專利名稱：閥門扭矩連續(xù)測試裝置及其測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于閥門檢驗(yàn)測試裝備的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明涉及一種閥門扭矩 連續(xù)測試裝置。另外，本發(fā)明還涉及所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置的測試方法。
背景技術(shù)：
閥門是承受內(nèi)壓的機(jī)械產(chǎn)品，因而必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證長期使用 而不發(fā)生破裂或產(chǎn)生變形。起閉力和啟閉力矩是指閥門開啟或關(guān)閉所必須施加的作用力或 力矩。閥門啟閉扭矩是體現(xiàn)閥門綜合水平的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。目前所有的閥門檢測裝 置大多數(shù)根據(jù)國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以壓力表顯示其試驗(yàn)強(qiáng)度和密封性能，這一簡單的試驗(yàn)方法 并不能完全反映出一種閥門在設(shè)計(jì)與加工中存在的諸多問題。根據(jù)國內(nèi)行業(yè)調(diào)查及科技查新表明，對于閥門啟閉扭矩的試驗(yàn)、測試與研究，國內(nèi) 目前尚屬空白領(lǐng)域，無人做過此項(xiàng)工作，既無顯示閥門開度位置與扭矩值的對應(yīng)關(guān)系的測 試設(shè)備，也沒有在使用現(xiàn)場檢測閥門動態(tài)扭矩的設(shè)備，由于無法了解閥門在實(shí)際工況下的 啟閉扭矩值和該值與閥門開度的對應(yīng)關(guān)系，給閥門的設(shè)計(jì)、制造工藝、使用帶來了盲目性， 嚴(yán)重制約了閥門產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步和質(zhì)量提升，不能滿足產(chǎn)品的使用要求；另外，因缺乏扭矩 實(shí)際數(shù)據(jù)，所以在驅(qū)動裝置選型配套方面也經(jīng)常出現(xiàn)問題，往往不是扭矩選擇過剩，造成浪 費(fèi)，就是扭矩選擇不足，無法驅(qū)動。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明所要解決的第一個(gè)問題是提供一種閥門扭矩連續(xù)測試裝 置，其目的是在閥門扭矩進(jìn)行連續(xù)測試并反映其動態(tài)數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為本發(fā)明所提供的這種閥門扭矩連續(xù)測試裝置，用于對閥門的開啟和閉合時(shí)測試扭 矩，所述的測試裝置包括閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)、扭矩傳感器、閥門開度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電腦運(yùn) 算控制系統(tǒng)，所述的扭矩傳感器設(shè)在閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)與閥門的連接位置。本發(fā)明還提供了以下更為具體的技術(shù)方案，體現(xiàn)了本發(fā)明的新穎性、創(chuàng)造性和實(shí) 用性所述的電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)中設(shè)軟件處理模塊、驅(qū)動控制模塊、傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模 塊和圖形數(shù)據(jù)顯示模塊。所述的閥門開度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在所述的閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出軸位置設(shè)置脈 沖編碼器，與閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出軸直接連接。所述的脈沖編碼器獲取信號的方式是當(dāng)閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)的輸出軸運(yùn)行時(shí)輸出兩路 相位差90°的脈沖信號，所述的脈沖編碼器每旋轉(zhuǎn)一圈，每一路輸出1000個(gè)脈沖。所述的軟件處理模塊中設(shè)脈沖信號處理模塊，接收來自脈沖編碼器的脈沖信號， 進(jìn)行計(jì)數(shù)，正轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞增，反轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞減，每轉(zhuǎn)一圈將計(jì)4000個(gè)數(shù)字。
所述的驅(qū)動控制模塊與閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制信號的連接，控制其運(yùn)行并接收閥 門驅(qū)動機(jī)構(gòu)上的行程開關(guān)、扭矩開關(guān)的信號。所述的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊與用于提供扭矩傳感器工作電源連接，并與扭矩傳感 器上輸出的毫伏信號線路連接，所述的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊設(shè)A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將扭矩傳 感器上輸出的毫伏信號放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。