專利名稱：氣壓加載閥門定位器試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及檢測閥門定位器的氣壓加載試驗臺。適用于閥門定位器生產(chǎn)廠家作為模擬現(xiàn)場的試驗設(shè)備，特別適合于旋轉(zhuǎn)式角行程的定位器的測試。可應(yīng)用于不超過90°旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行機構(gòu)負載測試。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的負載試驗臺一般采用摩擦力作為負載，無論是電磁\磁粉加載，液壓碟式盤式摩擦加載，都是摩擦力作為測試負載?，F(xiàn)有的負載試驗臺總體購價偏高，負載均是采用都是專業(yè)的制動設(shè)備，一般需要另備動力源，如電磁、液壓等。對于運動速度低的90°以內(nèi)的運動測試，電磁對于低速負載可控性差，液壓負載臺體積較大，且需附加液體加壓裝備。并且無論電磁還是液壓負載通常適用于多圈旋轉(zhuǎn)式運動測試，對于這種只在1/4 圈范圍內(nèi)進行負載摩擦，會導(dǎo)致單邊受力，負載裝置磨損不均，損壞加速。市面上的測試臺無論使用液壓加載還是電磁/磁粉加載的方式，需另購負載裝置，配備能源，體積龐大，價格高，適合應(yīng)用于多圈旋轉(zhuǎn)的設(shè)備測試。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種氣壓加載閥門定位器試驗臺。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，是依靠下述技術(shù)方案實現(xiàn)的氣壓加載閥門定位器試驗臺，包括與被測閥門定位器配套使用的真實控制機構(gòu)氣動執(zhí)行器，與氣動執(zhí)行器輸出端連接的模擬被控閥門工況的氣壓加載系統(tǒng)，給被測閥門定位器提供測試氣壓的測試調(diào)壓組件，與閥門定位器連接的檢測箱。所述氣壓加載系統(tǒng)包括與氣動執(zhí)行器輸出端轉(zhuǎn)動連接的反向執(zhí)行器，給反向執(zhí)行器提供加載氣壓的負載調(diào)壓組件。調(diào)整負載調(diào)壓組件的輸出壓力，可以改變反向執(zhí)行器的反向扭矩的大小，實現(xiàn)作用在氣動執(zhí)行器輸出端上的負載的變化。調(diào)整測試調(diào)壓組件的輸出壓力，模擬閥門定位器的實際工作時現(xiàn)場供氣狀態(tài)的變化。所述反向執(zhí)行器為旋轉(zhuǎn)軸作為機械輸入端與氣動執(zhí)行器的輸出端的旋轉(zhuǎn)軸連接， 一個氣腔與氣壓源連接，其旋轉(zhuǎn)軸對氣動執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)軸施加反向扭矩，反向使用的小型執(zhí)行器。所述氣動執(zhí)行器為雙作用式，被測閥門定位器(I)的兩個氣壓接口分別與氣動執(zhí)行器的兩個氣腔連接。所述測試調(diào)壓組件為輸入端與壓縮氣源連接，輸出端與被測定位器的氣壓輸入口連接的三條并聯(lián)氣路，包括低壓調(diào)壓閥和低壓開關(guān)串聯(lián)的低壓氣路，中壓調(diào)壓閥和中壓開關(guān)串聯(lián)的中壓氣路，壓縮氣源和高壓開關(guān)直通的高壓氣路。通過分別選擇不同氣路，模擬工作現(xiàn)場的三種供氣狀態(tài)的氣源壓力。
