本发明涉及电能计量表检测装置，具体为电能计量表封印测试机。
背景技术：
目前在计量器具上仍在大量使用老式铅封，这种铅封易于仿制，易于开启，一般条件下，难于辨别其真伪及在使用过程中是否被他人非法改动过；老式铅封仅靠封钳钳口加载极为有限的信息资料，电力部门无法对其进行资产化管理，在用电管理及防窃电技术方面铅封已处于一种相对落后的状况；老式铅封带来的重金属污染问题，在环保意识不断提升的今天，也是一个不容忽视的问题；同时，作为智能电能表自动化流水线检定系统最后的一个环节，封印加封系统的效率和成功率非常关键，而这正是老式铅封难于实现的。
为了克服老式铅封的缺点，提高加封效率，近年来出现了一系列新型的电能计量封印，如卡扣式封印、穿线式全塑封印等，这类封印的应用越来越多，正在逐渐取代老式铅封。为了规范电力企业对电能计量封印的使用和管理，2013年，国家电网公司发布了企业标准q/gdw11009-2013电能计量封印技术规范，第一次对电能计量封印进行了系统的分类，并提出了9个试验项目要求，分别是结构与尺寸检查、外观检查、条码质量检测、强度试验、破坏试验、加封力与启封力试验、安全性试验、射频技术试验、气候影响试验，其中，结构与尺寸检查、外观检查、条码质量检测、安全性试验、射频技术试验等，要么采用直观的目测，要么采用卡尺、条码检测器、光谱仪等成熟设备即可完成，而强度试验、破坏试验、加封力与启封力试验这三项都是新提出的概念，目前没有通用的设备可以使用。本申请则是设计了一种能够对目前较为广泛采用的卡扣式封印和穿线式封印进行强度试验、破坏试验、加封力与启封力试验，并且输出测试结果的电能计量表封印测试机。
技术实现要素：
本发明解决目前缺乏对新兴电能计量表封印进行强度、破坏、加封力与启封力测试试验设备的问题，提供一种能够对卡扣式封印和穿线式全塑封印进行自动化测试，并且输出测试数据的电能计量表封印测试机。
本发明是通过以下技术方案实现的：电能计量表封印测试机，包括上位pc机，下位测试柜机，所述下位测试柜机包括柜体，所述柜体上部为与上位pc机连接的工控机，所述工控机包括集成了电控模块的电控板、plc、空气开关以及继电器；所述柜体中部正面开有工作区，所述工作区竖直设置有测试安装架，所述测试安装架上部竖直穿有与工控机连接的向下伸缩的第一伺服电缸、第二伺服电缸、第三伺服电缸、第四伺服电缸，所述第一伺服电缸、第二伺服电缸、第三伺服电缸、第四伺服电缸端头分别设置有拉压力传感器和测试探头，所述测试安装架下部固定有分别与四个伺服电缸一一对应的第一夹具安装座、第二夹具安装座、第三夹具安装座、第四夹具安装座，所述第一夹具安装座、第二夹具安装座、第三夹具安装座为中心竖直开有沉头孔的矩形块体，所述矩形块体内分别设置有第一夹具、第二夹具、第三夹具，所述第一夹具、第二夹具、第三夹具均为左右两块拼合成的圆柱体，且拼合面上设置有相互配合的凸棱与凹槽，所述第一夹具、第二夹具、第三夹具上顶面自上而下开有四级阶梯孔，其中第三级阶梯孔径小于第二级阶梯孔经，第二级阶梯孔经小于第一级阶梯孔经，第三级阶梯孔经小于第四级阶梯孔径，且第一级阶梯孔经、第二级阶梯孔经与分别与卡扣式封印的端盖和卡扣端外径相配合，所述第一夹具、第二夹具的第三级阶梯孔内穿有外径与第三级阶梯孔配合的第一卡扣式封印卡柱，所述第一卡扣式封印卡柱上端头设置有与卡扣式封印卡口相配合的漏斗状凸棱，凸棱圆周倒过渡圆角，凸棱下端圆滑过渡且下底面支撑在第一夹具、第二夹具的第二级阶梯面上，所述第一卡扣式封印卡柱下端与第一夹具、第二夹具下底面齐平，所述第一卡扣式封印卡柱上端头的漏斗状凸棱中心开有躲避孔；所述第三夹具的第三级阶梯孔内穿有外径与第三级阶梯孔配合的第二卡扣式封印卡柱，所述第二卡扣式封印卡柱上端头设置有与卡扣式封印卡口相配合的漏斗状凸棱，凸棱圆周倒过渡圆角，凸棱下端圆滑过渡且下底面支撑在第三夹具的第二级阶梯面上，所述第二卡扣式封印卡柱穿出第三级阶梯孔的一端拧有旋紧螺母，所述第二卡扣式封印卡柱中心穿有顶杆，所述顶杆的下端伸出第三夹具下底面，并支撑在第三夹具安装座沉头孔底部，且伸出端的长度大于第二卡扣式封印卡柱上端头漏斗状凸棱的轴向长度，所述第三夹具上端外缘一周开有与圆柱体侧面贯通的压槽；所述