所述的圖形數(shù)據(jù)顯示模塊設(shè)數(shù)據(jù)讀取和存儲設(shè)備，所述的數(shù)據(jù)讀取和存儲設(shè)備讀 取既往測試試驗(yàn)后保存的數(shù)據(jù)；所述的圖形數(shù)據(jù)顯示模塊設(shè)有顯示設(shè)備，所述的顯示設(shè)備 根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)顯示其圖象，所述的圖象包括閥門扭矩與開度關(guān)系曲線、閥門動作時(shí)間與 開度關(guān)系曲線；所述的圖形數(shù)據(jù)顯示模塊設(shè)打印設(shè)備，所述的打印設(shè)備打印所述的顯示設(shè) 備所顯示的圖象、打印數(shù)據(jù)讀取和存儲設(shè)備所讀取的數(shù)據(jù)。所述的閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)有力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)；所述的閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)有手動、電動切 換機(jī)構(gòu)。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)問題是提供上述閥門扭矩連續(xù)測試裝置采用的測試方 法，其技術(shù)方案是所述的閥門承受的扭矩和閥門關(guān)閉件運(yùn)動位移，分別由扭矩傳感器和脈沖編碼器 獲得數(shù)據(jù)，然后通過串口通信傳給電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)處理，電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)采 用VisualBasic語言控制程序，檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并保存在SQLServer數(shù)據(jù)庫中，再 根據(jù)電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)的要求將數(shù)據(jù)傳送給電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)；所述的驅(qū)動控制模塊用于控制閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行并接收閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)的行程 開關(guān)、扭矩開關(guān)的信號；所述的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊用于提供扭矩傳感器的工作電源并接收來自扭矩傳 感器輸出的毫伏信號，放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；所述的軟件處理模塊用于接收來自脈沖編碼器的脈沖信號，進(jìn)行計(jì)數(shù)；正轉(zhuǎn)時(shí)數(shù) 字遞增，反轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞減，每轉(zhuǎn)一圈將計(jì)4000個(gè)數(shù)字；所述的VisualBasic語言控制程序?qū)崿F(xiàn)兩種控制，即工作過程控制方式和數(shù)據(jù) 打印模塊，其中1)、工作過程控制方式A、操作權(quán)的控制在所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置開機(jī)前，閥門的操作權(quán)屬現(xiàn)場 控制按鈕；閥門扭矩連續(xù)測試裝置可以將操作權(quán)收歸電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)控制；B、閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)開、關(guān)、停動作的控制；C、行程整定功能，控制閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行一次開、關(guān)操作，先關(guān)后開，求得閥門在 全行程中脈沖編碼器9輸出的脈沖數(shù)，以便利以后的數(shù)據(jù)處理；D、讀傳感器扭矩功能；E、讀編碼器脈沖數(shù)功能；F、在傳感器不受力時(shí)的扭矩調(diào)零功能；G、開閥和關(guān)閥過程中連續(xù)采樣功能，主要采集閥門轉(zhuǎn)動扭矩、行程、運(yùn)行時(shí)間三個(gè) 數(shù)據(jù)；2)、數(shù)據(jù)打印模塊A、讀取以前做試驗(yàn)后保存的數(shù)據(jù)；
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B、根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)顯示圖象，圖象中包括a、閥門扭矩與開度關(guān)系曲線；b、閥門 動作時(shí)間與開度關(guān)系曲線；C、打印顯示的圖象；D、打印所讀取的數(shù)據(jù)。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，填補(bǔ)了國內(nèi)外閥門扭矩連續(xù)測試和同時(shí)顯示閥門扭矩 值及開度位置對應(yīng)關(guān)系的測試設(shè)備的空白，其技術(shù)指標(biāo)為扭矩測試范圍50 20000Nm， 轉(zhuǎn)速測試范圍0. 5 4r/min ；本發(fā)明可測試或連續(xù)測試扭矩范圍內(nèi)的蝶閥、球閥及閘閥 的啟閉扭矩及啟閉過程中的動態(tài)扭矩；扭矩傳感器精度0. 5% ；扭矩測試系統(tǒng)的測量誤差 ^ ；該裝置能顯示閥門啟閉過程中任一開度位置的扭矩值，并能輸出打印閥門開度位置 與扭矩值對應(yīng)曲線圖；該裝置的驅(qū)動方式既可電動也可手動，且互不干涉。


