專利名稱：氣密性試驗器系統(tǒng)泄漏的補償裝置及補償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣密性檢測儀器領(lǐng)域，具體來說是一種氣密性試驗器系統(tǒng)泄漏 補償裝置及補償方法。
技術(shù)背景涉及到儲存氣體或以氣體為工作介質(zhì)的產(chǎn)品、設(shè)備，通常需要對其氣密性 進行檢測。如果產(chǎn)品或設(shè)備的氣密性不好，將直接影響其工作性能，有時甚至 會引發(fā)安全事故。所謂氣密性，就是密封腔室中氣體的密封程度，即氣體泄漏的程度。所謂 氣密性試驗，就是針對帶有不可壓縮密封腔室的產(chǎn)品或設(shè)備(例如酒瓶)，檢測其密封腔室中的氣體是否泄漏；通常，先用高壓氣源對試驗件充氣(由閥控 制充氣及充氣量的大小)，而后通過觀察壓力表數(shù)值是否變小，以判斷氣體是 否泄漏。進行上述氣密性試驗的儀器，稱為氣密性試驗器(以下簡稱試驗器)， 其可由人工進行控制，也可進行自動控制。 一般地，通過微機控制的氣密性試 驗器，稱為微控氣密性試驗器(以下簡稱微控試驗器)，其可對試驗的時間、 壓力值、進氣與排氣的動作順序等試驗要素集中進行控制，不僅簡化操作，還 可提高檢測精度。通常，微控試驗器由微機控制單元、高精度的檢測壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集 單元，帶觸摸顯示屏的操作控制系統(tǒng)及用戶界面、單端表壓變送器等部分構(gòu)成。 一般地，微控試驗器都具有電子檢測功能(如氣密性試驗器)及肉目艮觀察功能 (刷水檢測儀)，可快捷地判斷試驗件是否發(fā)生泄漏。由于微控試驗器具有靈 敏度高、可連續(xù)檢測、使用方便等特點，目前，其得到越來越廣泛的應(yīng)用。例 如，鐵路貨車制造業(yè)在組裝車輛制動閥時，就通常使用微控試驗器檢測閥體泄 漏狀態(tài)，以提高閥體氣密性檢測的準確性和可靠性。目前，用氣密性試驗器對試驗件進行檢測的公知方法是試驗件加壓后封 閉試驗腔室，通過觀察該腔室內(nèi)壓力值降低的情況判斷試驗結(jié)果；若試驗腔室 內(nèi)壓力值降低到一定程度，判斷試驗件泄漏，否則，判斷試驗件未泄漏。但是，該;險測方法存在一定的局限，簡述如下在氣密性檢測時，試驗腔室中壓力值的降低數(shù)據(jù)，反映了試驗件氣體泄漏的情況，其包括兩方面的內(nèi)容 一是試驗腔室的微泄漏；二是試驗器的系統(tǒng)泄 漏。系統(tǒng)泄漏越小，試驗器的測量誤差較小；相反，系統(tǒng)泄漏越大，試驗器的 測量誤差4交高。當試驗腔室中微泄漏小于試驗器的測量誤差時，試驗器無法檢測出該微泄 漏；由此，試驗件實際泄漏卻得出未泄漏的結(jié)論，即產(chǎn)生"漏檢"。可見，對 于有"零泄漏，，要求的試驗件，測量誤差較大的試驗器極易產(chǎn)生"漏檢"，形 成誤判，其無法滿足高效批量的氣密性檢測要求。因此，為保證檢測結(jié)果的準 確、可靠，必須減小試驗器的測量誤差，提高試驗器的檢測精度?，F(xiàn)有技術(shù)中，提高試驗器檢測精度的方法是，提高試驗器的密封性能，減 小試驗器氣路(包括接頭、管路、閥組等)自身的泄漏，進而減小其測量誤差。 但是，試驗器氣路的元件較多，其不可避免地存在系統(tǒng)泄漏；提高試驗器的密 封性，可一定程度上減小系統(tǒng)泄漏，降低測量誤差；但受制造工藝、試驗成本 等因素的限制，試驗器的密封性能并不能無限提高，從而無法最終消除試驗器 的系統(tǒng)泄漏。由于系統(tǒng)泄漏的影響，現(xiàn)有試驗器的^r測精度不夠理想，有時甚 至造成誤判。 發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明提供一種氣密性試驗器系統(tǒng)泄漏的補償裝置，可消除試 驗器的系統(tǒng)泄漏，減小其測量誤差，提高其檢測精度。