钢样自动冲击试验用双槽低温仪的制作方法

本实用新型属于金属材料测试技术领域，涉及一种自动冲击试样系统中的低温仪，适配于自动冲击中试样冷冻和保温。

背景技术：

夏比冲击试验（charpyimpacttest）是用以测定金属材料抗缺口敏感性(韧性)的试验。制备有一定形状和尺寸的金属试样，使其具有u形缺口或v形缺口，在夏比冲击试验机上处于简支梁状态，以试验机举起的摆锤作一次冲击，使试样沿缺口冲断，用折断时摆锤重新升起高度差计算试样的吸收功，即为aku和akv。可在不同温度下作冲击试验。吸收功值(焦耳)大，表示材料韧性好，对结构中的缺口或其他的应力集中情况不敏感。对重要结构的材料近年来趋向于采用更能反映缺口效应的v形缺口试样做冲击试验。目前中国执行的金属夏比冲击试验的标准是gb/t229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》。

为满足该标准中关于对试样温度的要求，完成全自动试样冷却和自动完成金属夏比冲击试验，需要研究出一种自动冲击试样系统中的低温仪，以满足自动冲击节奏，且有丰富的接口，包括rs485、profinet接口、di/do等，与上位机建立有效的通讯接连与控制。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种用于自动冲击试验系统的低温仪，以满足自动冲击试样系统中试样低温冷却试验、自动冲击试样系统联动、数据写入读取的需求。

本实用新型的技术方案：

钢样自动冲击试验用双槽低温仪，包括机架、双冷槽、制冷机组，机架外壳设有触摸屏显示系统；触摸屏下面设有plc控制系统与控制电路；所述plc控制系统由plc输出dc24v电压控制中间继电器线圈得电与失电从而控制接触器线圈的吸合，再通过热继电器给压缩机送电使压缩机工作并在压缩机过载、过流时输出信号到plc提供报警；槽盖开合气缸由中间继电器dc24v驱动气动电磁阀控制，气动电磁阀通过压缩空气控制槽盖开合气缸动作；气缸上设置有上限位开关和下限位开关，开关信号接入plc以提供气缸开到位和关到位的信号。plc控制系统通过压力开关检测压缩机和压缩空气的压力信号，并以触摸屏文字提供报警信息。

所述的plc控制系统上集成有profinet、rs485、di/do接口，以方便与各种系统进行实时通讯。

本实用新型的进步效果：在已有技术基础上增加plc控制系统与触摸屏显示系统。增加plc控制系统，对控制方式、控制时间都可进行按需实时调整，配合触摸屏系统实时显示报警信息、参数设置等关键信息，在系统报警时方便快捷的查找故障，调整参数；还能够与机器人、数据采集系统配套使用，plc上集成profinet、rs485、di/do接口，方便与各种系统进行实时通讯，并且可控制双冷槽低温仪，满足对双冷槽设置不同温度的需求，可提高工作效率。增加触摸屏友好的图形界面，方便操作人员更好的上手。

附图说明

图1为自动冲击试验用双槽低温仪结构立体图。

图2为自动冲击试验用双槽低温仪结构俯视图。

图中：1-机架，2-触摸屏控制面板，3-制冷机组，4-脚轮，5-调平支脚，6-摆臂，7-气缸连接头，8-上限位开关，9-气缸，10-下限位开关，11-气缸摆座，12-固定连接板，13-放液口，15-搅拌装置，17-槽盖，19蒸发器，21-试样放置板，23-冷槽，25-定位销。

图3为plc控制系统电源分配图。

图中：r、s、t、n是外部输入ac380v+n电源，qf1是电源总空气断路器，km1-km6是接触器，fr1-fr4是热继电器，m1-m4是制冷机组压缩电机、m5、m6是搅拌电机，ps1为dc24v电源。