下面對本說明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明圖1為本發(fā)明中測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的控制路線示意圖；圖3為本發(fā)明中的測試方法的流程示意圖。圖中標(biāo)記為1、閥門，2、閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)，3、扭矩傳感器，4、閥門開度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，5、電腦 運(yùn)算控制系統(tǒng)，6、軟件處理模塊，7、驅(qū)動控制模塊，8、傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，9、圖形數(shù)據(jù)顯 示模塊，10、脈沖編碼器，11、脈沖信號處理模塊，12、顯示設(shè)備，13、打印設(shè)備。
具體實(shí)施例方式下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各構(gòu) 件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝 及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、 技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖1、圖2所表達(dá)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明為一種閥門扭矩連續(xù)測試裝置，用于 對閥門1的開啟和閉合時(shí)測試扭矩。為了解決在本說明書背景技術(shù)部分所述的目前公知技術(shù)存在的問題并克服其缺 陷，實(shí)現(xiàn)在閥門扭矩進(jìn)行連續(xù)測試并反映其動態(tài)數(shù)據(jù)的發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案 為如圖1至圖3所示，本發(fā)明所述的這種閥門扭矩連續(xù)測試裝置包括閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu) 2、扭矩傳感器3、閥門開度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4和電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)5，所述的扭矩傳感器 3設(shè)在閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2與閥門1的連接位置。本發(fā)明的測試裝置主要由驅(qū)動裝置、閥門開度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 組成。閥門承受的扭矩和閥門轉(zhuǎn)過的角度由傳感器和脈沖編碼器獲得數(shù)據(jù)，然后通過串 口通信傳給工控機(jī)(即本發(fā)明所述的電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)5，主要為計(jì)算機(jī)的軟硬件構(gòu)成)進(jìn) 行后續(xù)處理，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用VB開發(fā)，檢測結(jié)果保存在SQLServer數(shù)據(jù)庫中，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字
6信號，再根據(jù)計(jì)算機(jī)的要求將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。數(shù)字采集與計(jì)算機(jī)通過串行方式進(jìn)行通 訊和數(shù)據(jù)傳輸。在驅(qū)動裝置與閥門之間連接一個(gè)扭矩傳感器3，用于測量驅(qū)動裝置的輸出扭矩即 閥門的轉(zhuǎn)動扭矩，該扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)采用無接流環(huán)型式，故精度較高，壽命較長。下面以NS型閥門扭矩連續(xù)測試裝置為例NS型閥門扭矩連續(xù)測試裝置適用于閥門生產(chǎn)單位對閥門進(jìn)行扭矩檢測，以及水 電、冶金、石化、環(huán)保、核能等領(lǐng)域的使用單位在使用現(xiàn)場對閥門進(jìn)行扭矩檢測。該裝置也適 用于類似閥門啟閉的其他設(shè)備的扭矩檢測，如水輪機(jī)調(diào)速器調(diào)速扭矩的檢測。NS型閥門扭矩連續(xù)測試裝置，可以在壓力或工況條件下連續(xù)測試閥門或類似設(shè)備 的開啟和關(guān)閉時(shí)的扭矩，包括啟閉過程中的動態(tài)扭矩。采用P8R8DI0、ISO-LD、ENC0DER300三種功能模塊，分別用于驅(qū)動裝置的開關(guān)信 號、扭矩傳感器的毫伏信號、脈沖編碼器的脈沖信號的放大、處理、控制等，以滿足測控要 求。NS型閥門扭矩連續(xù)測裝置，用于閥門在壓力或工況條件下測試閥門開啟和關(guān)閉時(shí) 的扭矩，包括啟閉過程中的動態(tài)扭矩。扭矩測試范圍50-320000N.m。該裝置可測試扭矩范 圍內(nèi)的蝶閥、球閥及閘閥的啟閉扭矩及啟閉過程中的動態(tài)扭矩；扭矩傳感器精度0. 5% ；扭 矩測試系統(tǒng)的測量誤差< ；裝置能顯示閥門啟閉過程中任一開度位置的扭矩值，并能輸 出打印閥門開度位置與扭矩值對應(yīng)曲線圖；裝置的驅(qū)動方式既可電動也可手動。本發(fā)明執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)類型為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。全部的技術(shù)性能指標(biāo) 參數(shù)均符合以下標(biāo)準(zhǔn)JB/T8528-1997《閥門電動裝置技術(shù)條件》；JJG924-1996《轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量裝置檢定規(guī)程》GB/T4942. 