一种齿轮泵信息化智能测试系统及测试方法与流程

本发明涉及液压齿轮泵性能检测技术领域，具体涉及一种齿轮泵信息化智能测试系统及测试方法。

背景技术：

液压齿轮泵的性能测试是辨别产品优劣、改进结构设计、提高工艺水平、保证系统性能和促进产品升级的重要手段。需要测试的参数主要有压力、流量、转矩和转速，并同时对试验过程中的温度和效率等参数进行监控，根据这些参数得到齿轮泵性能特性试验曲线，以达到对其性能进行评价或验证的目的。

目前，国内液压齿轮泵生产厂家进行的出厂试验比较简单，所使用的试验台都是试验人员通过手工方式来逐点记录数据，然后根据所记录的数据由试验人员经过人工计算来获得特性指标。显然，用人工的方法进行试验及数据处理，会造成人为的读数误差，试验速度慢、精度差。因而，采用基于计算机处理的测试系统对液压泵性能进行智能化测试是当今液压技术领域的发展趋势。然而，为便于试验过程监测和试验结果查看，性能测试中还需要记录测试人员信息、被测产品信息、以及大量的测试数据信息，传统的齿轮泵计算机辅助性能测试系统还未考虑借助数据库技术对这些信息进行有效管理，计算机测试的集成化和信息化程度还需不断完善。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种齿轮泵信息化智能测试系统及测试方法，自动管理用户信息和被测产品信息，自动检测齿轮泵性能测试中的压力、流量、温度等状态并自动实时显示，自动绘制性能曲线和计算性能参数，自动进行试验数据的信息化管理而不需要人工导出数据和计算及绘制曲线，提高了产品测试精度和测试效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种齿轮泵信息化智能测试系统，包括：键盘与显示人机交互系统、计算机处理系统、二维码扫描系统、传感检测系统、二次仪表系统、报警提示系统、开关按钮组系统、数据采集控制器；

所述计算机处理系统与键盘与显示人机交互系统、数据采集控制器、二维码扫描系统相互连接；

所述传感检测系统包括至少一个联泵压力传感器、至少一个联泵流量传感器、一个电机转速转矩传感器和一个油液温度传感器；

所述报警提示系统包括报警提示灯和正常提示灯；

所述开关按钮组系统包括有效确认按钮、漏油按钮、不漏油按钮和打印按钮；

所述数据采集控制器包含：A/D模块，其模拟输入端分别与联泵压力传感器、联泵流量传感器、电机转速转矩传感器和油液温度传感器的电压输出端相连接；D/O模块，其二路数字输入端分别与报警提示灯和正常提示灯的输出端相连接；D/I模块，其四路数字输入端分别与有效确认按钮、漏油按钮、不漏油按钮、打印按钮的输出端相连接。

所述二次仪表系统的输入端与传感器检测系统的输出端相连接，直接显示联泵压力、联泵流量、电机转速、电机转矩、油液温度的当前值。

本发明还提供一种齿轮泵信息化智能测试系统的测试方法，用于对齿轮泵液压试验台架系统进行测试，具体包括以下几个步骤：

(A)首先，开启计算机处理系统。

(B)进入检验员/试验员用户身份识别界面，输入检验员/试验员相应用户类型下的用户名称和用户密码，通过数据库查询验证用户身份信息；

(C)查询用户身份信息是否验证通过，如未通过，则继续输入用户名称和用户密码并验证；如通过，则转入下一步骤；

(D)进入被测产品身份信息识别界面；通过二维码扫描系统或键盘与显示人机交互系统输入被测泵的二维码信息，通过数据库查询验证被测产品身份信息；

(E)查询被测产品身份信息是否验证通过，如未通过，则继续输入被测泵的二维码信息并验证；如通过，则数据采集控制器开始连续采集齿轮泵液压试验台架系统的联泵压力、联泵流量、电机转速、电机转矩和油液温度信号；

(F)查询判断计算机处理系统中的采集数据缓冲区是否已满，如果未满，则继续查询；如果已满，则对采集数据进行数字滤波和记录；

(G)查询计算机处理系统中记录的采集数据是否已满设定的显示更新数据缓冲区，如果未满，则转向步骤(F)；如果已满，则将显示更新数据输出到键盘与显示人机交互系统1，进行实时数据曲线的显示更新；

