本發(fā)明涉及一種檢測設備，尤其涉及一種氣源和舵系統(tǒng)檢測設備。

背景技術：

貯氣瓶組合系統(tǒng)即氣源系統(tǒng)，是可貯存、提供相應壓力的壓縮空氣的設備。

貯氣瓶組合系統(tǒng)的組成包括：氣源系統(tǒng)、電爆活門接管嘴，手動截止閥，外套螺母和接管嘴，三通，減壓器。其組成原理圖如圖1。

氣源系統(tǒng)在充足氣體后，壓力為35MPa。通過調試減壓器1、2，可使減壓器1的出口壓力Q1為力1.4±0.15MPa，流量750L/min；減壓器Q2的出口壓力為0.9±0.1MPa，流量240L/min。

在航天方面，導彈姿態(tài)的變換，如俯仰、偏航、滾轉等運動都是靠舵機相互配合完成的。舵機是導彈控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構，其功能是依據(jù)控制系統(tǒng)的控制信號，移動調節(jié)機構以產(chǎn)生對分系統(tǒng)的操縱力矩，控制導彈舵面或副翼偏轉，改變其飛行路線，實現(xiàn)快速機動性。作為導彈制導與控制系統(tǒng)的重要組成部分，舵機性能的好壞直接決定著導彈飛行過程的動態(tài)品質及制導精度。

氣壓式舵機作為導彈常用的舵機類型，其流量做為判斷舵機性能好壞及狀態(tài)穩(wěn)定的重要指標，需要被頻繁試驗、檢測。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于提供一種解決上述問題的氣源和舵系統(tǒng)檢測設備。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是這樣的：一種氣源和舵系統(tǒng)檢測設備，包括貯氣瓶組合系統(tǒng)，所述貯氣瓶組合系統(tǒng)包括氣源系統(tǒng)、所述氣源系統(tǒng)進氣口為測試口，出氣口經(jīng)管路、三通連接第一減壓器和第二減壓器，還包括機柜、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制計算機和供電單元，所述貯氣瓶組合系統(tǒng)位于機柜內，且機柜上設有5個對外接口W1接口、W2接口、Q1接口、Q2接口、Q3接口、每個接口均配有堵頭；

所述W1接口和W2接口連通，且從W1接口和W2接口間依次設有手動截止閥K1、壓力表P1、手動截止閥K2、壓力表P2、第一壓力變送器，第一壓力變送器靠近W2接口，且W2接口經(jīng)軟管與測試口連通，手動截止閥K2上還并聯(lián)有一電磁閥；

所述Q1接口經(jīng)第一流量計、手動截止閥K3、第二壓力變送器、壓力表P4、第一溢流閥后，通過軟管連通第二減壓器的出口，

所述Q2接口、Q3接口經(jīng)三通合并后，依次經(jīng)第二流量計、手動截止閥K4、第三壓力變送器、壓力表P3、第二溢流閥后，通過軟管連通第一減壓器的出口；

各壓力變送器、流量計、電磁閥均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，將壓力信號、流量信號轉換為電信號送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與控制計算機通過USB總線連接，收集各電信號并將其轉變?yōu)閿?shù)字信號后通過USB總線送往控制計算機；