2-93《低壓電器外殼防護(hù)等級》；JB/T8219 一 1999《工業(yè)過程測量和控制系統(tǒng)用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)》；Q/HJY001-2007《閥門扭矩連續(xù)測試裝置技術(shù)條件》。下面是本發(fā)明提供的有關(guān)閥門扭矩連續(xù)測試裝置的具體實(shí)施示例，供本領(lǐng)域的技 術(shù)人員在實(shí)施本發(fā)明時(shí)參考、借鑒在整個(gè)測試系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理是十分重要的環(huán)節(jié)，它主要具有三項(xiàng)功能即數(shù)據(jù)讀 取處理、數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)管理。以上所述的工控機(jī)中的串口通訊利用VisualBasic6. 0中的MSCman控件來實(shí)現(xiàn)。 通過串口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為測試過程中的轉(zhuǎn)矩(毫伏信號)和轉(zhuǎn)角(脈沖信號)，串行端口通訊 協(xié)議為波特率9600。測試系統(tǒng)具有測試數(shù)據(jù)、扭矩曲線與開度值對應(yīng)顯示，運(yùn)行時(shí)間顯示，實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè) 置和測試結(jié)果儲存、打印，系統(tǒng)界面友好易操作。電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)5內(nèi)除了一般電腦具有的配置外，為了滿足測控要求還增加了 三塊功能模塊，目前國內(nèi)外同類產(chǎn)品尚無該項(xiàng)技術(shù)驅(qū)動裝置、扭矩傳感器、脈沖編碼器的 接線全部通過一個(gè)接線盒匯總，然后連接到一臺工控機(jī)(即設(shè)有電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)5的硬 件、軟件的計(jì)算機(jī))，工控機(jī)內(nèi)除了一般電腦具有的配置外，為了滿足測控和輸出打印的要 求，還安裝了三塊功能模塊
1)、P8R8DI0 板；2)、IS0-LD 板；3)、ENC0DER300 板。實(shí)施例一本發(fā)明所述的電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)5中設(shè)軟件處理模塊6、驅(qū)動控制模塊7、傳感器 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊8和圖形數(shù)據(jù)顯示模塊9。實(shí)施例二本發(fā)明所述的閥門開度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4在所述的閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2的輸出軸位 置設(shè)置脈沖編碼器10，與閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2的輸出軸直接連接。實(shí)施例三本發(fā)明所述的脈沖編碼器10獲取信號的方式是當(dāng)閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2的輸出軸運(yùn)行 時(shí)輸出兩路相位差90°的脈沖信號，所述的脈沖編碼器10每旋轉(zhuǎn)一圈，每一路輸出1000個(gè) 脈沖。實(shí)施例四本發(fā)明所述的脈沖信號處理模塊11中設(shè)脈沖信號處理模塊11，接收來自脈沖編 碼器10的脈沖信號，進(jìn)行計(jì)數(shù)，正轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞增，反轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞減，每轉(zhuǎn)一圈將計(jì)4000個(gè)數(shù)字。脈沖信號處理模塊11采用ENC0DER300板，用于接收來自脈沖編碼器的脈沖信號， 進(jìn)行計(jì)數(shù)、正轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞增，反轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞減，每轉(zhuǎn)一圈將計(jì)4000個(gè)數(shù)字。實(shí)施例五本發(fā)明所述的驅(qū)動控制模塊7與閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2進(jìn)行控制信號的連接，控制其運(yùn) 行并接收閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2上的行程開關(guān)、扭矩開關(guān)的信號。驅(qū)動控制模塊7采用P8R8DI0板，用于控制驅(qū)動裝置的運(yùn)行并接收驅(qū)動裝置的行 程開關(guān)、扭矩開關(guān)的信號。實(shí)施例六本發(fā)明所述的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊8與用于提供扭矩傳感器8工作電源連接，并 與扭矩傳感器3上輸出的毫伏信號線路連接，所述的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊8設(shè)A/D數(shù)模轉(zhuǎn) 換器，將扭矩傳感器3上輸出的毫伏信號放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊8IS0-LD板，用于提供扭矩傳感器工作電源并接收來自扭矩 傳感器輸出的毫伏信號，放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。