所述反向執(zhí)行器為雙作用式，反向執(zhí)行器的兩個氣腔分別與負載調(diào)壓組件的兩個 氣壓接口連接。所述負載調(diào)壓組件為輸入端與壓縮氣源連接，負載調(diào)壓閥和換向閥串聯(lián)的 調(diào)壓換向氣路。切換換向閥的輸出方向，實現(xiàn)反向執(zhí)行器的反向扭矩的變換，模擬作用在氣 動執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)軸上的雙向負載。所述試驗臺還設(shè)置有用于快速連接氣動執(zhí)行器2的氣腔與被測定位器的氣壓接 口的氣路快裝機構(gòu)。所述氣路快裝機構(gòu)包括連接定位器的氣壓接口的氣連接塊，推動氣連 接塊的直行程氣缸，控制直行程氣缸的換向閥。所述試驗臺還設(shè)置有用于消除測試過程中，被測閥門定位器的反饋軸和氣動執(zhí)行 器的旋轉(zhuǎn)軸之間回轉(zhuǎn)間隙的消除回差機構(gòu)。所述消除回差機構(gòu)包括與定位器的反饋軸快 速連接的限位定位軸，壓緊反饋軸的壓緊塊，給壓緊塊施壓的壓簧，固定在氣動執(zhí)行器的旋 轉(zhuǎn)軸上端的定位軸底座。采用本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點是I.氣動執(zhí)行器2作為被測閥門定位器I的控制物件，是實際使用的真實物件，反向 執(zhí)行器3與氣動執(zhí)行器2輸出端連接，用于模擬現(xiàn)場被控閥門的負載工況，使得閥門定位器 的測試條件更接近其真實使用的實際環(huán)境。2.反向執(zhí)行器3構(gòu)成的氣壓加載系統(tǒng)，模擬氣動執(zhí)行器2的負載，氣源調(diào)整后可在 整個測試過程中保持負載恒定，加載方式簡單。3.兩個雙作用氣動執(zhí)行器和被測定位器的能源通用，試驗臺的關(guān)鍵構(gòu)成物件單 一，氣動執(zhí)行器作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，物件購買方便。4.快裝機構(gòu)便于測試前后，裝卸被測定位器I時，被測定位器的氣壓接口可以快 速連接到氣動執(zhí)行器2的氣腔。5.回差機構(gòu)可以消除被測定位器的反饋軸和氣動執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)軸之間的回轉(zhuǎn)間 隙，還有利于裝卸被測定位器時，反饋軸和旋轉(zhuǎn)軸之間的快速連接。


圖I和圖2為本發(fā)明試驗臺使用的雙作用氣動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)原理圖。圖3為本發(fā)明氣壓加載閥門定位器試驗臺的系統(tǒng)框圖。圖4為本發(fā)明實施例的氣動原理圖。圖5為本發(fā)明實施例閥門定位器試驗臺的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明實施例的氣路快裝機構(gòu)示意圖。圖7為圖6的俯視圖。圖8為本發(fā)明實施例的另一氣路快裝機構(gòu)示意圖。圖9為圖8的俯視圖。圖10為本發(fā)明實施例的消除回差機構(gòu)的剖視圖。圖11為本發(fā)明實施例的消除回差機構(gòu)的左視圖。圖12為本發(fā)明實施例的消除回差機構(gòu)的俯視圖。圖13為與本發(fā)明實施例的檢測箱7連接的被測閥門定位器控制電路的邏輯方框 圖。圖14為本發(fā)明被測物，智能閥門定位器連接氣動執(zhí)行器及被控閥門的工作原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。本發(fā)明是利用兩個旋轉(zhuǎn)式角行程雙作用氣動執(zhí)行器作為雙作用智能閥門定位器I 測試負載的氣壓加載閥門定位器試驗臺。這個試驗臺包括一個與被測智能閥門定位器I真實配套的控制機構(gòu)氣動執(zhí)行器 2，一個模擬被控閥門負載的反向使用的小型執(zhí)行器構(gòu)成的氣壓加載系統(tǒng)，還包括一個用于快速連接氣動執(zhí)行器2的氣腔與被測閥門定位器I的氣路接口的氣路快裝機構(gòu)，一個用于消除被測閥門定位器和氣動執(zhí)行器之間回轉(zhuǎn)間隙的消除回差機構(gòu)。