在此基礎(chǔ)上，還提供一 種氣密性試驗器系統(tǒng)泄漏的補償方法。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的氣密性試驗器系統(tǒng)泄漏的補償裝置 由閥座與閥芯構(gòu)成蓄氣室，所述蓄氣室與試驗器氣路連通；還包括一控制器、 一伺服電機、 一直線運動機構(gòu)；所述控制器根據(jù)試驗器的泄漏速度，輸出所述 伺服電機的驅(qū)動電壓；所述直線運動機構(gòu)分別與所述伺服電機的輸出軸、所述 閥芯的輸入端連接，將所述伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為所述閥芯相對于所述閥 座的直線運動。優(yōu)選地，所述閥芯連接所述伺服電機的輸出軸；所述閥芯與所述閥座之間 設(shè)置螺紋副，構(gòu)成螺旋機構(gòu)形式的所述直線運動機構(gòu)。優(yōu)選地，還設(shè)置電機導槽，用于限制所述伺服電機的周向運動。優(yōu)選地，還設(shè)置一齒輪，其齒輪軸與所述伺服電機的輸出軸連接；所述閥芯伸出所述閥座的一端設(shè)有齒條；所述齒輪與所述齒條嚙合，構(gòu)成齒輪-齒條 機構(gòu)形式的所述直線運動才幾構(gòu)。優(yōu)選地，所述伺服電機還連接減速器，用于對所述伺服電機輸出的轉(zhuǎn)速減速。優(yōu)選地，所述伺服電機為直流伺服電動機。 優(yōu)選地，所述控制器由計算機和/或PLC組成。 優(yōu)選地，所述閥座與所述閥芯之間通過"O"型圈密封。 優(yōu)選地，所迷蓄氣室通過三通與試驗器氣路斷開處連接。 在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種氣密性試驗器系統(tǒng)泄漏的補償方法連接 蓄氣室與試驗器氣路；設(shè)定氣源包氣體的壓力值；向控制器輸入試^^器的泄漏 速度；啟動試驗器；觀察試驗器中壓力數(shù)值變化；判斷試驗器中壓力數(shù)值變化 是否穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)，若是，按目前補償速度繼續(xù)補償。優(yōu)選地，設(shè)定氣源包氣體的壓力值為650士10Mpa。優(yōu)選地，在試驗器保壓2~3分鐘后，觀察試驗器顯示屏中的壓力數(shù)值變化。 優(yōu)選地，將蓄氣室通過三通與試驗器氣路的斷開處連接。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的裝置，閥座與閥芯間之間形成可收縮的蓄 氣室該蓄氣室與試驗器氣路相通，可充入一定壓力的氣體；在試驗時，閥芯 壓縮蓄氣室，使蓄氣室中氣體流向試驗器氣路，由此提高試驗器氣路中的氣壓， 實現(xiàn)對試驗器的系統(tǒng)泄漏進行補償。具體是根據(jù)試驗器的泄漏速度，控制器 控制伺服電機轉(zhuǎn)動，其輸出軸通過直線運動機構(gòu)，帶動閥芯作直線運動；閥芯 相對閥座發(fā)生位移后，蓄氣室的容積發(fā)生變化；蓄氣室中的氣壓升高，氣體流 向氣壓較低的試驗器氣路。由此，提高試驗器中的氣壓，使其保持相對不變， 實現(xiàn)對試驗器的系統(tǒng)泄漏進行補償。通過主動補償，抵消試驗器的系統(tǒng)泄漏， 減小其測量誤差，提高其檢測精度。在本發(fā)明的裝置中，通過控制器自動控制補償速度，可提高補償?shù)木取?具體是通過控制器調(diào)整伺服電機的驅(qū)動電壓，可方便地控制伺服電機的起停、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，進而控制閥芯直線運動的時間、速度及方向，使蓄氣室中氣體容 積和壓力按照預定的速度變化。