實(shí)施例七本發(fā)明所述的圖形數(shù)據(jù)顯示模塊9設(shè)數(shù)據(jù)讀取和存儲設(shè)備，所述的數(shù)據(jù)讀取和存 儲設(shè)備讀取既往測試試驗(yàn)后保存的數(shù)據(jù)；所述的圖形數(shù)據(jù)顯示模塊9設(shè)有顯示設(shè)備12，所 述的顯示設(shè)備12根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)顯示其圖象，所述的圖象包括閥門扭矩與開度關(guān)系曲線、 閥門動作時(shí)間與開度關(guān)系曲線；所述的圖形數(shù)據(jù)顯示模塊9設(shè)打印設(shè)備13，所述的打印設(shè) 備13打印所述的顯示設(shè)備12所顯示的圖象、打印數(shù)據(jù)讀取和存儲設(shè)備所讀取的數(shù)據(jù)。實(shí)施例八本發(fā)明所述的閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2設(shè)有力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)；所述的閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2設(shè)有手 動、電動切換機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明該裝置的驅(qū)動部份設(shè)有力矩保護(hù)、手電動切換且互不干涉等功能，運(yùn)行安
全可靠。如圖3所示，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成該裝置的驅(qū)動系統(tǒng)采用一臺整體型驅(qū)動裝置，不 需要控制器，操作人員可利用驅(qū)動裝置上的按鈕開關(guān)閥門，也可通過電腦軟件對驅(qū)動裝置 進(jìn)行操作。本發(fā)明的主要技術(shù)與性能指標(biāo)(1)、最大控制轉(zhuǎn)矩50 320000 (N.m)；(2)、輸出轉(zhuǎn)速:0. 5 4 (r/min)；(3)、扭矩傳感器精度() 5% ；(4)、測試系統(tǒng)的測量誤差≤1% ；(5)、電機(jī)功率0. 025 7. 5 (KW)；(6)、整機(jī)重量39 400 (Kg)。本發(fā)明還提供上述閥門扭矩連續(xù)測試裝置采用的測試方法，其技術(shù)要點(diǎn)是如圖3所示，其測試方法的操作過程是開機(jī)；進(jìn)入操作界面；選擇是否進(jìn)行電腦操作；如果是電腦操作，則進(jìn)入電腦操作界面；同步進(jìn)行下列兩個(gè)過程1、獲取光電編碼器信號，進(jìn)行行程整定；獲得閥門開度值；2、由力矩傳感器獲取信號，進(jìn)行單次采樣；調(diào)零；連續(xù)采樣；獲取閥門力矩值；以上兩個(gè)過程獲得的信號生成圖形，均經(jīng)圖形顯示設(shè)備顯示；打印；結(jié)束。如果不是電腦操作，則進(jìn)行現(xiàn)場操作；采用按鈕操作；調(diào)定行程。本發(fā)明所述的閥門1承受的扭矩和閥門1轉(zhuǎn)過的角度，分別由扭矩傳感器3和 脈沖編碼器10獲得數(shù)據(jù)，然后通過串口通信傳給電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)5進(jìn)行后續(xù)處理，電 腦運(yùn)算控制系統(tǒng)5采用VisualBasic語言控制程序，檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并保存在 SQLServer數(shù)據(jù)庫中，再根據(jù)電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)5的要求將數(shù)據(jù)傳送給電腦運(yùn)算控制系統(tǒng) 5 ；以上所述的驅(qū)動控制模塊用于控制閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2的運(yùn)行并接收閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2 的行程開關(guān)、扭矩開關(guān)的信號；以上所述的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊8用于提供扭矩傳感器3的工作電源并接收來自 扭矩傳感器3輸出的毫伏信號，放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；
以上所述的脈沖信號處理模塊11用于接收來自脈沖編碼器10的脈沖信號，進(jìn)行 計(jì)數(shù)；正轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞增，反轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞減，每轉(zhuǎn)一圈將計(jì)4000個(gè)數(shù)字；以上所述的VisualBasic語言控制程序?qū)崿F(xiàn)兩種控制，即工作過程控制方式和 數(shù)據(jù)打印模塊，其中1、工作過程控制方式A、操作權(quán)的控制在所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置開機(jī)前，閥門1的操作權(quán)屬現(xiàn) 場控制按鈕；閥門扭矩連續(xù)測試裝置可以將操作權(quán)收歸電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)5控制；B、閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2開、關(guān)、停動作的控制；C、行程整定功能，控制閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)2進(jìn)行一次開、關(guān)操作，先關(guān)后開，求得閥門1 在全行程中脈沖編碼器9輸出的脈沖數(shù)，以便利以后的數(shù)據(jù)處理；D、讀傳感器扭矩功能；E、讀編碼器脈沖數(shù)功能；F、在傳感器不受力時(shí)的扭矩調(diào)零功能；G、開閥和關(guān)閥過程中連續(xù)采樣功能，主要采集閥門轉(zhuǎn)動扭矩、行程、運(yùn)行時(shí)間三個(gè) 數(shù)據(jù)；2、數(shù)據(jù)打印模塊A、讀取以前做試驗(yàn)后保存的數(shù)據(jù)；B、根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)顯示圖象，圖象中包括a、閥門扭矩與開度關(guān)系曲線；b、閥門 動作時(shí)間與開度關(guān)系曲線；C、打印顯示的圖象；D、打印所讀取的數(shù)據(jù)。