旋轉(zhuǎn)式角行程雙作用氣動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)如圖I、圖2所示，其原理是，氣缸雙腔A/ B間的壓差推動活塞，并通過齒條齒輪傳動將推力變成的旋轉(zhuǎn)軸的扭矩輸出，進而帶動閥門進行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)動作。圖I表示逆時針方向旋轉(zhuǎn)，壓縮空氣由A 口輸入進入中心，使左右活塞向外側(cè)方向運動，旋轉(zhuǎn)軸逆時針方向旋轉(zhuǎn)，兩活塞外側(cè)的空氣由B 口排出；圖2表示順時針方向旋轉(zhuǎn)，壓縮空氣由B 口輸入進入兩側(cè)，使左右活塞向中心移動，旋轉(zhuǎn)軸順時針方向旋轉(zhuǎn)，兩活塞中間的空氣由A 口排出。試驗臺的安裝結(jié)構(gòu)如圖5所示。被測閥門定位器I放置在一個鈑金結(jié)構(gòu)支架23 上，支架用螺絲緊固在氣動執(zhí)行器2上。選用缸徑210mm的旋轉(zhuǎn)式角行程氣動執(zhí)行器2與閥門定位器I配套連接，被測閥門定位器I下部的反饋軸與旋轉(zhuǎn)式角行程氣動執(zhí)行器2的輸出旋轉(zhuǎn)軸的上端連接，注意的是要保證氣動執(zhí)行器2的旋轉(zhuǎn)軸與閥門定位器I的反饋軸同心。為模擬現(xiàn)場被控閥門各種各樣的管道流量，選用另一缸徑為105_的旋轉(zhuǎn)式角行程氣動執(zhí)行器反向使用，構(gòu)成反向執(zhí)行器3。反向執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)軸與被測閥門定位器I控制的氣動執(zhí)行器2的輸出旋轉(zhuǎn)軸的下端連接，給反向執(zhí)行器的氣腔提供可調(diào)的加載氣壓，用于模擬現(xiàn)場被控閥門各種各樣的管道流量，作為測試時氣動執(zhí)行器2的機械負載。雙作用氣動執(zhí)行器的一個很重要的特點是，恒定氣壓下整個旋轉(zhuǎn)過程中扭矩保持恒定。所以這種負載恰好滿足測試的需求。如圖5所示，使用一個100X 100的方通做成梯形的轉(zhuǎn)接架24，將反向執(zhí)行器3倒置吊裝試驗臺內(nèi)，位于氣動執(zhí)行器2的正下方。氣動執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)軸的下端部有一個八角沉孔，適合放置正方形的軸，可間隔45°放入。反向執(zhí)行器3的旋轉(zhuǎn)軸上端部的八角沉孔， 正對氣動執(zhí)行器2的旋轉(zhuǎn)軸下端部的八角沉孔。制作一正方形的過橋軸，將兩氣動執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)軸連接起來，注意保證兩氣動執(zhí)行器旋轉(zhuǎn)軸同心。當(dāng)氣動執(zhí)行器2的旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)運動時，就會帶動反向執(zhí)行器3的旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)。這時給反向執(zhí)行器3的相應(yīng)氣腔通入恒定氣壓，給旋轉(zhuǎn)造成恒定的反向扭矩，就形成了試驗過程的恒定負載。試驗臺的系統(tǒng)框圖如圖3所示，調(diào)節(jié)檢測箱的信號源(4 20mA)，被測閥門定位器I將根據(jù)氣動執(zhí)行器2旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角的實際值與檢測箱輸出的給定值的偏差大小和方向， 輸出相應(yīng)的控制命令，即由控制電信號轉(zhuǎn)化為氣信號控制被測閥門定位的電氣轉(zhuǎn)換模塊， 并由電氣轉(zhuǎn)換模塊輸出氣信號驅(qū)動氣動執(zhí)行器2雙腔A/B的進氣或排氣。