专利名称：霍普金森压(拉)杆自动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明属于材料高温动态力学性能研究领域，尤指 一种霍普金森 压(拉)杆的自动控制系统。
背景技术：
霍普金森压(拉)杆装置是测量材料动态性能所采用的最普遍的
设备之一，目前霍普金森压(拉)杆装置的推进方式一般有两种火 药式和高压气体式。由于火药式的推进方式存在一定的危险性，加之 其操作也比较繁瑣，因此不适合进行实验研究。采用高压气体式推进 方式的霍普金森压(拉)杆上的拉伸枪和压缩枪具有多个气室，各个 气室的充气之间有不同的逻辑关系，在实验过程中需要通过调整霍普 金森压(拉)杆的拉伸枪和压缩枪的气室中气体的流向和流量来控制 拉伸枪和压缩枪工作和其工作时的压力大小。
现有的霍普金森压(拉)杆的充气装置必须对每个气室进行单独 的充气操作，增加了操作人员的工作量，而且对于子弹的速度控制必 须通过人工进行大致估算来确定每个气室的压力，再手动控制充气装 置向气室中充入气体，如此浪费了大量时间而且充气精度不高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可以同时向霍普金森 拉杆和/或霍普金森压杆的各气室中充气的自动控制系统。
为实现上述目的，本发明霍普金森压(拉)杆自动控制系统，包 括霍普金森压(拉)杆本体和充气控制装置，所述充气控制装置包括 PLC可编程控制器、压力传感器、指令输入装置和电磁阀，所述压力 传感器用于对所述霍普金森压(拉)杆本体各气室中的压力进行实时 监测，并将监测结果传输到所述PLC可编程控制器；PLC可编程控制 器接收所述指令输入装置的指令信号控制所述电磁阀通断，对霍普金
3森压(拉)杆本体各气室按逻辑顺序进行充气。
进一步，所述电磁阀的数量与霍普金森压(拉)杆的气室数量一 致，每一 电磁阀对应控制 一条通气管道,该通气管道与霍普金森压(拉) 杆本体的每一气室对应连接。
进一步，所述充气控制装置内设置一监测所述霍普金森压(拉) 杆本体上各气室内压力的一压力传感器。
进一步，所述充气控制装置内设置有监测所述霍普金森压杆本体 上两个气室内压力的两个压力传感器和监测所述霍普金森拉杆本体上 两个气室内压力的两个压力传感器。
进一步，所述指令输入装置为液晶输入控制屏。
本发明霍普金森压(拉)杆自动控制系统，采用充气控制装置对 霍普金森压(拉)杆的各气室中充气，该充气控制装置根据压力传感
器监测到霍普金森压(拉)杆的各气室中的压力，PLC可编程控制器 控制电磁阀通断来确定对霍普金森压(拉)杆的气室中以一定的逻辑 关系进行充气，因此通过本发明的霍普金森压(拉)杆自动控制系统 可以同时进行霍普金森压(拉)实验，由于采用电磁阀自动控制提高 了充气精度，进而提高了霍普金森压(拉)杆的实验精度。
图1为本发明霍普金森压(拉)杆自动控制系统的结构示意图； 图2为霍普金森压杆的剖视图； 图3为霍普金森拉杆的剖^L图。
具体实施例方式
本发明的霍普金森压(拉)杆自动控制系统，包括霍普金森压(拉) 杆充气控制装置，充气控制装置由PLC可编程控制器1、四个压力传 感器23、 42、 56、 72、液晶触摸控制屏8和六个电》兹阀21、 31、 41、 51、 61、 71构成，如图l和2所示，霍普金森压杆本体的压缩4&改气 口 2处设置一电磁阀21，压缩枪辅气室3通过通气管道与储气罐相连， 通气管道上设置电磁阀31,电磁阀31的开启或关闭控制是否向压缩枪 辅气室3中充气；压缩枪主气室4通过通气管道与储气罐相连，通气管道上设置一电磁阀41，控制是否向压缩枪主气室4中充气，以上构 成霍普金森压杆自动控制系统。进行实验时，用户直接在液晶触摸控 制屏8上输入各项充气指标，PLC可编程控制器1根据用户设定的控 制电磁阀21、电磁阀31和电磁阀41的开启和关闭时间的指令信号， 并按照压缩枪各气室充气的逻辑顺序控制电磁阀21、电磁阀31和电磁 阀41的开启/关闭顺序和开启时间，压力传感器23实时监测压缩枪辅 气室3中的压力变化，压力传感器42实时监测压缩枪主气室4中的压 力变化；根据压力传感器23和压力传感器42采集到的压力信号，PLC 可编程控制器1控制电磁阀21、 31、 41的通断以满足实验过程中各气 室中的充气要求。
同理，霍普金森拉杆自动控制系统与充气控制装置的连接方式相 同，如图1和3所示，霍普金森拉杆本体的拉伸枪放气口 5处设置一 电磁阀51，拉伸枪辅气室6通过通气管道与储气罐相连，通气管道上 设置电磁阀61，电磁阀61的开启或关闭控制是否向拉伸枪辅气室6中 充气；拉伸枪主气室7通过通气管道与储气罐相连，通气管道上设置 一电磁阀41，控制是否向拉伸枪主气室4中充气，PLC可编程控制器 1根据用户设定的控制电磁阀51、电磁阀61和电磁阀71的开启和关 闭时间的指令信号，并按照拉伸枪各气室充气的逻辑顺序控制电磁阀 51、电磁阀61和电磁阀71的开启/关闭顺序和开启时间，压力传感器 56实时监测拉伸枪辅气室6中的压力变化，压力传感器72实时监测拉 伸枪主气室7中的压力变化；根据压力传感器56和压力传感器72采 集到的压力信号，PLC可编程控制器l控制电^f兹阀51、 61、 71的通断 以满足实验过程中各气室中的充气要求。