所述控制計算機獲取數(shù)字的壓力信號、流量信號處理后，繪制成時間壓力曲線和時間流量曲線并顯示。

作為優(yōu)選：貯氣瓶組合系統(tǒng)與接口均采用管道連接，所述管道采用不銹鋼無縫鋼管。

作為優(yōu)選：所述壓力表P1、壓力表P2、壓力表P3、壓力表P4的表面均設置在機柜外壁。

作為優(yōu)選：壓力表P1、壓力表P2的測量范圍為0~40MPa；壓力表P3、壓力表P4的測量范圍0~2Mpa。

作為優(yōu)選：所述供電單元為24V直流電源。

作為優(yōu)選：所述機柜側面還設有J1接口和J2接口，所述J1接口連接第一溢流閥和其對應軟管，J2接口連接第二溢流閥和其對應軟管。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明能實現(xiàn)對氣源、舵系統(tǒng)進行綜合性能檢測。包括：氣源系統(tǒng)的壓力、流量數(shù)據(jù)檢測，舵機流量數(shù)據(jù)檢測，壓力建立時間檢測，并對上述數(shù)據(jù)進行顯示、記錄、保存；此外，設備還可實現(xiàn)自身氣密性測試、氣源系統(tǒng)氣密性測試、外部管路系統(tǒng)氣密性測試、氣源系統(tǒng)減壓器性能指標測試；外部壓力傳感器性能測試。以滿足對我廠自行研制生產(chǎn)的貯氣瓶組合系統(tǒng)的生產(chǎn)調試和驗收。在產(chǎn)品調試時，通過對減壓器在帶負載條件下對減壓器的精度進行調試；在產(chǎn)品驗收時，主要對氣源系統(tǒng)的壓力建立時間、壓力精度、流量精度等參數(shù)的定量檢測，進行各種環(huán)境條件下的性能測試。相較傳統(tǒng)設備，該發(fā)明新增多項重要測試功能，且具備高集成性，易移動、易操作等多項突出優(yōu)點。

附圖說明

圖1為貯氣瓶組合系統(tǒng)組成原理圖；

圖2為本發(fā)明電路原理圖；

圖3為本發(fā)發(fā)明硬件連接圖。

圖中：1、氣源系統(tǒng)；2、電爆活門接管嘴；3、三通；4、第一減壓器；5、第二減壓器；6、第一壓力變送器；7、第二壓力變送器；8、第三壓力變送器；9、第一溢流閥；10、第二溢流閥；11、第一流量計；12、第二流量計；13、電磁閥。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1：參見圖1到圖3，一種氣源和舵系統(tǒng)檢測設備，包括貯氣瓶組合系統(tǒng)，所述貯氣瓶組合系統(tǒng)包括氣源系統(tǒng)1、所述氣源系統(tǒng)1進氣口為測試口，出氣口經(jīng)管路、三通3連接第一減壓器4和第二減壓器5，氣源系統(tǒng)1上設有電爆活門接管嘴2，還包括機柜、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制計算機和供電單元，所述貯氣瓶組合系統(tǒng)位于機柜內，且機柜上設有5個對外接口W1接口、W2接口、Q1接口、Q2接口、Q3接口、每個接口均配有堵頭；

所述W1接口和W2接口連通，且從W1接口和W2接口間依次設有手動截止閥K1、壓力表P1、手動截止閥K2、壓力表P2、第一壓力變送器6，第一壓力變送器6靠近W2接口，且W2接口經(jīng)軟管與測試口連通，手動截止閥K2上還并聯(lián)有一電磁閥13；

所述Q1接口經(jīng)第一流量計11、手動截止閥K3、第二壓力變送器7、壓力表P4、第一溢流閥9后，通過軟管連通第二減壓器5的出口；

所述Q2接口、Q3接口經(jīng)三通3合并后，依次經(jīng)第二流量計12、手動截止閥K4、第三壓力變送器8、壓力表P3、第二溢流閥10后，通過軟管連通第一減壓器4的出口；

各壓力變送器、流量計、電磁閥13均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，將壓力信號、流量信號轉換為電信號送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與控制計算機通過USB總線連接，收集各電信號并將其轉變?yōu)閿?shù)字信號后通過USB總線送往控制計算機；

所述控制計算機獲取數(shù)字的壓力信號、流量信號處理后，繪制成時間壓力曲線和時間流量曲線并顯示。

本實施例中：貯氣瓶組合系統(tǒng)與接口均采用管道連接，所述管道采用不銹鋼無縫鋼管；所述壓力表P1、壓力表P2、壓力表P3、壓力表P4的表面均設置在機柜外壁；壓力表P1、壓力表P2的測量范圍為0~40MPa；壓力表P3、壓力表P4的測量范圍0~2Mpa；所述供電單元為24V直流電源；所述機柜側面還設有J1接口和J2接口，所述J1接口連接第一溢流閥9和其對應軟管，J2接口連接第二溢流閥10和其對應軟管。

機柜總高1530mm，總寬1520mm，工作臺面高960mm，外觀噴白色烤漆；機柜參數(shù)指示面固定有19寸工業(yè)顯示器，壓力表及輸出電壓可調的直流穩(wěn)壓電源。機柜工作臺面固定有控制計算機的鍵鼠套裝及截止閥。柜內區(qū)域分為氣動管路及電氣電纜系統(tǒng)兩個區(qū)域，用黑色固定板隔開。電氣區(qū)域固定有工控機和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，兩個機箱與固定板安裝牢固可靠。氣動管路系統(tǒng)區(qū)域固定有電磁閥13、壓力變送器、流量計、溢流閥以及管路系統(tǒng)。管路系統(tǒng)安裝牢固可靠，無漏氣現(xiàn)象。