并根據(jù)氣動執(zhí)行器2的機械位置反饋，被測閥門定位器I控制給定氣動執(zhí)行器2雙腔的進氣。氣動執(zhí)行器 2由于體內(nèi)雙腔A/B進入氣體的壓差，使得其進行順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)運動。輸入氣壓通路中，測試調(diào)壓組件4連接在雙作用閥門定位器I之前，起到模擬現(xiàn)場各種氣壓時的情況，通常O. 4 7Bar可調(diào)。負載調(diào)壓組件5連接在反向執(zhí)行器3之前，起到調(diào)節(jié)反向執(zhí)行器3的反向扭矩的大小和方向的作用。如圖4實施例的氣動原理圖所示，氣源從兩位兩通手動球閥8接入試驗臺，然后分三路分別供應(yīng)給氣路快裝機構(gòu)6的直行程氣缸19，被測閥門定位器I和模擬被控閥門工況的氣壓加載系統(tǒng)的反向執(zhí)行器3。氣源第一分路通過一個三位四通手動閥18進入直行程氣缸19。三位四通手動閥 18的進氣口 P可以兩個狀態(tài)切換分別與直行程氣缸19的兩個活塞腔相連。當(dāng)三位四通手動閥18接通P-A通路時，直行程氣缸19的活塞大腔A進氣，氣壓推動活塞向前運動，直行程氣缸19的活塞小腔B通過三位四通手動閥18接通的B-R通路向外界排氣；當(dāng)三位四通手動閥18接通P-B通路時，直行程氣缸19的活塞小腔B進氣，氣壓推動活塞向后運動，直行程氣缸19的活塞大腔A通過三位四通手動閥18接通的A-R通路向外界排氣。在直行程氣缸19的活塞桿前端連接一個氣連接塊20，測試工作中，通過操控三位四通手動閥18，直行程汽缸19就能快速的推動和拉回氣連接塊20，使得氣連接塊20與被測閥門定位器I的緊壓連接和快速分離，降低測試前安裝被測閥門定位器I和的工作量，也降低每次安裝被測閥門定位器I都要重新連接氣路的工作量。氣源第二分路進入雙作用閥門定位器I。如圖4氣動原理圖所示，氣源在供給被測閥門定位器I之前，先進入調(diào)壓組件4的輸入端，調(diào)壓組件4的輸出端與被測閥門定位器I的氣壓輸入口連接。調(diào)壓組件4并聯(lián)的三條氣路，分別為低壓調(diào)壓閥10和低壓開關(guān)9串聯(lián)的低壓氣路，中壓調(diào)壓閥12和中壓開關(guān) 11串聯(lián)的中壓氣路，氣源和高壓開關(guān)13直通的高壓氣路。通過三條氣路上的三個氣壓開關(guān)選擇適合的試驗氣壓。試驗氣壓先進入被測閥門定位器1，閥門定位器I控制進入氣動執(zhí)行器2兩個氣腔A/B的氣壓。閥門定位器I通過檢測氣動執(zhí)行器2的機械反饋，使得氣動執(zhí)行器2定位在一個給定的位置。三種不同的試驗氣壓起到使氣動執(zhí)行器運動到定位點的時間長短不同，可觀察閥門定位器I對控制和反饋信號采集的遲滯性和靈敏度。為了提高試驗臺的測試效率，試驗臺設(shè)計了幾個壓力，低壓、中壓和高壓分別設(shè)成 2Bar,4Bar和全壓(7Bar)。雖然這個功能可由一個電/氣轉(zhuǎn)換器通過給定電信號即可方便的切換，并且還可以得到每個小變化量氣壓。但通常一個電氣轉(zhuǎn)化器的價格大于10個普通的減壓閥，而實際測試并不需要多樣化的氣壓，所以只要考慮模擬現(xiàn)場可能出現(xiàn)的低壓、中壓、高壓進行設(shè)計即可，并且在高壓情況下不需要再加減壓閥，直通就行。在低、中、高壓氣路中分別裝上氣路開關(guān)，可根據(jù)需要分別打開或關(guān)閉。為了識別實際到達被測閥門定位器I的氣壓，我們加裝了一個壓力表14在被測定位器前的氣路中，方便讀取實際氣壓值。被測閥門定位器I兩個氣壓接口分別連接氣動執(zhí)行器2的兩個氣腔A/B氣壓的充、放氣，通過閥門定位器I控制氣動執(zhí)行器2的兩個氣腔A/B的壓力。