第四夹具为纵截面呈口字型的固定块，所述固定块上部开有沿纵向贯通的开口，卡扣两侧对称开有沿竖直方向贯通的穿线孔，所述开口的宽度小于穿线式封印的厚度，所述穿线孔的上下口部倒圆角，夹具与夹具安装座之间通过螺钉固定；所述第一伺服电缸端头的测试探头为直径6mm的塑料圆柱，所述第二伺服电缸端头的测试探头为直径5mm的十字螺丝刀，所述第三伺服电缸端头的测试探头为与第三夹具上端外缘的压槽配合的环形压管，所述第四伺服电缸端头的测试探头为一挂钩；所述柜体中部正面工作区下方设有测试件存放抽屉，所述柜体上部两侧面设有纵向滑轨，两滑轨内设置有透明观察窗。
上位pc机进行编程，控制工控机对伺服电缸进行精确操控，并且对拉压力传感器的测试数据进行处理，绘制测试曲线并且实时显示。伺服电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将伺服电机最佳优点-精确转速控制，精确转数控制，精确扭矩控制转变成-精确速度控制，精确位置控制，精确推力控制；实现高精度直线运动，其特点是：闭环伺服控制，控制精度达到0.01mm；精密控制推力，增加压力传感器，控制精度可达1%；很容易与plc等控制系统连接，实现高精密运动控制。噪音低，节能，干净，高刚性，抗冲击力，超长寿命，操作维护简单。电缸可以在恶劣环境下无故障，防护等级可以达到ip66。长期工作，并且实现高强度，高速度，高精度定位，运动平稳，低噪音。工控机的核心是一台工业plc，采用德国原装进口siemenss7-1200，内置ethernet功能,可根据应用环境选择ethernet（profibusnet/profibus功能，从而可快速实现与上位pc间的通信或plc间组网。该plc具有超高速的运算能力，多至256点的外部i/o扩展能力其主要特点有：采用模块设计，维护、调试、扩展简单；同类产品中速度较快，具有很强的实时信号采集和数据处理能力。拉压力传感器实时监测测试探头对封印的测试拉力或压力。测试探头正对封印上部表面，模拟加封、启封、破坏过程，从而获取各项数据。柜体上部的透明观察窗可在滑轨内上下滑动，确保测试时即可观察，又进行防护，防止破坏过程中碎片飞溅。
本发明具有以下优点：本发明的装置可对国家电网公司标准q/gdw11009-2013电能计量封印技术规范提出的多项目前没有现成测试装置测试的数据进行全面的，精确地模拟测试，整个测试过程安全、可靠，数据精确，并且可图形展示，装置运行稳定，测试效率高，为封印产品的质量检验提供了有力的保障。
附图说明
图1为本发明下位测试柜机结构示意图；
图2为工作区部件示意图；
图3为第一夹具、第二夹具、第三夹具及夹具安装座侧视图；
图4为第一夹具、第二夹具及安装座a-a截面剖视图；
图5为第三夹具及安装座a-a截面剖视图；
图6为第四夹具结构示意图；
图中：1-柜体，2-工作区，3-测试安装架，4-第一伺服电缸，5-第二伺服电缸，6-第三伺服电缸，7-第四伺服电缸，8-拉压力传感器，9-测试探头，10-第一夹具安装座，11-第二夹具安装座，12-第三夹具安装座，13-第四夹具安装座，14-第一夹具，15-第二夹具，16-第三夹具，17-第一卡扣式封印卡柱，18-第二卡扣式封印卡柱，19-旋紧螺母，20-第四夹具，21-测试件存放抽屉，22-透明观察窗，23-顶杆。
具体实施方式
电能计量表封印测试机，包括上位pc机，下位测试柜机，所述下位测试柜机包括柜体1，所述柜体1上部为与上位pc机连接的工控机，所述工控机包括集成了电控模块的电控板、plc、空气开关以及继电器；所述柜体1中部正面开有工作区2，所述工作区2竖直设置有测试安装架3，所述测试安装架3上部竖直穿有与工控机连接的向下伸缩的第一伺服电缸4、第二伺服电缸5、第三伺服电缸6、第四伺服电缸7，所述第一伺服电缸4、第二伺服电缸5、第三伺服电缸6、第四伺服电缸7端头分别设置有拉压力传感器8和测试探头9，所述测试安装架3下部固定有分别与四个伺服电缸一一对应的第一夹具安装座10、第二夹具安装座11、第三夹具安装座12、第四夹具安装座13，所述第一夹具安装座10、第二夹具安装座11、第三夹具安装座12为中心竖直开有沉头孔的矩形块体，所述矩形块