本發(fā)明主要電氣功能部件包括：控制計算機、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、壓力變送器、流量計、直流穩(wěn)壓電源，電纜等。

運行在控制計算機上的虛擬儀器軟件通過USB總線向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送控制指令和獲取數(shù)據(jù)；穩(wěn)壓電源為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供24VDC高精度電源。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過內部二次電源模塊再將24V電源提供給壓力變送器、流量計、電磁閥13；壓力變送器、流量計將壓力、流量信號轉換為電信號送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將電信號轉變?yōu)閿?shù)字信號通過USB總線送往控制計算機，虛擬儀器軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的解算、顯示、存儲、回放。

設備控制計算機中的工控機采用研華IPC 610L工控機、標準4U機箱。CPU為英特爾酷睿2雙核處理器，2.8GHz；內存DDR3 2G；硬盤500G；光驅DVD刻錄。工控機與支架、安裝板通過螺釘固定，穩(wěn)固可靠。

控制計算機中的顯示器采用CNUS，T190pc型19寸工業(yè)顯示器，分辨率為1280*1024。配置雙頭VGA線，電源變壓線。顯示器通過左右耳的附件固定在機柜參數(shù)指示面上，穩(wěn)固可靠。

控制計算機中的鍵盤內嵌在機柜操作臺面上。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用2U標準機箱。機箱內部整合了二次電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、繼電器控制板等專業(yè)板卡。板卡之間、板卡與對外接頭之間采用0.2mm²的鐵氟龍鍍銀線進行焊接，線芯為高純度無氧銅鍍銀線材料，鍍銀層厚、純度高、低內阻、低損耗，具有優(yōu)異的抗老化性能，適用于通訊設備和電子儀器的內部接線，對數(shù)據(jù)具有高保真度，有效避免了數(shù)據(jù)之間的干擾。采樣通道均采用同一個參考地（殼體）。

數(shù)據(jù)采集模塊可實現(xiàn)為壓力變送器、流量計供電；采集壓力、流量通道的數(shù)據(jù)信號。其基本參數(shù)如下：可進行模擬量采集；其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基本參數(shù)如下：分辨率：16bit；輸入電源：24VDC；模擬輸入阻抗：10MΩ；采樣速率：1000采樣點/s；采樣通道數(shù)：12路；測量精度：±0.1%；工作溫度：﹣10℃~﹢50℃；總線形式：USB總線。

直流穩(wěn)壓電源采用漢晟普源高精度、低紋波程控穩(wěn)壓電源。為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供24V直流電源。其主要性能參數(shù)：輸入電壓220VAC；輸出電壓范圍0~30V可調；輸出電流范圍0~5A可調；輸出波紋小于1%；具備過電壓、過電流、過溫度保護。

直流穩(wěn)壓電源與機柜參數(shù)指示面在同一平面，電源包含在機柜內部，調節(jié)旋鈕及輸出電壓顯示屏露出機柜參數(shù)指示面，便于操作與觀察。直流穩(wěn)壓電源通過支撐板與卡帶固定，穩(wěn)固可靠。

設備中電纜主要包括：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與壓力變送器、流量計、電磁閥13之間的電纜線。電纜為壓力變送器、流量計、電磁閥13提供電源并傳輸采集數(shù)據(jù)信號。設備中電纜線統(tǒng)一采用RVVP7×0.13屏蔽線。電纜走線均已固定，敷設規(guī)范整潔。

本發(fā)明氣路系統(tǒng)主要功能部件包括：貯氣瓶組合系統(tǒng)、壓力表、壓力變送器、流量計、電磁閥13、手動截止閥、溢流閥、舵機、管路及管路連接件等。

壓力表：設備采用0~60MPa/0.25級和0~6MPa/0.25級壓力表各兩塊，并進行計量檢定合格。分別用于測量氣源出口壓力（壓力表P1）、減壓器入口壓力（第二壓力表）、兩只減壓器的出口壓力（第一、第二減壓器5出口）。壓力表安裝固定緊固可靠，并采用防爆的防護裝置。

壓力變送器：設備采用MicroSensor MPM489系列高穩(wěn)定性壓力變送器3只。其主要技術指標如下：測量范圍2只0~2MPa、1只0~40MPa；精確度小于0.25%FS；輸出壓力0~5VDC；輸出阻抗小于3KΩ；供電電源11V~28VDC；過程連接M20×1.5 外螺紋帶水線密封；過載壓力1.5倍滿量程壓力。三只壓力變送器分別用于測量減壓器入口壓力、減壓器1出口壓力、減壓器2出口壓力。