為觀察被測閥門定位器I輸出到氣動執(zhí)行器2的A/B氣腔的氣壓值，在被測閥門定位器輸出氣壓至氣動執(zhí)行器2的兩氣路中設(shè)計兩個氣壓表21、22。并在該兩氣路分別設(shè)計放氣口，接入兩個氣路開關(guān) 25，其作用是測試完成后，快速將氣動執(zhí)行器2的A/B氣腔內(nèi)的氣壓排出，避免在卸下閥門定位器時該氣壓釋放發(fā)生巨大聲響，吹跑一些氣路密封小零件，如O型圈等。氣源第三分路進入起反向扭矩的反向執(zhí)行器3。先經(jīng)過負載調(diào)壓組件5的負載調(diào)壓閥15調(diào)整氣源壓力得到穩(wěn)定氣壓，此時的氣壓值可以通過壓力表16讀出來，然后通過兩位五通手動換向閥17確定進入反向執(zhí)行器3的相應(yīng)氣腔，從而確定反向執(zhí)行器3對于氣動執(zhí)行器2造成的反向扭矩。根據(jù)實際氣動執(zhí)行器2的運動方向，決定給予反向執(zhí)行器3氣壓的方向。如圖4 所示，閥門定位器I驅(qū)動氣動執(zhí)行器2逆時針旋轉(zhuǎn)時，手動換向閥17扳到P 口向A 口通氣， B 口向EB 口排氣，反向執(zhí)行器3順時針方向加載。閥門定位器I驅(qū)動氣動執(zhí)行器2順時針旋轉(zhuǎn)時，手動換向閥17扳到P 口向B 口通氣，A 口向EA 口排氣，反向執(zhí)行器3逆時針方向加載，反向執(zhí)行器3對氣動執(zhí)行器2的反向扭矩不變。并且氣壓恒定，反向扭矩恒定。如圖6、圖7所示，為減少安裝被測閥門定位器I的時間，提高生產(chǎn)效率，該試驗臺設(shè)置一快速連接被測閥門定位器氣路接口的氣路快裝機構(gòu)6。被測閥門定位器I的右邊使用一個直行程氣缸19，通過其來壓緊和放松與定位器的氣壓接口緊密接觸的氣連接塊20， 減少每次安裝被測閥門定位器I都要重新接氣的工作量。該氣路快裝機構(gòu)6主要由已經(jīng)與氣動執(zhí)行器2的兩個氣腔A/B連接的氣連接塊 20，快裝插銷27，汽缸連接塊29，用于快速切換針對不同規(guī)格被測件的中間塊28，直行程氣缸19和三位四通手動閥18組成。其中直行程氣缸19和三位四通手動閥18組合一體使用， 即通過三位四通手動閥18直接控制直行程氣缸19的運動方式。根據(jù)前述氣源第一分路，被測定位器安裝過程中，如圖7所示，若人工扳動三位四通手動閥18的手柄往H位時，直行程氣缸19活塞大腔A進氣，活塞小腔B排氣，氣壓推動活塞運動，直行程氣缸19的活塞桿推動氣連接塊20壓緊被測閥門定位器1，閥門定位器I 的兩個氣壓接口通過氣連接塊20分別與氣動執(zhí)行器2的兩個氣腔A/B連接。若人工扳動三位四通手動閥18的手柄往Q位時，直行程氣缸19活塞小腔B進氣，活塞大腔A排氣，氣壓推動活塞反向運動，直行程氣缸19的活塞桿拉動氣連接塊20脫離被測閥門定位器I。由于被測閥門定位器有帶壓力表組件和不帶壓力表組件之規(guī)格，故通過是否加裝快裝機構(gòu)6的中間塊28，即可用來測試帶壓力表組件和不帶壓力表組件之規(guī)格閥門定位器
I。具體操作為若被測定位器不帶壓力表組件，則該快裝機構(gòu)如圖6、圖7所示進行安裝。 若被測定位器帶壓力表組件，則先將快裝插銷27拔出，再將中間塊28取出，接著直接將汽缸連接塊29插入氣連接塊20導(dǎo)向孔內(nèi)，再用一快裝插銷27鎖上，如圖8和圖9所示。由于制造和安裝誤差的存在，被測閥門定位器I的反饋軸和氣動執(zhí)行器2的旋轉(zhuǎn)軸之間有配合間隙，則必然會產(chǎn)生測試回差。回差小時，單機調(diào)試時并不會有太大的問題， 甚至不會被發(fā)覺。達到一、兩個百分點時，在閥門全開全關(guān)位置就很容易發(fā)現(xiàn)，表現(xiàn)為，實際閥位已經(jīng)到達但是反饋值卻顯示還差很多。