试车台阀门密封和动作特性检测系统及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于液体火箭发动机试验技术领域，涉及液体火箭发动机试车台阀门密封和动作特性检测系统及检测方法。
【背景技术】
[0002]电动气阀和气动液阀经常结合使用于常规液体火箭发动机地面试验推进剂供应系统中，直接控制着发动机的工作过程，其动作性能的好坏影响着试验任务的成败，阀门的微小故障都可能给试验任务带来巨大的安全隐患，因此，进行定期的检验测试，及时发现安全隐患显得尤为重要。目前，试车台所用阀门检测系统存在以下问题:采用人工判读阀门性能、手动记录数据的方式，存在系统功能少、精度和效率低、稳定性差，且有可能干扰混入不可靠数据等缺点。
【发明内容】
[0003]为解决现有阀门检测系统功能少、精度和效率低、稳定性差，且有可能干扰混入不可靠数据等缺点，本发明提供一种试车台阀门密封和动作特性检测系统及检测方法。
[0004]本发明的技术解决方案如下:
[0005]一种试车台阀门密封和动作特性检测系统，其特殊之处在于:包括气路系统和测控系统，
[0006]所述气路系统包括高压气管路及操纵气管路，所述高压气管路及操纵气管路并行设置，所述高压气管路及操纵气管路均包括气源、集气管及多个用气支路，所述集气管的入口与气源连接，所述集气管的出口对应连接多个用气支路，各用气支路上设置有气路控制阀门，所述气路控制阀门包括前截止阀和或后截止阀，高压气管路的用气支路的出口合并后与待检测阀门的入口连接，操纵气管路的用气支路的出口用于与待检测阀门的操纵气口连接；
[0007]所述测控系统包括多个压力传感器、采集卡、采集计算机、直流电源及显示器，所述多个压力传感器分别设置在减压阀的进出口处，所述采集卡具有数字量输入输出接口及模拟量输入接口，所述压力传感器的输出信号接入采集卡的模拟量输入接口，所述采集卡通过数字量输入输出接口分别与采集计算机和气路控制阀门连接，所述采集计算机用于记录传感器输出信号的变化和阀门的闭合信号，并根据测试要求及采集数据对阀门的性能做出评价，所述显示器连接在采集计算机的输出端，所述直流电源用于压力传感器的供电。
[0008]上述气路控制阀门还包括设置在前截止阀和后截止阀之间的用于调节到预定压力的减压阀。
[0009]上述气路系统还包括过滤器，所述过滤器设置在气源出口与集气管之间的管路上。
[0010]上述气路系统和测控系统安装于同一试验台内，所述试验台上还设置有直通接头，被检测阀门通过直通接头与高压气管路连接，所述高压气管路的尾部设置有手动阀。
[0011]上述测控系统还包括与压力传感器连接的数显表。
[0012]上述采集卡为PCI总线数据采集卡。
[0013]上述采集卡的数字量输入输出接口及模拟量输入接口的数量具有冗余。
[0014]上述测控系统还包括断路器及热继电器，所述断路器及热继电器串联在交流电输出端与直流电源输入端之间。
[0015]利用上述的检测系统进行试车台阀门动作特性检测的方法，其特殊之处在于:包括以下步骤:
[0016]I)手动打开或关闭待检测阀门；
[0017]2)采集计算机自动记录指令时间和信号返回时间，根据指令时间和信号返回时间计算阀门动作时间并进行信号比对，所述指令时间是指手动打开阀门的时刻，所述返回时间是指电磁阀门的触点闭合的时刻；
[0018]3)判断比对结果是否正常；如果不正常进行步骤4)，如果不正常进行步骤5);
[0019]4)对电磁阀或者气动阀门重新检修，重复步骤I)-3);
[0020]5)计算机自动生成检查结构，结束。
[0021]利用上述的检测系统进行试车台阀门密封特性检测的方法，其特殊之处在于:包括以下步骤:
[0022]I)手动设置气密压力值和气密时间，
[0023]2)手动打开气路控制阀门；
[0024]3)采集计算机自动检查气路压力是否到达设定值，如否，进行步骤2);如是，进行步骤4)；
[0025]4)手动关闭气路控制阀门，气密开始计时，计时满，进行步骤5);
[0026]5)采集计算机根据设定气密时间结束气密检测，判断结果，如果结果不合格，进行步骤6);如果合格，进行步骤7);
[0027]6)对气动阀门重新检修，重复步骤I)-5)；
[0028]7)采集计算机自动记录并生成合格证，结束。
[0029]本发明与现有技术相比，优点是:
[0030]1、本发明通过试车台阀门动态性能测试系统的研制，提高了阀门检测的精度，精度满足〈0.2%，与以往检测系统相比较，减小了人为因素对测试结果的影响程度，显著提高工作效率，检测时间较以往缩短2/3左右。采用了具有实时监控、自动检漏和判断合格，检测数据的自动录入和存储的功能试车台阀门性能检测试验台，使用结果表明，系统自动化程度和精度高，稳定性好，使用后极大缩短了每台阀门的测试时间，并进一步提高了阀门检测过程的工作效率和准确性，从而提高试验台工艺系统的可靠性。
[0031]2、本发明的特性检测系统的所有设备均布置于同一试验台内，系统结构紧凑，美观。
[0032]3本发明的采取传感器输出采用电压信号直接输出方式，减少了转接环节，降低了故障概率。
[0033]4、本发明对试车台阀门的使用记录、阀门的动作性能以及阀门内漏等参数记录及数据积累，有利于对阀门的使用过程及性能变化全面掌握和深度分析，同时对阀门性能及故障能及时发现及预判，有利于提高试车台工艺系统的可靠性。本采集计算机对阀门性能检测过程中产生的数据在高速实时采集、实时存盘的同时，可将采集数据以数值和曲线方式实时显示。
【附图说明】
[0034]图1为本发明的系统组成示意图；
[0035]图2为测控操作台功能示意图；
[0036]图3试验台电源供电示意图；
[0037]图4为直流开关电源功能不意图；
[0038]图5动作特性测试系统工作流程；
[0039]图6阀门密封性检测流程。
[0040]其中附图标记为:1-前截止阀、2-后截止阀、3-减压阀、4-压力传感器、5-电磁阀、6_待检测阀门、7_过滤器、8_米集计算机、9_数显表、10-显不器、11-直流电源、12-缓冲罐、13-排气阀、14-断路器、15-热继电器、16-采集卡、17-集气管、18-排气管。
【具体实施方式】
[0041]以下结合附图对本发明的优选方式进行详细说明。
[0042]1、系统构成及工作原理
[0043]本系统用于测试试车台所用阀门的性能，并对工艺系统的电磁阀进行控制，同时测量并记录相关压力、阀门闭合检测信号，实现试车台阀门动作性能试验及密封性试验。测量精度达到0.2%，控制能力范围宽，控制时间精度1ms。
[0044]1.1系统构成
[0045]试车台阀门密封和动作特性检测系统由气路系统和测控系统组成，见图1。其中，气路系统由气源(气源压力有35MPa高压用气和6MPa操纵气，均是由试验区气瓶厂输送至阀门动作特性检测系统)、过滤器7、截止阀、减压阀3、调节阀、节流阀等组成。
[0046]试验区气瓶场高压气源输送至配气台气源管路上，过滤器设置的在气源出口处保持气源洁净，过滤器出口连接至集气管。气体进入集气管17，通过集气管分配至各用气支路，由支路上的减压阀调节到预定压力，用于阀门检测，有的用气支路上不设置减压阀。单个的用气支路上一般都设置有前截止阀I和后截止阀2，前截止阀I用于控制减压阀供气，后截止阀2用气供气的通断，用气支路上的减压阀3 —般设置在前截止阀和后截止阀之间。高压气管路和操纵气管路上还分别设置有一个或多个排气阀13，打开排气阀将不用的气体通过排气管18排出。气路系统的尾部也还设置有一个缓冲罐12和与缓冲罐连接的排气阀13ο
[0047]1.2测控系统
[0048]测控系统主要由采集计算机8及采集卡16、压力传感器4、直流电源11、数显表9、操作按钮等组成，所有设备均布置于同一试验台内，系统结构紧凑，美观。试车台阀门密封和动作特性测试测控系统是以计算机为核心，采集板卡采用PCI接口形式并安装于采集计算机主板上，这种模式外型紧凑、体积小，安装、搬运、维护简单，降低了维护费用。系统主要由采集计算机、采集卡(具有数字量输入输出接口、模拟量输入接口)、压力传感器、数显表、直流电源等几大部分组成，其系统结构框图如图2所示。
[0049]采集卡采用美国NI公司的一款功能强大的高速多功能PCI总线数据采集卡。其总采样速率最大可以达到250kHz，可根据所测信号时间参量精确度的不同要求，选择不同的采样速率，能够准确的显示阀门动态响应特性，且稳定性非常好。数字量输入输出主要用于测试阀门的开关控制以及阀门开启信号的检测，模拟量测量输入主要用于测量管路压力信号。检测通道采用冗余设计，共有4路DI，2路DO和16路Al，出现问题可及时更换。
[0050]阀门动作信号检测是通过阀门的检测触头一端接地，采用选定的采集卡数字输入量DI检测输入信号是否为I。
[0051