一种便携式罐式车辆常压罐体呼吸阀校验装置的制作方法

本发明属于移动式罐车呼吸阀校验技术领域，具体涉及一种便携式道路运输危险货物罐式车辆常压罐体呼吸阀校验装置。

背景技术：

为防止移动式罐车罐体内部由于气体压力变化给罐体带来的破坏作用，必须在罐体上安装呼吸阀。当向罐内充装介质时，罐内气体压力增加至呼吸阀设定极限压力时，出气阀自动打开放出气体。当向罐外抽放介质时，罐内气体压力减小至呼吸阀设定极限压力时，真空阀打开使空气吸入，防止油罐因在负压状态下而被压瘪。gb.t18564.1-2006道路运输液体危险货物罐式车辆第1部分：金属常压罐体技术要求5.5.2.10规定，呼吸阀的出气阀应在罐内压力高于外界压力6kpa-8kpa时开启，进气阀应在罐内压力低于外界压力2kpa-3kpa时开启。

现有呼吸阀校验装置普遍为固定式呼吸阀校验平台，体积大，需要借助空气压缩机、真空泵、气瓶等装置实现，移动不便，不能在罐车检验现场进行呼吸阀校验。只能将呼吸阀从罐车上取下后送到试验室进行校验，极大地降低了呼吸阀的校验效率。目前缺乏可以应用于罐车检验现场的便携式呼吸阀校验装置。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种便携式罐式车辆常压罐体呼吸阀校验装置，能够在罐车定期检验现场对呼吸阀的出气阀和进气阀压力进行校验，出气和进气压力值在数码管或者液晶显示屏上实时显示，在校验结束时分别显示最大压力值和最小压力值，并能对校验过程中呼吸阀所在气路中压力的变化进行全程记录，记录数据可以通过串口上传到计算机或者通过wifi发送到基于android操作系统的平板电脑和手机登移动设备上。该装置解决了传统呼吸阀校验时需要运输到试验室的不便，提高了工作效率。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种便携式罐式车辆常压罐体呼吸阀校验装置，包括：气路控制单元、信号调理模块、信号采集模块、信号处理模块和信号显示模块，其中：

所述气路控制单元的压力传感器与所述信号调理模块连接，所述压力传感器输出差动电压信号，通过信号调理模块的放大和滤波处理，整理成模拟电压信号；

所述信号采集模块与所述信号调理模块相连接，用于将所述信号调理模块输出的模拟信号转换成数字信号；

所述信号处理模块与所述信号采集模块连接，所述信号处理模块用于接收所述信号采集模块发送的数字信号，判断压力传感器检测到的压力大小，将数值传输到信号显示模块。

进一步，还包括：压力源，所述压力源与所述气路控制单元相连接，用于在校验过程中进行充气和抽气。

进一步，所述压力源包括：充气压力源和抽气压力源，分别用于呼吸阀的出气阀和进气阀压力校验；

所述充气压力源包括：充气泵和高压打气筒；

所述抽气压力源包括：抽气泵和高压抽气筒。

进一步，所述信号调理模块包括滤波电路和信号放大电路。

进一步，所述信号采集模块包括ad转换芯片及其配套电路。

进一步，所述信号处理模块包括处理器芯片及其控制电路。

进一步，所述处理器芯片为单片机或者arm芯片系统。

进一步，所述信号显示模块包括液晶显示屏和数码管。

进一步，所述气路控制单元包括进气接头、单向阀、截止阀、机械压力表、压力传感器、储气瓶、呼吸阀接头、溢流阀、截止阀、单向阀、抽气接头。

进一步，还包括：数据处理模块，所述数据处理模块包括：包括串口通信电路和gprs无线发送模块，用于进行有线和无线通信。

本发明的有益效果在于：

（1）解决了现有呼吸阀校验装置设备笨重，携带不便，不适于在罐车定期检验现场对呼吸阀进行校验的问题。

（2）采用一套由机械压力表和压力传感器组成的压力检测装置，使用更小的储气罐，充气和抽气用气源都采用小型化便携设备，更加便于移动。

（3）通过更换连接于储气瓶上的呼吸阀接头，可以适用于多种类型呼吸阀的现场校验。

（4）同时配备了机械压力表和压力传感器两套压力监控系统，机械压力表可以实时显示呼吸阀压力校验情况，比较直观，但无法精确读取压力，同时在呼吸阀的出气阀和进气阀打开瞬间，压力出现瞬时变化，只靠眼睛观察难以确定准确的压力值。压力传感器的测量结果通过电路处理最终在信号显示模块上以数字量显示，同时还具备记录最大和最小检测压力的功能，全程记录呼吸阀校验过程中的压力变化，便于对呼吸阀的校验给出量化结果。