顯然，蓄氣室中的氣體在壓力變化速度受控的情況下，其流速也得以控制；也就是說，可準確地控制補償?shù)乃俣龋瑥亩３衷囼炂鳉饴分袣鈮旱姆€(wěn)定，完全消除試驗器系統(tǒng)泄漏的影響。特別地，可使閥 芯作勻速直線運動，使得補償速度均衡，保持試驗器氣路中氣壓的穩(wěn)定，從而 提高補償?shù)木?。本發(fā)明的裝置，各氣動元件及氣體容器均采用常規(guī)的設(shè)備，不受環(huán)境溫度、 濕度及空氣凈化度、泄漏等條件限制，可在自然狀態(tài)下進行氣密性檢測。其結(jié) 構(gòu)簡單，檢測結(jié)果準確、可靠，適用范圍廣，可對各種氣密性試驗器進行系統(tǒng) 泄漏補償。本發(fā)明的方法，通過控制器調(diào)整的伺服電機的驅(qū)動電壓，可控制補償速度的快慢；試驗時，通過觀察試驗器顯示屏中的壓力數(shù)值是否變化，可判斷補償值是否合適，以決定是否調(diào)整補償速度。本發(fā)明的補償方法，其補償精度高， 操作簡單，可提高試驗效率，節(jié)省試驗成本。


圖l是本發(fā)明裝置的系統(tǒng)圖；圖2是本發(fā)明裝置第 一 實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明裝置第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明裝置第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明方法的流程圖。圖中，有關(guān)附圖標記如下l-控制器； 2-伺服電機； 3-直線運動機構(gòu)；4-閥芯； 5-閥座； 6-蓄氣室；7-試驗器氣路； 8- "O"型圈； 9-三通； 10-減速器； ll-齒輪； 12-齒條。
具體實施方式
本發(fā)明的基本構(gòu)思是由閥座與閥芯構(gòu)成可收縮的蓄氣室，蓄氣室與試驗 器氣路連通；使閥芯作直線運動，減小蓄氣室容積，提高蓄氣室中氣壓；使蓄 氣室中壓力較高的氣體流向壓力較低的試驗器氣路，保持試驗器氣路中氣體壓力的相對穩(wěn)定。通過主動補償，抵消試驗器的系統(tǒng)泄漏，減小其測量誤差，提 高其檢測精度?？紤]到試驗器的系統(tǒng)泄露為微泄漏，對補償?shù)乃俣扰c精度要求極高，人工 控制的方式難以滿足要求，因此采用自動控制的方式。為此，本發(fā)明的裝置中，引入了控制器、伺服電機及直線運動機構(gòu)；使閥芯作勻速直線運動，從而提高主動補償?shù)乃俣扰c精度。為便于說明，下面先從總體上對本發(fā)明進行說明。請參考圖l，該圖為本發(fā)明裝置的系統(tǒng)圖。如圖l所示的裝置由閥座5與 閥芯4構(gòu)成蓄氣室6，其與試驗器氣路7連通，穩(wěn)定狀態(tài)時兩者中的氣壓相同； 還包括控制器l、伺服電機2、直線運動機構(gòu)3;其中，控制器l根據(jù)試驗器的泄 漏速度，輸出伺服電機2的驅(qū)動電壓；直線運動機構(gòu)3分別與伺服電機2的輸出 軸、閥芯4的輸入端連接，可將伺服電機2的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為閥芯4相對于閥座5 的直線運動，從而便于控制補償?shù)乃俣?。閥芯4相對閥座5作直線運動，對蓄氣室6的容積進行壓縮，提高蓄氣室6 中氣壓；由此蓄氣室6中壓力較高的氣體流向壓力較低的試驗器氣路7，提高試 驗器氣路7中的氣壓；由此對試驗器的系統(tǒng)泄漏進行主動補償，抵消其系統(tǒng)泄 漏的影響，減小其測量誤差，提高其檢測精度。所述控制器l,根據(jù)試驗器的泄漏速度，輸出伺服電機2的驅(qū)動電壓。實際 上，每一試驗器的泄漏速度是固定的，在本發(fā)明裝置中各部件已確定的情況下， 可計算出伺服電機的驅(qū)動電壓的大小。