(H)按下齿轮泵液压试验台架系统上的电机启动按钮，使齿轮泵液压测试系统开始工作；

(I)根据电机转速转矩传感器的实时检测数据，查询电机转速是否大于启动设定值，如果不是，则继续查询；如果是，在计算机处理系统中设置处于实时测试状态标志，转下一步骤；

(J)在电机转速达到其额定转速值后，调节齿轮泵液压试验台架系统上的手动阀使被测泵的工作压力从0MPa(即空载状况下)开始先按等间隔阶梯值加压至超过该产品额定压力，后按阶梯值减压至空载压力(0Mpa)。在每一个工作压力阶梯值阶段，从计算机处理系统或二次仪表系统中观察被测泵工作压力显示值，当工作压力达到阶梯目标值并稳定，且流量值也趋于稳定后，按下开关按钮组系统上的有效确认按钮，在计算机处理系统中置有效数据确认事件标志。

(K)在计算机处理系统中查询是否已有有效数据确认事件标志，如果有，经计算机处理系统判断数据稳定后记录该时刻的联泵压力、联泵流量、电机转速、电机转矩、油液温度值，作为有效数据值；如果不是，则转下一步骤；

(L)根据油液温度传感器实时检测数据，查询油液温度是否在设定的允许范围内，如果不是，则通过报警提示系统进行报警提示处理；如果是，则转下一步骤；

(M)观察被测泵外观是否漏油，如有漏油，则按下漏油按钮，做漏油标志记录；如无漏油，则按下电控柜面板上的不漏油按钮，做不漏油标志记录。

(N)在被测齿轮泵工作压力阶梯加载和减压操作完成后，可停止电机运行。

(O)根据电机转速转矩传感器实时检测数据，查询电机转速是否小于停止设定值，如果是，则结束采样，在计算机处理系统中设置不处于实时测试状态标志；如果不是，则转到步骤(J)；

(P)查询是否已有漏油/不漏油标志记录，如果没有，则如步骤(M)进行漏油/不漏油观察处理和标志记录；如果已有，则转下一步骤；

(Q)根据实时采集数据和有效数据值，按照行业测试标准绘制被测齿轮泵产品的压力-流量稳态性能，并计算机械效率、容积效率和总效率等性能；根据计算的性能和设置的合格标准判断被测产品是否合格，进行试验数据存储；在键盘与显示人机交互系统中进行产品合格与否的信息提示，并自动绘制相关试验曲线和输出试验报告。

(R)查询是否继续下一个产品测试，如果是，则转到步骤(D)。如果不是，则结束测试。

进一步的，所述的齿轮泵信息化智能测试方法，其特征在于，所述步骤(B)中，用户身份信息包括用户名称、用户密码、用户类型、用户二维码、锁定标志。

进一步的，所述的齿轮泵信息化智能测试方法，其特征在于，所述步骤(D)中，被测产品的身份信息包括产品二维码、产品编码、生产年月、序列号、测试次数；其中产品编码包括产品名称、型号规格、单位、额定压力、额定排量。

进一步的，所述的齿轮泵信息化智能测试方法，其特征在于，所述步骤(F)中，数字滤波是指平均值滤波和butterworth滤波的综合。

进一步的，所述的齿轮泵信息化智能测试方法，其特征在于，所述步骤(J)中，工作压力的阶梯值可在零至额定压力之间等分获得。

本发明的有益效果在于：本发明能使齿轮泵的测试数据更加精确，基于数据库技术和数据采集技术可以自动对数据进行分析，并提供详细的性能特性试验曲线，对整个测试过程中的参数都能做到一目了然，能够减小测量误差，获得精确的测试数据，从而对液压元件的性能做出正确的判断，克服了以往人工测试费时和费力的缺点。同时也对产品质量控制有了很大的提高，节约了生产成本和提高了劳动效率。

附图说明

图1是本发明的齿轮泵信息化智能测试系统组成示意图；

图2是本发明的齿轮泵信息化智能测试方法工作流程图；

图中，1.键盘与显示人机交互系统；2.计算机处理系统；3.二维码扫描系统；4.齿轮泵液压试验台架系统；5.油源动力系统；6.手动阀；7.传感检测系统；8.二次仪表系统；9.报警提示系统；10.开关按钮组系统；11.数据采集控制器。