体内分别设置有第一夹具14、第二夹具15、第三夹具16，所述第一夹具14、第二夹具15、第三夹具16均为左右两块拼合成的圆柱体，且拼合面上设置有相互配合的凸棱与凹槽，所述第一夹具14、第二夹具15、第三夹具16上顶面自上而下开有四级阶梯孔，其中第三级阶梯孔径小于第二级阶梯孔经，第二级阶梯孔经小于第一级阶梯孔经，第三级阶梯孔经小于第四级阶梯孔径，且第一级阶梯孔经、第二级阶梯孔经与分别与卡扣式封印的端盖和卡扣端外径相配合，所述第一夹具14、第二夹具15的第三级阶梯孔内穿有外径与第三级阶梯孔配合的第一卡扣式封印卡柱17，所述第一卡扣式封印卡柱17上端头设置有与卡扣式封印卡口相配合的漏斗状凸棱，凸棱圆周倒过渡圆角，凸棱下端圆滑过渡且下底面支撑在第一夹具14、第二夹具15的第二级阶梯面上，所述第一卡扣式封印卡柱17下端与第一夹具14、第二夹具15下底面齐平，所述第一卡扣式封印卡柱17上端头的漏斗状凸棱中心开有躲避孔；所述第三夹具16的第三级阶梯孔内穿有外径与第三级阶梯孔配合的第二卡扣式封印卡柱18，所述第二卡扣式封印卡柱18上端头设置有与卡扣式封印卡口相配合的漏斗状凸棱，凸棱圆周倒过渡圆角，凸棱下端圆滑过渡且下底面支撑在第三夹具16的第二级阶梯面上，所述第二卡扣式封印卡柱18穿出第三级阶梯孔的一端拧有旋紧螺母19，所述第二卡扣式封印卡柱18中心穿有顶杆23，所述顶杆23的下端伸出第三夹具16下底面，并支撑在第三夹具安装座12沉头孔底部，且伸出端的长度大于第二卡扣式封印卡柱18上端头漏斗状凸棱的轴向长度，所述第三夹具16上端外缘一周开有与圆柱体侧面贯通的压槽；所述第四夹具20为纵截面呈口字型的固定块，所述固定块上部开有沿纵向贯通的开口，卡扣两侧对称开有沿竖直方向贯通的穿线孔，所述开口的宽度小于穿线式封印的厚度，所述穿线孔的上下口部倒圆角，夹具与夹具安装座之间通过螺钉固定；所述第一伺服电缸4端头的测试探头为直径6mm的塑料圆柱，所述第二伺服电缸5端头的测试探头为直径5mm的十字螺丝刀，所述第三伺服电缸6端头的测试探头为与第三夹具上端外缘的压槽配合的环形压管，所述第四伺服电缸7端头的测试探头为一挂钩；所述柜体1中部正面工作区2下方设有测试件存放抽屉21，所述柜体1上部两侧面设有纵向滑轨，两滑轨内设置有透明观察窗22。
使用时，工位一模拟卡扣式封印加封过程，操作时，将卡扣式封印置于第一夹具上端，卡扣式封印的卡扣部套于第一夹具的第一卡扣式封印卡柱上端，启动第一伺服电缸，测试探头下压，将卡扣式封印封印在第一卡扣式封印卡柱上端的漏斗状凸棱上，拉压力传感器实时监测加封力，并将数据传输至上位pc机，绘制加封力曲线；此外，工位一还可测试卡扣式封印的强度，将卡扣式封印加封在工位一的第一卡扣式封印卡柱的上端后，对卡扣式封印上表面加压力至30n，绘制压力曲线，测试完成后，观察卡扣式封印上表面是否有裂纹和凹痕等损伤；工位二模拟测试卡扣式封印启封和破坏过程，将卡扣式封印加封在工位二的第一卡扣式封印卡柱的上端后，对卡扣式封印上表面逐渐增大施压直至其上表面出现裂痕或凹痕等损伤，绘制压力曲线并记录出现损伤的压力值，作为启封压力测试值；继续逐渐增大压力，直至卡扣式封印上表面被破坏，绘制压力曲线，记录破坏时的压力值，作为破坏压力测试值。工位三模拟卡扣式封印可靠性验证，由于无法将拉力施加于卡扣式封印上表面，因此采取由下往上的推力，用旋紧螺母锁紧第二卡扣式封印卡柱下端，用一根顶杆支撑顶压卡扣式封印内顶面，在第三伺服电缸压力作用下，测试探头的环形压管压在第三夹具外缘的压槽上，从而模拟向上的拉力。将卡扣式封印加封于第三夹具的第二卡扣式封印卡柱上端，启动第三伺服电缸，测试头下端压在第三夹具外缘的压槽上，逐渐增大压力，直至卡扣式封印上盖完全被顶起破坏，绘制测试压力曲线并记录，作为卡扣式封印上盖可靠性拉力测试值。工位四模拟穿线式封印的启封和破坏过程，将穿线式封印置于第四夹具的口字型腔体内，穿线分别由开口两侧的穿线孔穿出，将穿线式封印加封后，穿线钩挂于第四伺服电缸下端的测试探头上，逐渐施加拉力至60n，观察封印的加封状态，然后继续增大拉力，直至穿线由穿线式封印内拉出或扯断，绘制拉力曲线并记录数值，作为穿线式封印的可靠性和破坏拉力测试值。