具體計算過程如下述初始狀態(tài)，假定蓄氣室6中的氣壓為尸，容積為r;在溫度不變的情況下， P卜c (1)其全微分方程為，iW +啤=0 ( 2)未發(fā)生泄漏時，試驗器氣^各7中的氣壓與蓄氣室6中的氣壓相等；為方^f更起 見，以試驗器氣路7中氣壓降低的速度表征試驗器的泄漏速度，單位時間內(nèi)氣 壓降低W;為此，將蓄氣室6的容積壓縮,，相應(yīng)地，氣壓提高W,使氣壓 保持為P。由(2)式可知，蓄氣室6壓縮的容積為， dr—啤/p (3)伺服電機2的輸出轉(zhuǎn)速《與其驅(qū)動電壓W成線形關(guān)系，有，<formula>formula see original document page 9</formula> (4 )直線傳動機構(gòu)3將伺服電機2的輸出轉(zhuǎn)速w轉(zhuǎn)換為直線運動速度v,其滿足，<formula>formula see original document page 9</formula> ( 5 )閥芯4在直線傳動才幾構(gòu)3的推動下，在單位時間內(nèi)，相對閥座5發(fā)生相對位移"，有，<formula>formula see original document page 9</formula> ( 6 )通常，閥座5與閥芯4構(gòu)成的蓄氣室6為柱體，其長度為Z，底面積為S,其容積r滿足，<formula>formula see original document page 9</formula>( 7 )對(7)式微分，有，<formula>formula see original document page 9</formula>(8 )<formula>formula see original document page 9</formula> (9)由(9)式可知，伺服電機2的驅(qū)動電壓與試驗器的泄漏速度存在固定的關(guān) 系。得知試驗器的泄漏速度，就可以計算出伺服電機2的驅(qū)動電壓；換而言之， 控制器1可以依據(jù)試驗器的泄漏速度向伺服電機2輸出特定的驅(qū)動電壓。由此，測定出試驗器的泄漏速度并計算出伺服電機的相應(yīng)驅(qū)動電壓，將該 數(shù)據(jù)儲存在控制器l內(nèi)；或者，根據(jù)上述計算公式編制程序，輸入試驗器的泄 漏速度，由控制器l計算出伺服電機驅(qū)動電壓；針對每一試驗器，控制器l就可 根據(jù)其泄漏速度輸出相應(yīng)的驅(qū)動電壓。需說明的是，測定試驗器的泄漏速度時，通常設(shè)置壓力傳感器，采取負反 饋的閉環(huán)控制方式，以便精確地測定單位時間內(nèi)的泄露量，即試—驗器的泄漏速 度。對于每一試驗器，其結(jié)構(gòu)組成一經(jīng)確定，其泄漏速度也相應(yīng)地確定；由此 可將試驗器的泄漏速度等參數(shù)直接輸入控制器1，以對補償速度進行控制。本 發(fā)明中對試驗器系統(tǒng)泄漏的補償可采取開環(huán)控制，而無需采取閉環(huán)控制，以簡 化結(jié)構(gòu)、節(jié)省成本。所述控制器由計算機和/或可編程控制器(Progarammable Logical Controller, PLC)組成。其中，計算機具有良好的人機界面；PLC具有實時性強、可靠性高、控制方便、抗干擾能力強等特點；兩者的協(xié)調(diào)工作，則有助于 提高控制器l的整體性能。所述伺服電機2，也稱為執(zhí)行電機，具有服從控制信號的要求而動作的功 能有信號到來之前，轉(zhuǎn)子靜止不動；信號一到來，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動；信號一消 失，轉(zhuǎn)子立即停止轉(zhuǎn)動。伺服電機可將輸入的電壓信號變換為轉(zhuǎn)軸的角位移或 角速度輸出，其分為交流伺服電機與直流伺服電機兩類。