專利名稱：自控式變頻耐靜水壓測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)量測試技術(shù)領(lǐng)域，具體為ー種自控式變頻耐靜水壓測定儀。
背景技術(shù)：
防水性(抗?jié)B水性)是在一定壓カ下，水滲過空氣過濾紙所需要的最小壓頭，以Pa或HimH2O表示，是高效空氣過濾紙的ー項(xiàng)重要指標(biāo)，過濾紙防水性的高低直接影響到過濾罐防護(hù)性能的高低。防水性能是用測定試驗(yàn)樣品在水穿透前維持的靜壓高差來測量的，將 試驗(yàn)樣品的一面用夾具嚴(yán)密地夾持，另一面暴露于基本以恒速増加的水壓中，出現(xiàn)穿透(根據(jù)指示紙顯示)所需的水柱高低就是試驗(yàn)條件下樣品的防水性。耐凈水壓測定儀就是用于測定防水性的專用儀器?，F(xiàn)有的耐凈水壓測定儀是上世紀(jì)九十年代的產(chǎn)品，采用兩個(gè)交流接觸器來控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來控制盛水容器的上升和下降，盛水容器的上升速度不可調(diào)，且由于盛水容器的上升速度比較快，水壓的增長速度也較快，所以只能用于測定防水織物的耐凈水壓性能，而不能用于測定高效過濾紙的耐凈水壓性能，功能較單一，測量準(zhǔn)確性也不高。此外，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和減速器的減速比是恒定的，為了滿足GB4744-84《紡織織物抗?jié)B水性測定方法靜水壓試驗(yàn)法》對(duì)防水織物試樣的加壓速度的要求，就需要盛水容器的上升速度要達(dá)到規(guī)定要求，而要實(shí)現(xiàn)這ー要求，只能通過改變電動(dòng)機(jī)上的主動(dòng)輪和減速器上的被動(dòng)輪的直徑來實(shí)現(xiàn)。然而，這兩個(gè)直徑的相互配合尺寸需要反復(fù)嘗試加工才能完成，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。并且長期使用會(huì)產(chǎn)生由于磨損帶來的測量誤差，如果誤差超過規(guī)定要求，就得停止使用，給正常的檢測工作帶來不便。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提供一種自控式變頻耐靜水壓測定儀。本實(shí)用新型自控式變頻耐凈水壓測定儀采用變頻技術(shù)，提高了耐凈水壓測定試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，擴(kuò)展了其測量范圍。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種自控式變頻耐靜水壓測定儀，包括內(nèi)部設(shè)有電動(dòng)機(jī)和減速器的支座箱，垂直固定于支座箱上表面的立柱和標(biāo)尺以及設(shè)于支座箱上表面的試樣夾具，電動(dòng)機(jī)通過傳送皮帶與減速器連接，減速器的輸出端設(shè)有第一鏈輪，在立柱的頂端固接有與第一鏈輪相配合的第二鏈輪，在第一、ニ鏈輪上嚙合有傳動(dòng)鏈條，在傳動(dòng)鏈條上固接有頂部敞ロ、底部設(shè)有出水ロ的水箱，在標(biāo)尺上固接有一根上、下兩端都開ロ的玻璃管，所述的試樣夾具包括上表面垂直固接有門型支架的支撐塊，置于門型支架正下方支撐塊上的密封倉以及開設(shè)有觀察ロ的密封蓋，門型支架的頂梁上設(shè)有軸向中心孔，密封蓋在其軸線位置上固接有一根螺桿，螺桿與門型支架頂梁的中心孔螺紋連接，螺桿的頂部設(shè)有手柄，密封倉頂部的開ロ與標(biāo)尺的零刻度線在同一水平面，密封倉的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水管和放水管，進(jìn)水管上連接ー個(gè)三通管，三通管的另外兩個(gè)管ロ分別與水箱的出水口和玻璃管的下端開ロ連接相通，放水管上設(shè)有放水閥，支座箱的側(cè)壁上設(shè)有分別控制傳動(dòng)鏈條上、下的上升按鈕和下降按鈕；所述的支座箱上還安裝有分別與電動(dòng)機(jī)和上升、下降按鈕連接的變頻器；其中，所述的電動(dòng)機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī)，所述變頻器為高性能多功能靜音式變頻器SHF — I. 5K。