在調(diào)試時如有發(fā)現(xiàn)此類問題，應(yīng)及時處理，一旦投入運行，現(xiàn)場使用過程中，在工藝要求較高的工段，極易出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。鑒于此現(xiàn)象，試驗臺設(shè)置有如圖10、圖11、圖12所示的消除回差機構(gòu)26，用于消除測試過程中產(chǎn)生的回差。被測閥門定位器I安裝過程中，定位器I的反饋軸通過消除回差機構(gòu)26與氣動執(zhí)行器2的旋轉(zhuǎn)軸連接。安裝時，先用一螺釘30將消除回差機構(gòu)的定位軸底座31固定在氣動執(zhí)行器2的旋轉(zhuǎn)軸的頂端，接著用2個定位銷32將限位定位軸33安裝到定位軸底座31上。2個定位銷32與定位軸底座31和限位定位軸33都是有緊配要求的，即位定位軸底座31和限位定位軸33安裝后不可有間隙和相對的旋轉(zhuǎn)?；夭顧C構(gòu)26的作用原理為被測閥門定位器I的反饋軸插入限位定位軸33頂端的圓孔中，通過壓簧35的彈力作用在壓緊塊34的下端上，壓緊塊34的上端壓緊被測閥門定位器I的反饋軸。故測試過程中被測閥門定位器的反饋軸和限位定位軸33之間即無相對旋轉(zhuǎn)，測試回差被消除。閥門定位器I的供電及信號給定、信號反饋均由試驗臺左上側(cè)的檢測箱7控制和顯示。檢測箱7主要由一信號源組成，該信號源可輸出4-20mA的電控制信號，用于控制被測閥門定位器I的定位，同時，被控閥門反饋回來的實際位置值通過被測閥門定位器I的輸出信號也在該檢測箱7上顯示出來。圖13為與本發(fā)明實施例的檢測箱7連接的被測閥門定位器I控制電路的邏輯方框圖。A、被測閥門定位器I的工作原理如圖14所示，智能閥門定位器I工作原理是通過微處理器MCU來比較給定值和被控閥門反饋回來的實際值，并利用偏差信號來控制進入氣動執(zhí)行機構(gòu)氣腔的進氣量，從而達到準(zhǔn)確定位。微處理器MCU接收4_20mA的給定值信號，與被控閥門的位置傳感器反饋的實際閥位值進行比較，如果檢測到偏差，立即根據(jù)偏差的大小和方向輸出一個電控指令給兩個控制閥，其中一個控制閥進氣，另一個控制閥排氣，從而調(diào)節(jié)進入執(zhí)行機構(gòu)氣室的空氣流量， 也就是說，控制閥將控制指令轉(zhuǎn)換成氣動位移增量。當(dāng)實際的閥位與設(shè)定值偏差很大時 (高速區(qū))，閥門定位器I輸出一個連續(xù)信號，控制其電氣轉(zhuǎn)換模塊連續(xù)往執(zhí)行器氣腔充氣或放氣，使閥位快速靠近設(shè)定值；如偏差不大(低速區(qū))，閥門定位器I將輸出脈沖信號；當(dāng)偏差很小時(自適應(yīng)或可調(diào)死區(qū)狀態(tài))，則沒有定位信號輸出，此時，實際被控閥門到達設(shè)定值，機構(gòu)達到平衡狀態(tài)，即一定的設(shè)定值電流對應(yīng)一定的閥門位置。閥門定位器試驗臺即使安裝被控閥門也很難布置如現(xiàn)場各種各樣的管道流量，所以一般只要模擬被控閥門對各種流量作用下開和關(guān)所用的力矩即可。為了模擬實際工作情況，閥門流量負載選用一個小型氣動執(zhí)行器反向安裝，其機械輸出端的旋轉(zhuǎn)軸作為機械輸入端使用，稱為反向執(zhí)行器3,也給予一個穩(wěn)定的氣壓,作為氣動執(zhí)行器2的負載。因為氣動執(zhí)行器2帶負載運行的時間可能與空載運行時間有差別， 模擬實際工作情況更有利于測試產(chǎn)品的遲滯性和靈敏性。在測試時，根據(jù)圖13被測閥門定位器I控制電路的邏輯方框圖給被測定位器I準(zhǔn)確接上導(dǎo)線，并給試驗臺通上氣源，調(diào)節(jié)檢測箱7的信號源即可模擬測試閥門定位器I的功倉泛。B、閥門定位器I功能檢測通過此測試評估產(chǎn)品基本功能是否滿足，能否正常工作。檢測項目閥門定位器I的手\自動切換功能、正\反轉(zhuǎn)功能、斷氣\信號保持功能、報警功能、自診斷功能。