其中，直流伺服電機 多采用電樞控制方式，其機械特性與調(diào)節(jié)特性都是線形的，并與電樞繞組電阻 無關(guān)；而且，其電磁慣性小，響應(yīng)迅速。由于直流伺服電機的眾多優(yōu)點，其特 別適于本發(fā)明裝置中使用。直線運動，其目的是便于對閥芯4的運動進行控制，具體可采取多種形式的結(jié) 構(gòu),簡述如下齒輪-齒條機構(gòu)(Pinion-Rack)，齒輪的正、反向回轉(zhuǎn)可以使齒條做往復直線 運動。螺旋機構(gòu)(Screw Mechanism),絲杠的回轉(zhuǎn)可以使螺母實現(xiàn)往復直線運動。 曲柄滑塊機構(gòu)(Crank-Slider),當曲柄連續(xù)回轉(zhuǎn)時，滑塊可做往復直線運動。 曲柄連4干才幾構(gòu)(central-located connecting rod)，其連才干滿足一定尺寸要求，曲柄連續(xù)回轉(zhuǎn)，則連桿上的點可實現(xiàn)近似直線運動或準確直線運動，如分別以瓦特.J、波舍利、契貝謝夫、羅伯茨、哈特、肯普、斯科特-拉塞爾等命名的直線運動才幾構(gòu)。鏈傳動(Chain Drive Mechanism),帶有翼片的鏈傳動，可以拖動被作業(yè)件在兩鏈輪間的直線段做直線運動。所述直線運動機構(gòu)3可以單獨設(shè)置，便于安裝、維護；也與閥芯4制成一體結(jié)構(gòu)，以簡化結(jié)構(gòu)，減小體積。以上對本發(fā)明的原理進行了闡述，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行具體說明。請參考圖2，該圖為本發(fā)明裝置第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示的裝 置，包括由閥座5與閥芯4構(gòu)成蓄氣室6，其通過三通9與試驗器氣路7連通；閥芯4與閥座5之間通過"0"形圏8密封，避免蓄氣室6發(fā)生泄漏；穩(wěn)定狀態(tài)時，蓄 氣室6與試驗器氣路7中的氣體壓力相等；閥芯4可相對閥座5作直線運動，從而 壓縮蓄氣室6的容積，提高蓄氣室6與試驗器氣路7中的氣壓?？刂破? (圖2未示)，控制器1根據(jù)輸入的試驗器的泄漏速度，輸出伺 服電機2的驅(qū)動電壓。優(yōu)選地，控制器1由計算機和PLC組成，其中計算 機顯示數(shù)據(jù)，并給PLC輸入數(shù)據(jù)、程序；PLC根據(jù)計算機輸入的數(shù)據(jù)和程序， 輸出伺服電機2的驅(qū)動電壓信號；由此，使計算機和PLC協(xié)調(diào)工作，充分發(fā) 揮各自特點，提高控制器l的整體性能。伺服電機2，根據(jù)控制器l輸出的驅(qū)動電壓，輸出旋轉(zhuǎn)運動。伺服電機2的 機械特性與調(diào)節(jié)特性為線形，其輸出轉(zhuǎn)速與驅(qū)動電壓成正比，便于進行控制。 優(yōu)選地，伺服電機2采用直流伺服電機，其電磁慣性小，響應(yīng)迅速。減速器IO,連接在伺服電機2的輸出軸上，降低伺服電機2的輸出轉(zhuǎn)速；由 此，可增加伺服電機2的轉(zhuǎn)速，相應(yīng)提高其驅(qū)動電壓，避免其工作在小信號狀 態(tài)，減小其控制難度。當然也可不采用減速器IO，此時，控制器l輸出的驅(qū)動 電壓信號較小，相對輸出大信號狀態(tài)，其控制精度稍有降低。閥芯4直接與減速器10的輸出軸連接，閥芯4與閥座5之間以螺紋形式連接； 閥芯4與閥座5之間設(shè)置的螺紋副，構(gòu)成螺旋機構(gòu)形式的一體化直線運動機構(gòu)3;速度穩(wěn)定，便于控制補償?shù)乃俣?。在本實施例中，減速器IO、伺服電機2重量相對較輕，而閥座5相對4交重； 因此，對閥座5進行固定，而對閥芯4，減速器IO、伺服電機2不進行固定；由 此，閥芯4相對閥座5的直線運動，表現(xiàn)為閥芯4運動、閥座5靜止。