對(duì)試樣進(jìn)行測試時(shí)，將指不紙放于待測試樣的上方并一同放于試樣夾具密封倉的開ロ處，擰下密封蓋并均勻的夾緊指示紙和待測試樣，向密封倉和水箱中注水，使密封倉中的水位到達(dá)規(guī)定水位，并調(diào)整水箱位置，使水箱底部與試樣夾具中的試樣處于同一平面，按下上升按鈕，水箱依次通過變頻器、電動(dòng)機(jī)、減速器、鏈輪、傳動(dòng)鏈條的帶動(dòng)開始勻速上升，標(biāo)尺上玻璃管內(nèi)的水柱也同步上升,對(duì)試樣夾具中的試樣增加水壓,通過密封蓋上的觀察ロ觀察待測試樣上指示紙的顏色變化來測量水對(duì)試樣的穿透，當(dāng)指示紙顏色變化(從藍(lán)色到粉紅色)的初始信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，立即從標(biāo)尺上讀出玻璃管內(nèi)水位高度，以Pa CmmH2O)表示，并再次按下上升按鈕使水箱停止上升，記錄讀數(shù)作為試樣抗?jié)B水性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。其中，指示紙及其制備和使用都為現(xiàn)有公知技木。本實(shí)用新型中的變頻器可以通過調(diào)整電動(dòng)機(jī)輸入電源的頻率來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速，從而控制水箱的上升和下降速度。通過改變變頻器頻率調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，水箱的上升速度便連續(xù)可調(diào)，從而獲得不同的上升速度，給試樣提供不同的加壓速度，使得本實(shí)用新型自控式變頻耐浄水壓測定儀可以做高效過濾紙和防水織物的耐凈水壓的兩種試驗(yàn)，做到一機(jī)兩用；同吋，由于變頻器可以準(zhǔn)確的對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行極細(xì)微的調(diào)節(jié)，從而可以準(zhǔn)確地提供水壓，提聞測定試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。此外，還通過反復(fù)試驗(yàn)、不斷摸索，確定了本實(shí)用新型中變頻器功能碼的參數(shù)設(shè)置(見下表):
指令碼編號(hào)Cd丨功能名稱數(shù)據(jù)內(nèi)容(鍵入數(shù)字)
000監(jiān)視器顯示選擇I
001運(yùn)轉(zhuǎn)指令選擇2
002I速頻率設(shè)定方法的選擇 I
003v/f圖形選擇2
004_轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償_10_
005基準(zhǔn)電/土380
006'基準(zhǔn)頻率50
009啟動(dòng)方式I
010_啟動(dòng)頻率_I_
011運(yùn)轉(zhuǎn)開始頻率6017 加減速曲線 I
630輸入端子DIl定義I
631_1輸入端子DI2定義_\2_上表中未涉及到的指令碼編號(hào)Cd都按出廠設(shè)置為準(zhǔn)。I)、CdOOO-監(jiān)視器顯示選擇切換操作面板顯示內(nèi)容的功能。顯示屏可以顯示頻率、輸出電壓、輸出電流、轉(zhuǎn)速等內(nèi)容，因?yàn)楸緦?shí)用新型測定儀上的變頻器是要從操作面板上通過按鍵改變頻率來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此操作面板顯示選擇的功能碼cdOOO鍵入1，即顯示屏顯示頻率即可，而不需要顯示其他內(nèi)容。2)、CdOOl-運(yùn)轉(zhuǎn)指令選擇選擇是通過操作面板還是通過外部信號(hào)來發(fā)出變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)停止指令的功能。CdOOl鍵入I表示是通過操作面板運(yùn)轉(zhuǎn)，CdOOl鍵入2表示通過外部端子運(yùn)轉(zhuǎn)。由于本實(shí)用新型測定儀是由上升按鈕開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)和停止，上升按鈕開關(guān)的ー對(duì)常開觸點(diǎn)接在變頻器的DI2 (反轉(zhuǎn)指令端)和DCM2 (數(shù)字信號(hào)共用端)端子上；下降按鈕開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和停止，下降按鈕開關(guān)的ー對(duì)常開觸點(diǎn)接在變頻器的DIl (正轉(zhuǎn)指令端)和DCMl(數(shù)字信號(hào)共用端)端子上，因此要將CdOOl鍵入1，即通過外部端子運(yùn)轉(zhuǎn)。3)、Cd002_l速頻率設(shè)定方法的選擇由于本實(shí)用新型測定儀的頻率改變，就是要從操作面板上設(shè)定，因此將Cd002鍵入1，即從操作面板上設(shè)定即可。4)、Cd003 -V/f 圖形選擇將V/f (輸出電壓/輸出頻率)圖形選擇作為直線特性和平方律降低特性的功能。