具体实施方法

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明实施例提供一种齿轮泵信息化智能测试系统，包括：键盘与显示人机交互系统1、计算机处理系统2、二维码扫描系统3、传感检测系统7、二次仪表系统8、报警提示系统9、开关按钮组系统10、数据采集控制器11。

所述计算机处理系统2与键盘与显示人机交互系统1、数据采集控制器11、二维码扫描系统3相互连接，接受键盘输入信息或二维码扫描信息以及实时数据信息，输出相关试验曲线和测试信息，完成齿轮泵产品的智能化测试流程和测试数据的信息化管理。实际实施过程中，键盘与显示人机交互系统1由键盘和显示器组成；计算机处理系统2由具有较强计算和内存容量的工控机组成；二维码扫描系统3由二维码扫描枪组成。

所述数据采集控制器11包含：A/D模块，其九路模拟输入端分别与传感检测系统7中第一联泵压力传感器、第二联泵压力传感器、第三联泵压力传感器、第一联泵流量传感器、第二联泵流量传感器、第三联泵流量传感器、电机转速转矩传感器、油液温度传感器的电压输出端相连接；D/O模块，其二路数字输入端分别与报警提示系统9中报警提示灯、正常提示灯的输出端相连接；D/I模块，其四路数字输入端分别与开关按钮组系统10中有效确认按钮、漏油按钮、不漏油按钮、打印按钮的输出端相连接。本发明用于对现有的齿轮泵液压试验台架系统4进行测试，实施例中，该齿轮泵液压试验台架系统4包括油源动力系统5、手动阀6、被测试泵、液压管路、油箱和负载。该系统为现有的齿轮泵液压试验台架系统。本实施例提供三组联泵压力传感器和三组联泵流量传感器，将其安装到现有的齿轮泵液压试验台架系统4上，具体安装位置如下：将第一联泵压力传感器安装在齿轮泵液压试验台架系统4的第一联泵容腔出口管路上、第二联泵压力传感器安装在齿轮泵液压试验台架系统4的第二联泵容腔出口管路上、第三联泵压力传感器安装在齿轮泵液压试验台架系统4的第三联泵容腔出口管路上、第一联泵流量传感器安装在齿轮泵液压试验台架系统4的第一联泵的负载回油管路上、第二联泵流量传感器安装在齿轮泵液压试验台架系统4的第二联泵的负载回油管路上、第三联泵流量传感器安装在齿轮泵液压试验台架系统4的第三联泵的负载回油管路上、电机转速转矩传感器安装在齿轮泵液压试验台架系统4的驱动电机轴上、油液温度传感器安装在齿轮泵液压试验台架系统4的油箱内。齿轮泵液压试验台架系统4中各联泵压力、各联泵流量、油液温度、电机转速、电机转矩的信息由传感检测系统7上的各个对应的传感器获得。

上述实施例提供三组联泵压力传感器和三组联泵流量传感器，但是根据实际被测泵的情况，选用传感器的个数会不同。实施过程中，A/D模块可以采用研华公司PCI-1711型号的产品，但不限于此；D/O模块可以采用研华公司PCI-1711型号的产品，但不限于此；D/I模块可以采用研华公司PCI-1711型号的产品，但不限于此。

所述二次仪表系统8的输入端与传感器检测系统7的输出端相连接，直接显示联泵压力、联泵流量、电机转速、电机转矩、油液温度的当前值。

所述油源动力系统5输出油源动力给齿轮泵液压试验台架系统4；所述手动阀6手动调节齿轮泵液压试验台架系统4中被测产品的工作压力。

如图2所示，齿轮泵信息化智能测试系统按如下测试方法工作，用于对齿轮泵液压试验台架系统进行测试，具体包括以下步骤：

(A)首先，开启测试系统电控柜上的计算机处理系统。

(B)进入检验员/试验员用户身份识别界面，输入检验员/试验员相应用户类型下的用户名称和用户密码，通过数据库查询验证用户身份信息；所述用户身份信息包括用户名称、用户密码、用户类型、用户二维码、锁定标志。