壓力變送器通過球形接頭、外套螺母與管路連接。因設備振動源均得到了有效抑制，故壓力變送器的正常檢測、傳感不會受到振動干擾。

流量計：設備采用Sevenstar D07-60BM系列高精度、高穩(wěn)定性、大流量質量流量計2只。其主要技術指標如下：滿量程輸入范圍一只0~500L/min、另一只0~1000L/min；精度±2%FS；線性度±1%FS；重復精度±0.2%FS；響應時間≤10sec；耐壓3MPa；漏氣率1×10^-8scc/s；信號輸出0~5VDC；電源24VDC。兩只流量計分別用于測量兩只減壓器的出口流量。

流量計采用水平式安裝，通過螺釘固定在安裝板上，固定方式防振效果優(yōu)。

電磁閥13：設備電磁閥13采用了凱邁（洛陽）氣源有限公司的DCF7電動電磁閥13。其主要技術指標如下：兩位兩通常閉式高壓電磁閥13，工作壓力21MPa；工作電壓24V~27VDC；公稱通徑φ9.5mm；響應時間≤250ms。該電磁閥13用于開啟兩只減壓器的入口壓力。

電磁閥13固定在支撐座上，支撐座通過螺釘固定在安裝板上。此固定方案有效地抑制了電磁閥13每次開啟時振動所產(chǎn)生的不良影響。

手動截止閥：本設備采用4只手動截止閥。采用寧波星箭航天機械廠的Y5704.4-91手動截止閥。其主要技術指標如下：公稱通徑10mm，公稱壓力35MPa，M22×1.5, 37°。該4只手動截止閥分別用于控制氣源的通斷、氣源與減壓閥之間的通斷、減壓器1與負載之間的通斷、減壓器2與負載之間的通斷。

手動截止閥固定在設備操作臺面不銹鋼面板上、安裝牢固可靠、操作便捷。

溢流閥：本設備采用2只溢流閥。采用寧波星箭航天機械廠的KJ24-1/01安全閥。其主要技術指標如下：公稱通徑10mm，公稱壓力1~2MPa，M22×1.5, 37°。該兩只溢流閥為活塞式打開工作方式，用于保證兩只減壓器出口的安全壓力，溢流閥1、2所設置的安全工作壓力為2MPa。當溢流閥關閉時，氣密性優(yōu)，保證10min無漏氣現(xiàn)象。

管路及管路連接件：管路采用材料牌號為0Cr18Ni9Ti的不銹鋼無縫鋼管，管路規(guī)格有兩種：一種規(guī)格14×2 （外徑14，壁厚2，通徑10）為手動截止閥、電磁閥13、溢流閥、壓力變送器、流量計、對外接頭之間連接用；一種規(guī)格6×1 （外徑6，壁厚1，通徑4）為壓力表與管路系統(tǒng)之間連接用。管路連接按照氣源/舵系統(tǒng)檢測設備工作原理圖進行連接，管路的安裝、連接及敷設符合管路布置的一般原則。管路系統(tǒng)、管路接頭、閥門等均進行了氣密性檢查，無漏氣現(xiàn)象。

設備的W1接口、W2接口、J1接口、J2接口、Q1接口、Q2接口、Q3接口規(guī)格均為M18×1.5，37°內錐。與外圍產(chǎn)品的連接采用寧波星箭37°球頭連接型高壓橡膠軟管。其螺紋尺寸為M22×1.5, 接頭通徑10mm。并為設備入口、設備橡膠軟管與氣瓶、減壓器等需要的地方，提供轉接頭。

測試設備在使用前，請確保所有手動截止閥皆處于關閉狀態(tài)。氣源系統(tǒng)1、舵機與設備連接正確無誤。確保減壓器和溢流閥均調試為符合設計所要求的性能指標，即減壓器Q1為壓力1.4±0.15MPa，流量750L/min；減壓器Q2為壓力0.9±0.1MPa，流量240L/min；兩只溢流閥的開啟壓力均為2MPa。

設備中壓力表P1指示氣源壓力，P2指示減壓器Q1和Q2的進口壓力，P3指示減壓器Q1出口壓力，P4指示減壓器Q2出口壓力。設備調試時請根據(jù)壓力表的讀數(shù)作為調試依據(jù)。