Cd003鍵入I時(shí)，表示直線V/f (恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載用);Cd003鍵入2時(shí)，表示平方律降低V/f (弱)(平方率降低轉(zhuǎn)矩負(fù)載用)；Cd003鍵入3時(shí)，表示頻率律降低V/f (強(qiáng))(平方率降低轉(zhuǎn)矩負(fù)載用)；通過比較試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)Cd003鍵入2吋，即平方律降低V/f (弱)，變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制才能滿足試驗(yàn)要求。5)、Cd004_ 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償這是在低頻區(qū)域內(nèi)，為補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不足，調(diào)節(jié)v/f (輸出電壓/輸出頻率)圖形的功能。如果轉(zhuǎn)矩提升過度，則會(huì)形成過電流狀態(tài)，因此有時(shí)會(huì)引起變頻器輸出電流限制功能起作用。在本實(shí)用新型測定儀的調(diào)試過程中，經(jīng)過多次試驗(yàn)，邊確認(rèn)邊進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后確定轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償Cd004為10% (即Cd004鍵入10)時(shí)，才能夠使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)滿足試驗(yàn)對(duì)水壓增長速度的要求。6 )、Cd005-基準(zhǔn)電壓由于本實(shí)用新型測定儀所選擇的電機(jī)是三相異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓是380V，因此Cd005 鍵入 380。7 )、Cd006-基準(zhǔn)頻率由于本實(shí)用新型測定儀所選擇的三相異步電動(dòng)機(jī)的額定頻率為50Hz，因此Cd006鍵入50。8)、Cd009_ 啟動(dòng)方式對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)方式選擇的功能,將cd009鍵入I,即表示從啟動(dòng)頻率起動(dòng)。9)、CdOlO-啟動(dòng)頻率這是變頻器開始起動(dòng)的頻率,經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),啟動(dòng)頻率為IHz時(shí)，電動(dòng)機(jī)才能夠迅速起動(dòng)，所以設(shè)置CdOlO鍵入1，即電機(jī)迅速啟動(dòng)的最小頻率為1Hz。10)、CdOll-運(yùn)轉(zhuǎn)開始頻率該頻率是決定變頻器是否運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率值，此功能在僅由來自外部指令進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)和停止時(shí)有效。本實(shí)用新型測定儀是利用上升按鈕開關(guān)控制電機(jī)的反轉(zhuǎn)和停止，下降按鈕開關(guān)控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和停止。在本實(shí)用新型測定儀的調(diào)試過程中，經(jīng)過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)頻率達(dá)到6Hz時(shí)，變頻器就可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此設(shè)置CdOll鍵入為6。11)、CdOl7-加減速曲線CdO17鍵入為I時(shí)，表示頻率變化為直線加減速，CdO17鍵入為2時(shí)，表示頻率變化為S形曲線加減速。在研制本實(shí)用新型測定儀的過程中，通過反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只有在頻率的變化以直線加減速的情況下才能夠使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)滿足試驗(yàn)對(duì)水壓提升速度的要求，所以設(shè)置Cd017鍵入為1，即表示頻率變化為直線加減速。12)、Cd630-輸入端子DIl定義和Cd631_輸入端子DI2定義Cd630為I時(shí)，表示正轉(zhuǎn)，Cd631為2時(shí)，表示反轉(zhuǎn)。