(C)查询用户身份信息是否验证通过，如未通过，则继续输入用户名称和用户密码并验证；如通过，则转入下一步骤；

(D)进入被测产品身份信息识别界面；通过二维码扫描系统3或键盘与显示人机交互系统1输入被测泵的二维码信息，通过数据库查询验证被测产品身份信息；所述被测产品的身份信息包括产品二维码、产品编码、生产年月、序列号、测试次数；其中产品编码包括产品名称、型号规格、单位、额定压力、额定排量。

(E)查询被测产品身份信息是否验证通过，如未通过，则继续输入被测泵的二维码信息并验证；如通过，则数据采集控制器11开始连续采集齿轮泵液压试验台架系统4的联泵压力、联泵流量、电机转速、电机转矩和油液温度信号；

(F)查询判断计算机处理系统2中的采集数据缓冲区是否已满，如果未满，则继续查询；如果已满，则对采集数据进行数字滤波和记录；所述数字滤波是指平均值滤波和butterworth滤波的综合。

(G)查询计算机处理系统2中记录的采集数据是否已满设定的显示更新数据缓冲区，如果未满，则转向步骤(F)；如果已满，则将显示更新数据输出到键盘与显示人机交互系统1，进行实时数据曲线的显示更新；

(H)按下齿轮泵液压试验台架系统4上的电机启动按钮，使齿轮泵液压测试系统开始工作；

(I)根据电机转速转矩传感器的实时检测数据，查询电机转速是否大于启动设定值，如果不是，则继续查询；如果是，在计算机处理系统2中设置处于实时测试状态标志，转下一步骤；

(J)在电机转速达到其额定转速值后，调节齿轮泵液压试验台架系统4上的手动阀6使被测泵的工作压力从0MPa(即空载状况下)开始先按等间隔阶梯值加压至超过该产品额定压力，后按阶梯值减压至空载压力(0Mpa)。工作压力的阶梯值可在零至额定压力之间等分获得：如额定压力为20MPa，则工作压力阶梯值可为：0MPa、5MPa、10MPa、15MPa、20MPa、25MPa、20MPa、15MPa、10MPa、5MPa、0MPa。等分数一般为4～5，但并不限于4～5。在每一个工作压力阶梯值阶段，从计算机处理系统2或二次仪表系统8中观察被测泵工作压力显示值，当工作压力达到阶梯目标值并稳定，且流量值也趋于稳定后，按下开关按钮组系统10上的有效确认按钮，在计算机处理系统2中置有效数据确认事件标志。

(K)在计算机处理系统2中查询是否已有有效数据确认事件标志，如果有，经计算机处理系统2判断数据稳定后记录该时刻的联泵压力、联泵流量、电机转速、电机转矩、油液温度值，作为有效数据值；如果不是，则转下一步骤；

(L)根据油液温度传感器实时检测数据，查询油液温度是否在设定的允许范围内，如果不是，则通过报警提示系统9进行报警提示处理；如果是，则转下一步骤；

(M)观察被测泵外观是否漏油，如有漏油，则按下电控柜面板上的漏油按钮，做漏油标志记录；如无漏油，则按下电控柜面板上的不漏油按钮，做不漏油标志记录。

(N)在被测齿轮泵工作压力阶梯加载和减压操作完成后，可停止电机运行。

(O)根据电机转速转矩传感器实时检测数据，查询电机转速是否小于停止设定值，如果是，则结束采样，在计算机处理系统2中设置不处于实时测试状态标志；如果不是，则转到步骤(J)；

(P)查询是否已有漏油/不漏油标志记录，如果没有，则如步骤(M)进行漏油/不漏油观察处理和标志记录；如果已有，则转下一步骤；

(Q)根据实时采集数据和有效数据值，按照行业测试标准绘制被测齿轮泵产品的压力-流量稳态性能，并计算机械效率、容积效率和总效率等性能；根据计算的性能和设置的合格标准判断被测产品是否合格，进行试验数据存储；在键盘与显示人机交互系统1中进行产品合格与否的信息提示，并自动绘制相关试验曲线和输出试验报告。

(R)查询是否继续下一个产品测试，如果是，则转到步骤(D)。如果不是，则结束测试。