（5）本装置能够大大提升移动罐车呼吸阀的校验效率，减少检验成本，通过量化结果可以更容易判断出呼吸阀质量的优劣，提高整个罐体的安全水平。

附图说明

图1为本发明的气路示意图。

其中，1、进气接头；2、第一单向阀；3、第一截止阀；4、机械压力表；5、压力传感器；6、储气瓶；7、呼吸阀接头；8、溢流阀；9、第二截止阀；10、第二单向阀；11、抽气接头。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的信号调理模块电路原理图。

图4为本发明的信号采集模块电路原理图。

图5为本发明的信号处理和显示模块电路原理图。

图6为本发明的数据记录模块rs232串口通信电路图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种便携式罐式车辆常压罐体呼吸阀校验装置，图2为本发明的结构示意图，如图2所示，包括：气路控制单元、信号调理模块、信号采集模块、信号处理模块和信号显示模块，其中：所述气路控制单元的压力传感器与所述信号调理模块连接，所述压力传感器输出差动电压信号，通过信号调理模块的放大和滤波处理，整理成模拟电压信号；所述信号采集模块与所述信号调理模块相连接，用于将所述信号调理模块输出的模拟信号转换成数字信号；所述信号处理模块与所述信号采集模块连接，所述信号处理模块用于接收所述信号采集模块发送的数字信号，判断压力传感器检测到的压力大小，将数值传输到信号显示模块。

根据本发明的具体实施例，本发明还包括：压力源，所述压力源与所述气路控制单元相连接，用于在校验过程中进行充气和抽气。所述压力源包括：充气压力源和抽气压力源，分别用于呼吸阀的出气阀和进气阀压力校验；所述充气压力源包括：充气泵和高压打气筒；所述抽气压力源包括：抽气泵和高压抽气筒。

根据本发明的具体实施例，所述信号调理模块包括滤波电路和信号放大电路。图3所示为本发明的信号调理模块电路原理图，如图3所示，pl端口接压力传感器的输出差分信号，cc1、cc2、cc4、cc5用于滤除高频噪声。放大芯片选用mcp6002，差分电压信号经过滤波，放大后由mcp6002的1号管脚输出。

根据本发明的具体实施例，所述信号采集模块包括ad转换芯片及其配套电路。图4所示为本发明的信号采集模块，如图4所示，port1端口接收由信号调理模块输出端口port2输出的模拟电压信号，用于将信号调理模块输出的模拟信号转换成数字信号，输出到信号处理模块。采用adc0804芯片作为信号采集芯片，也可以采用其它具有信号采集功能的芯片达到信号采集模块的效果。

根据本发明的具体实施例，所述信号处理模块包括处理器芯片及其控制电路。所述处理器芯片为单片机或者arm芯片系统。根据本发明的具体实施例，所述信号显示模块包括液晶显示屏和数码管。图5为本发明的信号处理和显示模块电路原理图，如图5所示，信号处理模块由单片机stc89c52的电路系统组成，stc89c52的15、16、17引脚与adc0804芯片的1、2、3引脚相连接，用于控制adc0804芯片的使能、写信号输入和读信号输入。stc89c52的32-39引脚与adc0804芯片的11-18引脚相连接，用于数据的传输。stc89c52的28、27、26引脚分别与ds1、ds2、ds3三个数码管的引脚0相连接，用于控制三个数码管的开启，stc89c52的1-8引脚与ds1、ds2、ds3三个数码管的1-8引脚相连，用于控制显示结果。stc89c52芯片起到数据存储、比较的作用，同时将需要显示的数据传输到ds1、ds2、ds3三个数码管上进行显示。