由于本實(shí)用新型測定儀的下降按鈕開關(guān)的ー對(duì)常開觸點(diǎn)是接在變頻器的DIl (正轉(zhuǎn)指令端)和DCMl (數(shù)字信號(hào)共用端)端子上，因此需要將Cd630鍵入1，即按下下降按鈕開關(guān)時(shí)電動(dòng)機(jī)將正轉(zhuǎn)，使水箱下降，按鈕開關(guān)帶自鎖裝置，只要不再次按動(dòng)，水箱將不斷下降，直到再次按下下降按鈕開關(guān)，電動(dòng)機(jī)才會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是說水箱才會(huì)停止下降。上升按鈕開關(guān)的ー對(duì)常開觸點(diǎn)是接在變頻器的DI2 (反轉(zhuǎn)指令端)和DCM2 (數(shù)字信號(hào)共用端)端子上，因此需要將Cd631鍵入2，即按下上升按鈕開關(guān)時(shí)電機(jī)將反轉(zhuǎn)，使水箱上升。工作過程與上述下降按鈕開關(guān)的原理相同。本實(shí)用新型測定儀的變頻器經(jīng)過上述功能碼參數(shù)的設(shè)定后，就可對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、頻率等進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)，使水箱有不同的上升速度進(jìn)而產(chǎn)生不同的加壓速度，既能滿足做高效過濾紙耐靜水壓試驗(yàn)的要求，又能滿足做防水織物耐靜水壓試驗(yàn)的要求，做到一機(jī)多用。并通過反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把變頻器頻率設(shè)置為7Hz時(shí)，可以使水箱以30cm/min的速度勻速上升，這樣就滿足了關(guān)于防水高效空氣過濾紙的抗?jié)B水性試驗(yàn)對(duì)于加壓速度的要求，從而使本實(shí)用新型測定儀具有了做高效過濾紙耐靜水壓試驗(yàn)的功能。隨著本實(shí)用新型自控式變頻耐靜水壓測定儀使用時(shí)間和使用頻次的増加，如果測定儀產(chǎn)生的加壓速度不能滿足關(guān)于防水高效空氣過濾紙的抗?jié)B水性試驗(yàn)對(duì)于加壓速度的要求時(shí)，可以通過調(diào)整變頻器使加壓速度達(dá)到規(guī)定要求，使本實(shí)用新型自控式變頻耐浄水壓測定儀具有了誤差修正功能。本實(shí)用新型自控式變頻耐靜水壓測定儀提高了測量準(zhǔn)確性，為及時(shí)準(zhǔn)確完成產(chǎn)品檢測提供了保障，同時(shí)，滿足GB4744-84《紡織織物抗?jié)B水性測定方法靜水壓試驗(yàn)法》關(guān)于兩種材料的抗?jié)B水性試驗(yàn)對(duì)于加壓速度的要求，做到ー機(jī)兩用。另外本實(shí)用新型測定儀設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)和電氣線路簡単，具有高可靠性，便于日常維護(hù)。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型中變頻器的控制線路圖。圖中1_支座箱、2-電動(dòng)機(jī)、3-減速器、4-立柱、5-標(biāo)尺、6-試樣夾具、6-1-支撐塊、6_2_門型支架、6_3_密封倉、6_4_密封蓋、6_5_螺桿、6_6_手柄、6_7_進(jìn)水管、6_8_放水管、6-9-觀察ロ、7-第一鏈輪、8-第二鏈輪、9-傳動(dòng)鏈條、10-水箱、11-玻璃管、12-上升按鈕、13-下降按鈕、14-變頻器、15-三通管、16-輸入電源。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)ー步描述如圖1、2，一種自控式變頻耐靜水壓測定儀，包括內(nèi)部設(shè)有電動(dòng)機(jī)2和減速器3的支座箱I，垂直固定于支座箱I上表面的立柱4和標(biāo)尺5以及設(shè)于支座箱I上表面的試樣夾具6，電動(dòng)機(jī)2通過傳送皮帶與減速器3連接，減速器3的輸出端設(shè)有第一鏈輪7，在立柱、4的頂端固接有與第一鏈輪7相配合的第二鏈輪8，在第一、ニ鏈輪7、8上嚙合有傳動(dòng)鏈條9，在傳動(dòng)鏈條9上固接有頂部敞ロ、底部設(shè)有出水ロ的水箱10，在標(biāo)尺5上固接有一根上、下兩端都開ロ的玻璃管11，所述的試樣夾具6包括上表面垂直固接有門型支架6-2的支撐塊6-1，置于門型支架6-2正下方支撐塊6-1上的密封倉6-3以及開設(shè)有觀察ロ 