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改 進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種閥門扭矩連續(xù)測試裝置，用于對閥門(1)的開啟和閉合時(shí)測試扭矩，其特征在于所述的測試裝置包括閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)、扭矩傳感器(3)、閥門開度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(4)和電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)(5)，所述的扭矩傳感器(3)設(shè)在閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)與閥門(1)的連接位置。
2.按照權(quán)利要求1所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置，其特征在于所述的電腦運(yùn)算控制 系統(tǒng)(5)中設(shè)軟件處理模塊(6)、驅(qū)動控制模塊(7)、傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(8)和圖形數(shù)據(jù) 顯示模塊(9)。
3.按照權(quán)利要求1所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置，其特征在于所述的閥門開度數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(4)在所述的閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)的輸出軸位置設(shè)置脈沖編碼器(10)，與閥門 驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)的輸出軸直接連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置，其特征在于所述的脈沖編碼器 (10)獲取信號的方式是當(dāng)閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)的輸出軸運(yùn)行時(shí)輸出兩路相位差90°的脈沖 信號，所述的脈沖編碼器(10)每旋轉(zhuǎn)一圈，每一路輸出1000個(gè)脈沖。
5.按照權(quán)利要求1所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置，其特征在于所述的脈沖信號處理 模塊(11)中設(shè)脈沖信號處理模塊(11)，接收來自脈沖編碼器(10)的脈沖信號，進(jìn)行計(jì)數(shù)， 正轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞增，反轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞減，每轉(zhuǎn)一圈將計(jì)4000個(gè)數(shù)字。
6.按照權(quán)利要求1所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置，其特征在于所述的驅(qū)動控制模塊 (7)與閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)進(jìn)行控制信號的連接，控制其運(yùn)行并接收閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)上的行 程開關(guān)、扭矩開關(guān)的信號。
7.按照權(quán)利要求1所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置，其特征在于所述的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換模塊(8)與用于提供扭矩傳感器(8)工作電源連接，并與扭矩傳感器(3)上輸出的毫伏 信號線路連接，所述的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(8)設(shè)A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將扭矩傳感器(3)上輸 出的毫伏信號放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
8.按照權(quán)利要求1所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置，其特征在于所述的圖形數(shù)據(jù)顯示 模塊(9)設(shè)數(shù)據(jù)讀取和存儲設(shè)備，所述的數(shù)據(jù)讀取和存儲設(shè)備讀取既往測試試驗(yàn)后保存的 數(shù)據(jù)；所述的圖形數(shù)據(jù)顯示模塊(9)設(shè)有顯示設(shè)備(12)，所述的顯示設(shè)備(12)根據(jù)讀取的 數(shù)據(jù)顯示其圖象，所述的圖象包括閥門扭矩與開度關(guān)系曲線、閥門動作時(shí)間與開度關(guān)系曲 線；所述的圖形數(shù)據(jù)顯示模塊(9)設(shè)打印設(shè)備(13)，所述的打印設(shè)備(13)打印所述的顯示 設(shè)備(12)所顯示的圖象、打印數(shù)據(jù)讀取和存儲設(shè)備所讀取的數(shù)據(jù)。