試驗步驟a.按下閥門定位器I的手\自動切換，檢查功能是否正常。b.正確接線后，使閥門定位器I全行程運行，輸入信號0%、25%、50%、75%、 100%，進行一個循環(huán)，觀察氣動執(zhí)行器2和反向執(zhí)行器3的運行狀況。c.突然切斷輸入信號，觀察閥門定位器I是否保持。d.突然切斷氣源，觀察閥門定位器I是否保持。e.運行閥門定位器I的自診斷流程，記錄自診斷的各項參數(shù)。f.運行閥門定位器I的自定義閥門特性曲線功能時，將曲線錯誤的定義成非單調(diào)上升\下降，觀察閥門定位器I是否正確顯示報警。g.初始化時，將參數(shù)錯誤的設(shè)置成規(guī)定范圍之外，觀察閥門定位器I是否正確顯示報警。h.輸入> 100%或< -10%信號時，觀察閥門定位器I是否正確顯示報警。i.使閥門定位器I在未到達指定位置時堵轉(zhuǎn)，觀察閥門定位器I是否正確顯示報
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目O注a為手\自動功能測試；b為正\反轉(zhuǎn)功能測試；c-d為斷氣\斷信號保持功能測試；e為自診斷功能測試；f_i為報警功能測試。若閥門定位器I沒有報警模塊則不進行報警功能測試。C、閥門定位器I線性度，基端一致性誤差，重復(fù)性誤差檢測通過調(diào)節(jié)檢測箱7的信號源，改變輸入信號，用10%的幅度在向上和向下的方向至少測試三次，記錄每個輸入點對應(yīng)的輸出信號值，根據(jù)各試驗點測得的誤差值，計算精度 (重復(fù)性誤差)、回差。實驗時，輸入信號應(yīng)按初始變化的同一方向緩慢的逼近試驗點，不允許有過沖現(xiàn)象。測試時，輸入信號應(yīng)保持穩(wěn)定，直到被測試參數(shù)穩(wěn)定為止。D、閥門定位器I階躍響應(yīng)試驗調(diào)節(jié)檢測箱7的信號源，在閥門定位器I的輸入上施加一系列的階躍變化信號，與被試裝置的響應(yīng)時間相比。E、閥門定位器I輸入信號過范圍檢測a.將被閥門定位器I輸入信號調(diào)整到28mA,為時Imin,觀察閥門定位器I超負載狀態(tài)。b.恢復(fù)到輸入范圍的50%，穩(wěn)定5min后，測量輸出變化量。c.將輸入信號調(diào)整到零，重復(fù)上述試驗，測量輸出變化量。本發(fā)明閥門定位器測試試驗臺實施例的功能參數(shù)I.基本功能A、檢測閥門定位器各項功能參數(shù)B、檢測閥門定位器線性度，基端一致性誤差，重復(fù)性誤差C、檢測閥門定位器階躍響應(yīng)D、閥門定位器過范圍試驗2.規(guī)格參數(shù)
權(quán)利要求
1.氣壓加載閥門定位器試驗臺，其特征是，包括與被測閥門定位器(I)配套使用的真實控制機構(gòu)氣動執(zhí)行器(2),與氣動執(zhí)行器(2)輸出端連接的模擬被控閥門工況的氣壓加載系統(tǒng)，給被測閥門定位器⑴提供測試氣壓的測試調(diào)壓組件(4)，與閥門定位器⑴連接的檢測箱⑵；所述氣壓加載系統(tǒng)包括與氣動執(zhí)行器(2)輸出端轉(zhuǎn)動連接的反向執(zhí)行器(3)，給反向執(zhí)行器(3)提供加載氣壓的負載調(diào)壓組件(5)；調(diào)整負載調(diào)壓組件(5)的輸出壓力，改變反向執(zhí)行器(3)的反向扭矩的大小，實現(xiàn)作用在氣動執(zhí)行器(2)輸出端上的負載的變化；調(diào)整測試調(diào)壓組件(4)的輸出壓力，模擬閥門定位器(I)的實際工作時現(xiàn)場供氣狀態(tài)的變化。
2.如權(quán)利要求I所述的試驗臺，其特征是所述反向執(zhí)行器(3)為旋轉(zhuǎn)軸作為機械輸入端與氣動執(zhí)行器(2)的輸出端的旋轉(zhuǎn)軸連接，一個氣腔與氣壓源連接，其旋轉(zhuǎn)軸對氣動執(zhí)行器(2)的旋轉(zhuǎn)軸施加反向扭矩，反向使用的小型執(zhí)行器。