由于閥芯5 與減速器10的輸出軸直接連接，閥芯4作直線運動時，帶動減速器IO、伺服電 機2—起作直線運動；為此，設(shè)置電機導槽(圖未示)，以限制減速器IO、伺 服電機2的周向運動，避免對閥芯4的直線運動產(chǎn)生干擾。當然，在不設(shè)置減速 器10的情況下，電機導槽僅對伺服電機2起作用。檢測時，將試驗器氣路7的任一處管路斷開，用三通9與蓄氣室6連接；將 試驗器的泄漏速度等數(shù)據(jù)輸入計算機，并由決定PLC的輸出信號。試驗器泄漏 發(fā)生后，根據(jù)試驗器的泄漏速度，PLC輸出相應(yīng)的驅(qū)動電壓信號，控制伺服電機2轉(zhuǎn)動；伺服電機2通過減速器10后，其輸出的轉(zhuǎn)速降低；減速器10的輸出軸 帶動閥芯4轉(zhuǎn)動，由于閥芯4與閥座5之間以螺紋形式連"l妄，閥芯4轉(zhuǎn)動的同時， 其與閥座5之間產(chǎn)生直線運動。閥芯4相對閥座5的直線運動的結(jié)果，使蓄氣室6 的容積變??；蓄氣室中氣體的壓力提高，其流向壓力較低的試驗器氣路7;從 而，提高試驗器氣路7中的壓力，使其壓力保持相對不變，實現(xiàn)對試驗器的系 統(tǒng)泄漏進行補償。通過主動補償，抵消試驗器的系統(tǒng)泄漏，減小其測量誤差， 提高其檢測精度。由控制器l控制補償速度，可提高補償?shù)木?。這是因為通過控制器l 調(diào)整伺服電機2的驅(qū)動電壓，可方便地控制伺服電機2的起停、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向， 進而控制閥芯4直線運動的時間、速度及方向，使蓄氣室中氣體容積和壓力按 照預定的速度變化。顯然，蓄氣室6中的氣體在壓力變化速度受控的情況下， 其流速也得以控制；也就是說，可準確地控制補償?shù)乃俣龋瑥亩３衷囼炂鳉?路7中氣體壓力的穩(wěn)定，完全消除試驗器系統(tǒng)泄漏的影響。特別地，可使閥芯 4作勻速直線運動，使得補償速度均衡，保持試驗器氣路7中氣體壓力的穩(wěn)定， 從而提高補償?shù)木?。本發(fā)明的裝置，通過控制器1控制伺服電機2的驅(qū)動電壓，可補償試驗器單 位時間內(nèi)的泄漏。此外，還可對補償過程進行一定的修正，具體做法是在保 壓一定時間(如2 3分鐘)后，觀察試驗器顯示屏中壓力數(shù)值是否變化(通常 設(shè)定為650土10Mpa);沒有變化，說明補償值合適；否則，調(diào)整控制器l的輸 入，保證試驗器顯示屏的壓力數(shù)值不變。本發(fā)明的裝置，各氣動元件及氣體容器均采用常規(guī)的設(shè)備，不受環(huán)境溫度、 濕度及空氣凈化度、泄漏等條件限制，可在自然狀態(tài)下進行氣密性檢測。其結(jié) 構(gòu)簡單，檢測結(jié)果準確、可靠，適用范圍廣，可對各種氣密性試驗器進行系統(tǒng) 泄漏補償。上述第一實施例中，由閥芯4與閥座5間的螺紋副形成螺旋機構(gòu)形式的一體 化直線運動機構(gòu)3;實際上，直線運動機構(gòu)3與閥芯4也可為分體結(jié)構(gòu)。請參考圖3，該圖是本發(fā)明裝置第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中， 同樣地由閥座5與閥芯4構(gòu)成蓄氣室，其通過三通9與試^^器氣^各7連通；還設(shè) 置控制器l (圖3未示)、伺服電機2、直線運動機構(gòu)3;其中，直線運動機構(gòu)3與閥芯4間為分體結(jié)構(gòu)，其分別與伺服電機2的輸出軸、閥芯4的輸入端連接，在本實施例中直線運動機構(gòu)3具體可采用多種形式，如齒輪-齒條機構(gòu)、 螺旋機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)、曲柄連桿機構(gòu)、《連傳動等。