6_9的密封蓋6-4，門型支架6-2的頂梁上設(shè)有軸向中心孔，密封蓋6-4在其軸線位置固接有一根螺桿6-5，螺桿6-5與門型支架6-2頂梁的中心孔螺紋連接，且螺桿6-5的頂部還設(shè)有手柄6_6，密封倉6-3頂部的開ロ與標(biāo)尺5的零刻度線在同一水平面，密封倉6-3的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水管6-7和放水管6-8，進(jìn)水管6-7上連接ー個(gè)三通管15，三通管15的另外兩個(gè)管ロ分別與水箱10的出水口和玻璃管11的下端開ロ連接相通，放水管6-8上設(shè)有放水閥，支座箱I的側(cè)壁上還設(shè)有分別控制傳動(dòng)鏈條9上、下的上升按鈕12和下降按鈕13，其中，在所述的支座箱I上還安裝有分別與電動(dòng)機(jī)2和上升、下降按鈕12、13連接的變頻器14 ;其中，所述的電動(dòng)機(jī)2為三相異步電動(dòng)機(jī)，所述變頻器14為高性能多功能靜音式變頻器SHF — I. 5K。進(jìn)ー步地，所述變頻器14的功能碼設(shè)置如下表
權(quán)利要求1.一種自控式變頻耐靜水壓測定儀，包括內(nèi)部設(shè)有電動(dòng)機(jī)(2)和減速器(3)的支座箱(1)，垂直固定于支座箱(I)上表面的立柱(4)和標(biāo)尺(5)以及設(shè)于支座箱(I)上表面的試樣夾具(6)，電動(dòng)機(jī)(2)通過傳送皮帶與減速器(3)連接，減速器(3)的輸出端設(shè)有第一鏈輪(7)，在立柱(4)的頂端固接有與第一鏈輪(7)相配合的第二鏈輪(8)，在第一、二鏈輪(7、8)上嚙合有傳動(dòng)鏈條(9)，在傳動(dòng)鏈條(9)上固接有頂部敞口、底部設(shè)有出水口的水箱(10)，在標(biāo)尺(5)上固接有一根上、下兩端都開口的玻璃管(11)，所述的試樣夾具(6)包括上表面垂直固接有門型支架(6-2)的支撐塊(6-1)，置于門型支架(6-2)正下方支撐塊(6-1)上的密封倉(6-3)以及開設(shè)有觀察口(6-9)的密封蓋(6-4)，門型支架(6-2)的頂梁上設(shè)有軸向中心孔，密封蓋(6-4)在其軸線位置上固接有一根螺桿(6-5)，螺桿(6-5)與門型支架(6-2)頂梁的中心孔螺紋連接，螺桿(6-5)的頂部設(shè)有手柄(6-6)，密封倉(6-3)頂部的開口與標(biāo)尺(5 )的零刻度線在同一水平面，密封倉(6-3 )的側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)水管(6-7 )和放水管(6-8 )，進(jìn)水管(6-7)上連接一個(gè)三通管(15)，三通管(15)的另外兩個(gè)管口分別與水箱(10)的出水口和玻璃管(11)的下端開口連接相通，放水管(6-8 )上設(shè)有放水閥，支座箱(I)的側(cè)壁上還設(shè)有分別控制傳動(dòng)鏈條(9)上、下的上升按鈕(12)和下降按鈕(13)，其特征在于所述的支座箱(I)上還安裝有分別與電動(dòng)機(jī)(2)和上升、下降按鈕(12、13)連接的變頻器(14);其中，所述的電動(dòng)機(jī)(2)為三相異步電動(dòng)機(jī)，所述變頻器(14)為高性能多功能靜音式變頻器SHF—I. 5K。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自控式變頻耐靜水壓測定儀，其特征在于當(dāng)變頻器(14)頻率設(shè)置為7Hz時(shí)，可以使水箱(10)以30cm/min的速度勻速上升，滿足了關(guān)于防水高效空氣過濾紙的抗?jié)B水性試驗(yàn)對(duì)于加壓速度的要求。
專利摘要本實(shí)用新型為一種自控式變頻耐靜水壓測定儀，解決了現(xiàn)有耐靜水壓測定儀功能單一、測量不準(zhǔn)確、盛水容器上升速度不可調(diào)等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型包括支座箱，支座箱內(nèi)設(shè)有電動(dòng)機(jī)和減速器，支座箱上表面設(shè)有立柱、標(biāo)尺和試樣夾具，減速器輸出端和立柱頂端分別固接相配合的有第一、第二鏈輪，在第一、二鏈輪上嚙合有傳動(dòng)鏈條，在傳動(dòng)鏈條上固接有水箱，在標(biāo)尺上固接有玻璃管，水箱和玻璃管都與試樣夾具連接相通，支座箱上設(shè)有分別控制傳動(dòng)鏈條上、下的上升按鈕和下降按鈕，支座箱上還安裝有分別與電動(dòng)機(jī)和上升、下降按鈕連接的變頻器。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)和電氣線路簡單，功能全面，測量準(zhǔn)確性高，盛水容器上升速度可調(diào)，大大擴(kuò)展了其測量范圍。
文檔編號(hào)G01N15/08GK202393678SQ20112048411
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者劉羽迅, 張?jiān)破? 張建國, 張振華, 楊紅有, 梁建東, 董煥萍 申請(qǐng)人:山西新華化工有限責(zé)任公司