根据本发明的具体实施例，所述气路控制单元包括进气接头、单向阀、截止阀、机械压力表、压力传感器、储气瓶、呼吸阀接头、溢流阀、截止阀、单向阀、抽气接头。具体而言，进气接头的一端与外接正压气源相连，另一端与第一单向阀的进气口相连，第一单向阀的出气口与第一截止阀相连，第一截止阀的另一端与储气瓶相连。抽气接头与第二单向阀的出气口相连，第二单向阀的进气口与截止阀相连，截止阀的另一端与溢流阀的一端相连。溢流阀的另一端连接到第一截止阀与储气瓶之间的管路上。在第一截止阀与储气瓶之间的管路上同时连接机械压力表和压力传感器，用于测量整个气路的压力。储气瓶上连接呼吸阀接头，呼吸阀接头的另一端与需要校验的呼吸阀相连。

本发明的装置可以同时用于校验呼吸阀的出气阀和进气阀开启压力。校验出气阀开启压力时，关闭第二截止阀，打开第一截止阀，进气接头处通过专用连接头外接正压气源，可以使用小型充气泵或者高压打气筒，待校验呼吸阀与呼吸阀接头连接，溢流阀需要选择合适的开启压力，本实施例中选择15kpa，防止由于误操作导致整个系统超压。整个气路连接完毕后，启动外接正压气源，开始加压，观察机械压力表和信号显示模块上给出的压力数值，当出气阀在整个气路压力超过外界压力8kpa仍未开启时，可以判断为出气阀不合格。当出气阀在整个气路压力超过外界压力6kpa-8kpa范围开启时，出气阀合格，信号处理模块通过分析压力传感器输出的电压信号，实时显示整个气路的压力值，并在校验结束时显示出整个加压过程中气路系统达到的最大压力值。校验进气阀开启压力时，关闭第一截止阀，打开第二截止阀，抽气接头处通过专用连接头外接负压气源，可以使用小型抽气泵或者高压抽气筒，待校验呼吸阀与呼吸阀接头连接。整个气路连接完毕后，启动外接负压气源，开始抽气，观察机械压力表和信号显示模块上给出的压力数值，当进气阀在整个气路压力低于外界压力3kpa仍未开启时，可以判断为进气阀不合格。当进气阀在整个气路压力低于外界压力2kpa-3kpa范围开启时，进气阀合格，信号处理模块通过分析压力传感器输出的电压信号，实时显示整个气路的压力值，并在校验结束时显示出整个抽气过程中气路系统达到的最小压力值。

根据本发明的具体实施例，本发明还包括：数据处理模块，所述数据处理模块包括：包括串口通信电路和gprs无线发送模块，用于进行有线和无线通信。图6为本发明的数据记录模块rs232串口通信电路图，如图6所示，采用max232芯片实现单片机stc89c52与计算机之间的数据通信，把stc89c52接收到的气路压力传送到计算机中保存，在校验结束后生成气路压力变化的曲线，便于用户观察整个校验过程。max232芯片的11和12引脚分别与stc89c52芯片的11和10引脚相连接，另一端通过j1接头与计算机相连。数据记录模块也可以采用wifi的通信方式与平板电脑和手机等移动式通信设备实现数据传输。

综上所述，本发明解决了现有呼吸阀校验装置设备笨重，携带不便，不适于在罐车定期检验现场对呼吸阀进行校验的问题。采用一套由机械压力表和压力传感器组成的压力检测装置，使用更小的储气罐，充气和抽气用气源都采用小型化便携设备，更加便于移动。通过更换连接于储气瓶上的呼吸阀接头，可以适用于多种类型呼吸阀的现场校验。同时配备了机械压力表和压力传感器两套压力监控系统，机械压力表可以实时显示呼吸阀压力校验情况，比较直观，但无法精确读取压力，同时在呼吸阀的出气阀和进气阀打开瞬间，压力出现瞬时变化，只靠眼睛观察难以确定准确的压力值。压力传感器的测量结果通过电路处理最终在信号显示模块上以数字量显示，同时还具备记录最大和最小检测压力的功能，全程记录呼吸阀校验过程中的压力变化，便于对呼吸阀的校验给出量化结果。本装置能够大大提升移动罐车呼吸阀的校验效率，减少检验成本，通过量化结果可以更容易判断出呼吸阀质量的优劣，提高整个罐体的安全水平。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。