图4为plc控制系统plc接线图。

图中：plc为plc本体，l+、m是plc电源输入端，i0.0至i1.3是信号输入点，q0.0至q0.6是信号输出点，485+与485-是485接口端，qf2是plc电源空气断路器，sb1是急停按钮，s1、s2是制冷机组压缩机的压力开关，s3、s4、s5、s6是气缸（图1中的9）的限位开关（其中s3是图1中的8，s4是图1中的10），s7是压缩空气的压力开关，fr1、fr2、fr3、fr4是热继电器的辅助触点。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的内容。

如图1、图2所示，钢样自动冲击试验用双槽低温仪，包括机架（1）、冷槽（23）、制冷机组（3）。机架(1)为框架基础，机架(1)的底部设置有调平支脚(5)。在机架（1）底部四角位置设置有四个脚轮（4）。plc控制继电器ka1，继电器后控制接触器km1给制冷机组（3）送电，用于给冷槽制冷。所述冷槽（23）为并列设置的两个，两个冷槽（23）与制冷机组（3）并列设置在机架（1）上。两个冷槽（23）相互独立，由plc分别控制。每个冷槽（23）内均设置有蒸发器（19），每个冷槽（23）的底部均设置有试样放置板（21），每个冷槽（23）的底部均设置有定位销（25）。试样放置板（21）通过定位销（25）与冷槽（23）底部的定位孔（25）配合进行定位。每个冷槽（23）均设置有搅拌装置（15），搅拌装置（15）由plc控制。所述搅拌装置（15）由电机和搅拌桨叶组成，通过电机带动搅拌桨叶对冷槽（23）内的冷冻液进行搅拌，以使冷槽（23）内温度均匀。每个冷槽（23）的上部均设置有可翻转的槽盖（17），每个槽盖（17）上均连接有摆臂（6），所述摆臂（6）通过气缸连接头（7）与气缸（9）的气缸杆连接。气缸（9）由plc通过电磁阀进行控制，气缸（9）通过气缸摆座（11）与机架（1）连接。所述气缸（9）上设置有上限位开关（8）和下限位开关（10），开关信号接入plc。通过气缸（9）推动摆臂（6）动作带动槽盖（17）翻转实现开启或关闭。为便于排放冷槽（23）内的冷冻液，在每个冷槽（23）的前部设置放液口（13），触控面板（2）为手动操作槽盖开关及报警显示，固定连接板（12）用于与地面固定用。

图3、图4所示，钢样自动冲击试验用双槽低温仪plc控制原理：所述机架外壳内设有的plc控制系统，所述plc控制系统，由plc输出dc24v电压控制中间继电器线圈（ka）得电与失电，中间继电器（ka）线圈得电触点吸合，线圈失电触点松开，中间继电器（ka）接触点接ac220v电源控制接触器(km)线圈的吸合，电源经过接触器(km)触点后，再通过热继电器(fr)给压缩机送电，使压缩机工作，同时热继电器（fr）可在压缩机过载、过流时输出信号（图3中fr1-fr4）到plc提供报警。槽盖开合气缸（9）则由中间继电器（ka）dc24v驱动气动电磁阀(k)，气动电磁阀(k)通过压缩空气控制槽盖开合气缸（9）动作，气缸上装有上限位传感器(8）、下限位传感器（10）（图3中s3-s6），提供plc气缸开到位和关到位信号。系统中还设置有压缩机过压报警（图3中s1-s2），压缩空气低报警（图3中s7），保障系统稳定运行。plc通过网线与触摸屏通讯，实时在触摸屏显示plc内部参数、显示设备运行状态、设置参数给plc、显示报警信息，图形的界面和显示使操作更加方便，快捷。

使用本低温仪，插上电源插头，接通电源，与上位机建立好通讯，可通过通讯与自动冲击试样系统联动，自动放样冷却及自动取样冲击，无需人工操作。也可通过低温仪本体触摸屏界面手动控制实现两槽温度设置、冷却、搅拌、开关低温槽盖等功能。