3.如權(quán)利要求2所述的試驗臺，其特征是所述氣動執(zhí)行器(2)為雙作用式，被測閥門定位器(I)的兩個氣壓接口分別與氣動執(zhí)行器(2)的兩個氣腔連接。
4.如權(quán)利要求3所述的試驗臺，其特征是所述測試調(diào)壓組件(4)為輸入端與壓縮氣源連接，輸出端與被測定位器(I)的氣壓輸入口連接的三條并聯(lián)氣路，包括低壓調(diào)壓閥(10)和低壓開關(guān)(9)串聯(lián)的低壓氣路，中壓調(diào)壓閥(12)和中壓開關(guān)(11)串聯(lián)的中壓氣路， 壓縮氣源和高壓開關(guān)(13)直通的高壓氣路；通過分別選擇不同氣路，模擬閥門定位器工作現(xiàn)場的三種供氣狀態(tài)的氣源壓力。
5.如權(quán)利要求3所述的試驗臺，其特征是所述反向執(zhí)行器(3)為雙作用式，反向執(zhí)行器(3)的兩個氣腔分別與負載調(diào)壓組件(5)的兩個氣壓接口連接。
6.如權(quán)利要求5所述的試驗臺，其特征是所述負載調(diào)壓組件(5)為輸入端與壓縮氣源連接，負載調(diào)壓閥(15)和換向閥(17)串聯(lián)的調(diào)壓換向氣路；切換換向閥(17)的輸出方向，實現(xiàn)反向執(zhí)行器(3)的反向扭矩的變換，模擬作用在氣動執(zhí)行器(2)旋轉(zhuǎn)軸上的雙向負載。
7.如權(quán)利要求3所述的試驗臺，其特征是所述試驗臺還設(shè)置有用于快速連接氣動執(zhí)行器(2)的氣腔與被測定位器(I)的氣路接口的氣路快裝機構(gòu)(6)。
8.如權(quán)利要求7所述的試驗臺，其特征是所述氣路快裝機構(gòu)(6)包括連接定位器 (I)的氣路接口的氣連接塊(20)，推動氣連接塊(20)的直行程氣缸(19)，控制直行程氣缸(19)的換向閥(18)。
9.如權(quán)利要求3所述的試驗臺，其特征是所述試驗臺還設(shè)置有用于消除測試過程中， 被測閥門定位器(I)的反饋軸和氣動執(zhí)行器(2)的旋轉(zhuǎn)軸之間回轉(zhuǎn)間隙的消除回差機構(gòu)(26)。
10.如權(quán)利要求9所述的試驗臺，其特征是所述消除回差機構(gòu)(26)包括與定位器(I)的反饋軸快速連接的限位定位軸(33)，壓緊反饋軸的壓緊塊(34)，給壓緊塊(34)施壓的壓簧(35)，固定在氣動執(zhí)行器(2)的旋轉(zhuǎn)軸上端的定位軸底座(31)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣壓加載閥門定位器試驗臺，包括與被測閥門定位器配套使用的真實控制機構(gòu)氣動執(zhí)行器，與氣動執(zhí)行器輸出端連接的模擬被控閥門工況的氣壓加載系統(tǒng)，給被測閥門定位器提供測試氣壓的測試調(diào)壓組件，與閥門定位器連接的檢測箱。該氣壓加載系統(tǒng)包括與氣動執(zhí)行器輸出端轉(zhuǎn)動連接的反向執(zhí)行器，給反向執(zhí)行器提供加載氣壓的負載調(diào)壓組件。調(diào)整負載調(diào)壓組件的輸出壓力，可以改變反向執(zhí)行器的反向扭矩的大小，實現(xiàn)作用在氣動執(zhí)行器輸出端上的負載的變化。其優(yōu)點是，反向使用的小型執(zhí)行器構(gòu)成的氣壓加載系統(tǒng)，用于模擬現(xiàn)場被控閥門的負載工況，使得閥門定位器的測試條件更接近其真實使用的實際環(huán)境。
文檔編號G01M13/00GK102607822SQ20111002755
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者傅宇晨, 馮光瑜, 袁敏勛, 袁菲 申請人:深圳萬訊自控股份有限公司