9.按照權(quán)利要求1所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置，其特征在于所述的閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu) (2)設(shè)有力矩保護(hù)機(jī)構(gòu)；所述的閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)設(shè)有手動、電動切換機(jī)構(gòu)。
10.按照權(quán)利要求1所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置采用的測試方法，其特征在于所述的閥門(1)承受的扭矩和閥門(1)轉(zhuǎn)過的角度，分別由扭矩傳感器(3)和脈沖編碼器(10)獲得數(shù)據(jù)，然后通過串口通信傳給電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)(5)進(jìn)行后續(xù)處理，電腦 運(yùn)算控制系統(tǒng)(5)采用VisualBasic語言控制程序，檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并保存在 SQLServer數(shù)據(jù)庫中，再根據(jù)電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)(5)的要求將數(shù)據(jù)傳送給電腦運(yùn)算控制系 統(tǒng)(5)；所述的驅(qū)動控制模塊用于控制閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)的運(yùn)行并接收閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)的行 程開關(guān)、扭矩開關(guān)的信號；所述的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(8)用于提供扭矩傳感器(3)的工作電源并接收來自扭矩 傳感器(3)輸出的毫伏信號，放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；所述的脈沖信號處理模塊(11)用于接收來自脈沖編碼器(10)的脈沖信號，進(jìn)行計(jì)數(shù)； 正轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞增，反轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)字遞減，每轉(zhuǎn)一圈將計(jì)4000個(gè)數(shù)字；所述的VisualBasic語言控制程序?qū)崿F(xiàn)兩種控制，即工作過程控制方式和數(shù)據(jù)打印 模塊，其中1)、工作過程控制方式A、操作權(quán)的控制在所述的閥門扭矩連續(xù)測試裝置開機(jī)前，閥門(1)的操作權(quán)屬現(xiàn)場 控制按鈕；閥門扭矩連續(xù)測試裝置可以將操作權(quán)收歸電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)(5)控制；B、閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)開、關(guān)、停動作的控制；C、行程整定功能，控制閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)進(jìn)行一次開、關(guān)操作，先關(guān)后開，求得閥門(1) 在全行程中脈沖編碼器(10)輸出的脈沖數(shù)；D、讀傳感器扭矩功能；E、讀編碼器脈沖數(shù)功能；F、在傳感器不受力時(shí)的扭矩調(diào)零功能；G、開閥和關(guān)閥過程中連續(xù)采樣功能采集閥門轉(zhuǎn)動扭矩、行程、運(yùn)行時(shí)間三個(gè)數(shù)據(jù)；2)、數(shù)據(jù)打印模塊 A、讀取以前做試驗(yàn)后保存的數(shù)據(jù)；B、根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)顯示圖象，圖象中包括a、閥門扭矩與開度關(guān)系曲線；b、閥門動作 時(shí)間與開度關(guān)系曲線；C、打印顯示的圖象；D、打印所讀取的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種閥門扭矩連續(xù)測試裝置，用于對閥門(1)的開啟和閉合時(shí)測試扭矩，所述的測試裝置包括閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)、扭矩傳感器(3)、閥門開度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(4)和電腦運(yùn)算控制系統(tǒng)(5)，所述的扭矩傳感器(3)設(shè)在閥門驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)與閥門(1)的連接位置。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的測試方法，可連續(xù)測試扭矩范圍內(nèi)的蝶閥、球閥及閘閥的啟閉扭矩及啟閉過程中的動態(tài)扭矩；扭矩傳感器精度0.5％；扭矩測試系統(tǒng)的測量誤差≤1％；該裝置能顯示閥門啟閉過程中任一開度位置的扭矩值，并能輸出打印閥門開度位置與扭矩值對應(yīng)曲線圖；該裝置的驅(qū)動方式既可電動也可手動，且互不干涉。
文檔編號G01M99/00GK101852661SQ20091002614
公開日2010年10月6日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
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