打開氣源出口壓力的手動截止閥K1，壓力表P1讀數(shù)作為氣源壓力調試參照。打開減壓器進口壓力的手動截止閥K2，壓力表P2讀數(shù)作為減壓器Q1和Q2的進口壓力調試參照。保持手動截止閥K3、K4開啟。壓力表P3、P4讀數(shù)分別作為減壓器Q2和Q1的出口壓力調試參照。

為確保設備使用正常，請參照如下流程進行操作。

連接試驗管路----連接電纜----開啟電氣設備電源開關----開啟閥門----運行軟件----開始測試。

將工控機、顯示器、直流穩(wěn)壓電源的電源輸入線插入220VAC的電源插排。首先，打開工控機、顯示器、直流穩(wěn)壓電源的電源開關；其次按下直流穩(wěn)壓電源的輸出開關；最后按下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電源開關。為使測試數(shù)據(jù)更精確，建議上電預熱5min。

打開氣源出口壓力的手動截止閥K1。打開減壓器進口壓力的手動截止閥K2或電磁閥13，電磁閥13的開啟需通過軟件發(fā)送控制指令。手動截止閥K2和電磁閥13的功能相同，可替換。但若需測量壓力建立時間，請關閉手動截止閥K2，通過軟件發(fā)送控制指令開啟電磁閥13。保持手動截止閥K3、K4開啟，若僅需測試一路減壓器出口支路的數(shù)據(jù)，僅保持其支路對應的手動截止閥開啟即可。

1、氣源系統(tǒng)1壓力流量測試

連入氣源系統(tǒng)1及減壓閥、負載采用氣壓舵機，設備整體測試壓力、流量。

2、舵機流量測試

連入氣源系統(tǒng)1及減壓閥、設備3個出口連入氣壓舵機，測試舵機流量。

3、設備自身氣密性功能檢查測試

設備不連入氣源系統(tǒng)1及減壓閥，W2通過三通3及短鋼管與J1、J2相連。Q1、Q2、Q3用堵頭封堵。做設備自身氣密性檢查測試。測試壓力控制不得超過2MPa。

設備自身氣密測試合格判斷標準：從設備的氣源入口W1通1.5MPa壓力，設備排氣口用堵頭封堵，以壓力表讀數(shù)為判斷基準，保壓測試持續(xù)1h，降壓0.1MPa之內，則判斷為氣密測試合格。

4、氣源系統(tǒng)1氣密性測試

設備連入氣源系統(tǒng)1及減壓閥。Q1、Q2、Q3用堵頭封堵。

氣源系統(tǒng)1氣密測試合格判斷標準：從設備的氣源入口W1通壓力0.5＋0.1MPa高純氮氣對氣源系統(tǒng)1管路進行氣密試驗，關死設備中手動截止閥K3、K4，以壓力表讀數(shù)為判斷基準，當壓力表P2讀數(shù)已達到0.5MPa時，關閉電磁閥13及氣源供氣，保壓時間3min，不得漏氣，則判斷為氣密測試合格。

5、外部管路系統(tǒng)氣密性測試

此功能試驗前，請通過鋼管及三通3接頭及鋼管連接W2與J1，外部管路系統(tǒng)一端連接Q1，另一端用堵頭封堵。（注：測試壓力不得超過2MPa，否則溢流閥會打開）

6、壓力建立時間測試

關閉手動截止閥K2，計算機控制電磁閥13開啟，此刻計時初值。判斷標準為壓力變送器3，當壓力傳感器3達到內部設定的壓力閾值1.3MPa時，記錄此刻時間，并與初值相減，得到壓力建立時間并顯示。

7、減壓器性能指標測試

將減壓器出口壓力調試好，減壓器Q1出口壓力為1.5MPa，減壓器Q2出口壓力為1.0MPa。設備做壓力、流量測試，軟件根據(jù)壓力傳感器2、3的數(shù)據(jù)進行實時顯示，數(shù)據(jù)可以報表形式記錄、保存。

8、外部壓力傳感器測試

通過三通3及短鋼管將外部壓力傳感器接入W2與J1之間（不連入氣源系統(tǒng)1），外部壓力傳感器的電氣接口接入設備的數(shù)據(jù)采集器。對外部壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)進行測試，并將測試數(shù)據(jù)與設備自身的壓力數(shù)據(jù)進行對比，以對外部壓力傳感器性能作出大致判斷。