯接口上设置有usb接口,校验仪可以采用无线或有线通讯方式进行数据和报告的导入、导出,dc接口可对校验仪供电或为可充电电池充电。两个模块接口连接至主控电路板,从接口模块处连接外部压力、温度等模块拓展本发明校验仪的校验功能至,其它需要参数的采集,扩展本发明校验仪的压力量程范围至本机压力发生能力范围外。

7、控制电路板上设置有配气模块插座、控制模块插座、接口模块插座、电池插头、测试插座。各气路部件均连接至控制模块,控制模块对气路进行智能控制。接口模块通过挂钩式固定座安装至上壳内,其压力接口和压力参考接口从上壳前方斜面通孔伸出校验仪,压力标准模块安装座与下盖前方斜面通孔配合,从下壳前方斜面通孔可更换安装压力标准模块。本发明可更换安装于压力接口模块上的不同精度、不同量程、不同类型(绝压、差压、表压)的压力标准模块。实现对不同压力仪表的校验。

8、气路部件的微型智能配气模块、微型智能压力接口模块安装在下壳与下盖间。下壳中部设置有凹槽,凹槽前方侧面设置有通孔,凹槽底部后方设置有通孔;下壳后部两侧设置有电池安装导轨,中部设置有凹槽,凹槽底部设置有通孔,控制电路板的充电电池插和测试插座从凹槽底部通孔露出;下壳后部设置有t形凹槽,t形凹槽的t自末端连通至下壳后侧面,t型凹槽内设置可旋转的t形电池锁钮,t形电池锁钮的t字横端为半圆柱,t字末端为圆柱。

9、下盖内有一平面,平面内前方设置有吸气孔和排气孔,吸气孔位置设置有过滤器。微型智能配气模块插装至微型智能压力控制模块后一同安装于下壳中部凹槽内;微型智能配气模块与微型智能气体控制模块的电路通过下盖中部凹槽底部后方的通孔分别连接到控制电路板;微型智能压力控制模块上的连接头通过下壳中部凹槽前方侧面的通孔插装到微型智能接口模块的气源接口,为接口供气。下盖安装至下壳后内部平面压紧配气模块上的密封垫,使密封垫上的凹槽内形成密封。下盖上的吸气孔与排气孔分别连接至密封垫上的两个凹槽。

10、充电电池两侧设置有导轨,中部设置有插座,后方设置有凹槽。电池两侧导轨一插装至下壳后方两侧导轨二后向,导轨使电池左右方向固定;向前推动电池至极限后,导轨使电池上下方向固定,充电电池插座与控制电路板上的电池插头连接;从中盖后方旋转t形电池锁钮的圆柱部分180°后,半圆柱部分的半圆凸起从下壳t形凹槽旋转至电池凹槽,使可充电电池前后方向固定;最终电池实现固定并与下盖端面压紧。可充电电池为大容量电池,可持续长时间供电,方便现场校验工作。

本发明能产生以下有益效果:

1、本发明是一款手持式的全自动校验仪,体积小、重量轻,适用于手持,适合携带至仪表服役现场进行校验工作。

2、触摸显示屏采用用户友好型界面进行人机交互操作,降低用户的学习难度;用户从触摸显示屏界面进行该校验仪的所有校验过程的操作。

3、能实现智能造压、配气、控压、泄压,满足对绝压仪表、差压仪表、表压仪表的校验。

4、可测量电信号与压力信号的电信号。主控电路板可对电信号或压力信号的电信号进行记录,并与标准信号对比、计算校验结果、得出校验报告。

5、主控电路板上设置有wifi模块、蓝牙模块,连接至主控电路板的外部电测接口上设置有usb接口,可对校验仪进行数据和报告的导入、导出。

6、外部电测接口上设置有两个模块接口,可拓展本发明校验仪的校验功能范围至温度校验,拓展本发明校验仪的压力、电信号的校验量程范围至额定量程范围外。

7、本发明手持式全自动校验仪自带可充、大容量电供电电池,可持续长时间供电,方便现场校验工作。

本领域技术人员应当理解,这些实施例或实施方式仅用于说明本发明而不限制本发明的范围,对本发明所做的各种等价变型和修改均属于本发明公开内容。

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