本发明霍普金森压(拉)杆自动控制系统内还设置有气量调节阀， 通过控制管路通道的截面积来控制单位时间的充气量，使通气管道送 气平稳，为了提高实验过程中的安全性，在对本发明自动控制系统接 通电源前，可以在充气控制装置上设置保险管，另外拉伸枪和压缩枪 中各气室中的压力也可以只设置一个压力传感器进行压力信号采臬
本发明霍普金森压(拉)杆自动控制系统，工作过程如下
一.开4几准备
l.安装保险管并接通电源，打开系统开关，屏幕将进入开机准备状态，大概30秒后完成开机准备，进入初始界面。
2. 点击"维护"，进入维护界面，点击阀"ON1"会听到一声脆响， 表示阀门已启动，点击"OFF1",同样会听到一声脆响，表示阀门关闭。 依次试验6个阀门，测试各个阀门运行正常。
3. 设置各个阀门的开关时间。 二、设备使用
1. 回到初始界面，选择"压缩"或"拉伸"，进入压力设定界面。
2. 以"拉伸"为例，首先，输入压1、压2压力值，输入形式为00.00, 单位MPa,输入值范围为0-15.00。
3. 点击"开始"，充气过程开始，直到压力监视窗口数值基本保持 不动，听到二声脆响，表示充气过程结束。观察实际测试压力，如气 量没有达到预设值，点击液晶触摸控制屏上的"补气"按钮，将重复 上述过程。
4. 充气过程结束，点击"放枪"，出现确认界面，如点击"确定" 则气枪放枪，界面回到初始界面。如点击"取消"，则回到压力设置界 面。
5. 压缩枪原理同上。
6. 须严格按照上述流程进行操作，否则可能导致误放枪。
其中，维护面板中开启时间选项必须设定，开启时间定义为每个 阀门在运行程序前强制的开启时间，例如i殳定值为20,那么电石兹阀开 启之后至少充气2秒，充气的准确程度是由上端气瓶压力，强制开关 时间，气量调节阀三者控制的。
本发明霍普金森压(拉)杆自动控制系统，采用充气控制装置对 霍普金森压(拉)杆的各气室中充气，该充气控制装置根据压力传感 器监测到霍普金森压(拉)杆的各气室中的压力，PLC可编程控制器 控制电磁阀通断来确定对霍普金森压(拉)杆的气室中以一定的逻辑 关系进行充气，因此通过本发明的霍普金森压(拉)杆自动控制系统 可以同时进行霍普金森压(拉)实验，由于采用电磁阀自动控制提高 了充气精度，进而提高了霍普金森压(拉)杆的实验精度。
权利要求
1. 一种霍普金森压(拉)杆自动控制系统，其特征在于，包括霍普金森压(拉)杆本体和充气控制装置，所述充气控制装置包括PLC可编程控制器、压力传感器、指令输入装置和电磁阀，所述压力传感器用于对所述霍普金森压(拉)杆本体各气室中的压力进行实时监测，并将监测结果传输到所述PLC可编程控制器；PLC可编程控制器接收所述指令输入装置的指令信号控制所述电磁阀通断，对霍普金森压(拉)杆本体各气室按逻辑顺序进行充气。
2. 如权利要求1所述的霍普金森压(拉)杆自动控制系统，其特征在于， 所述电磁阀的数量与霍普金森压(拉)杆的气室数量一致，每一电磁 阀对应控制一条通气管道，该通气管道与霍普金森压(拉)杆本体的 每一气室对应连接。
3. 如权利要求l所述的霍普金森压(拉)杆自动控制系统，其特征在于， 所述充气控制装置内设置一监测所述霍普金森压(拉)杆本体上各气 室内压力的一压力传感器。
4. 如权利要求1所述的霍普金森压(拉)杆自动控制系统，其特征在于， 所述充气控制装置内设置有监测所述霍普金森压杆本体上两个气室 内压力的两个压力传感器和监测所述霍普金森拉杆本体上两个气室 内压力的两个压力传感器。
5. 如权利要求1所述的霍普金森压(拉)杆自动控制系统，其特征在于， 所述指令输入装置为液晶输入控制屏。
全文摘要
本发明公开了一种霍普金森压(拉)杆自动控制系统，包括霍普金森压(拉)杆本体和充气控制装置，充气控制装置包括PLC可编程控制器、压力传感器、指令输入装置和电磁阀，压力传感器用于对霍普金森压(拉)杆本体各气室中的压力进行实时监测；PLC可编程控制器接收所述指令输入装置的指令信号控制电磁阀通断，对霍普金森压(拉)杆本体各气室按逻辑顺序进行充气。本发明霍普金森压(拉)杆自动控制系统，可以同时进行霍普金森压(拉)实验，节省了时间，提高了实验精度。
文档编号G01N3/02GK101477006SQ20091007704
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月16日 优先权日2009年1月16日
发明者段祝平, 魏延鹏 申请人:中国科学院力学研究所