直線運動機構(gòu)3與閥芯4 間采用分體結(jié)構(gòu)，其便于安裝、維護。另外，本實施例中，未設(shè)置減速器IO, 其控制難度相對較大。本實施例，同樣地可消除試驗器的系統(tǒng)泄漏，減小其測量誤差，提高其檢 測精度，在此不再贅述。請參考圖4，該圖是本發(fā)明裝置第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中， 直線運動機構(gòu)3采用齒輪-齒條機構(gòu)形式，具體是設(shè)置一齒輪ll，其齒輪軸與 伺服電機2 (圖4未示)的輸出軸連接；閥芯4伸出閥座5的一端設(shè)有齒條12;齒 輪11與閥芯4上的齒條12嚙合，齒輪11的正、反向回轉(zhuǎn)通過齒條12帶動閥芯4 進行往復直線運動。其補償過程是根據(jù)輸入的試驗器泄漏速度數(shù)據(jù)，控制器l (圖4未示)輸 出相應(yīng)的驅(qū)動電壓信號，控制伺服電機2轉(zhuǎn)動，并帶動齒輪ll轉(zhuǎn)動；因齒輪ll 與閥芯4上的齒條12嚙合，在齒輪ll轉(zhuǎn)動的同時，由齒條12帶動閥芯4相對閥座 5進行直線運動；蓄氣室6的容積變小，其中的氣體的壓力提高，流向壓力較低 的試驗器氣路7;由此，提高試驗器氣路7中的壓力，實現(xiàn)對試驗器的系統(tǒng)泄漏 進行補償。本實施例中，直線運動機構(gòu)3采用齒輪-齒條機構(gòu)形式，其安裝、維護方便； 齒條12與閥芯4制成一體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，并可減小體積；但其傳動不如螺 旋機構(gòu)穩(wěn)定，其控制精度相對前述第一實施例較低。以上對本發(fā)明裝置的工作原理及具體結(jié)構(gòu)進行了闡述。在此基礎(chǔ)上，下面 對本發(fā)明的方法進行說明。請參考圖5，該圖是本發(fā)明方法的流程圖。如圖5所示的方法，包括以下步驟SIO、連接蓄氣室與試驗器氣路。具體是將系統(tǒng)的任一處管路斷開，將蓄氣室通過三通與試驗器氣路斷開處 連接。S20、設(shè)定氣源包氣體的壓力值。一般地，由試驗器本身的氣壓定值閥設(shè)定氣源包氣體的壓力值。通常，氣源包氣體的壓力值設(shè)定為650士10Mpa，穩(wěn)定后，蓄氣室及試驗器氣路中的壓 力值均為650士10Mpa。S30、向控制器輸入試驗器的泄漏速度。試驗器的泄漏速度可事先測定，對每一試驗器而言，其泄漏速度在一定范 圍內(nèi)近似為常數(shù)。S40、啟動試驗器。啟動試驗器后控制器根據(jù)試驗器的泄漏速度，輸出伺服電機的驅(qū)動電壓； 伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)直線運動機構(gòu)轉(zhuǎn)換為直線運動，帶動閥芯相對閥座進行 直線運動；閥芯壓縮蓄氣室容積，提高蓄氣室中的氣體壓力，使其流向壓力較 低的試驗室氣路；由此，試驗室氣路中的氣體壓力保持不變，實現(xiàn)對試驗器系 統(tǒng)泄漏的主動補償。S50、觀察試驗器中壓力數(shù)值變化。通常，在試驗器氣路保壓2 3分鐘后，觀察試驗器顯示屏中的壓力數(shù)值變 化情況。S60、判斷試驗器中壓力數(shù)值變化是否穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)。 若是，進入S70步驟； 若否，進入S30步驟。 一般地，試驗器氣壓在設(shè)定值的±5%范圍內(nèi)波動，可認為其變化穩(wěn)定。在 試驗器氣路中壓力數(shù)值變化穩(wěn)定的情況下，說明試驗器的系統(tǒng)泄漏已得到有效 的補償，目前補償速度合乎要求；按照目前的補償速度，就可以保證試驗器的 檢測精度；否則，需要向控制器重新輸入試驗器泄漏速度等數(shù)據(jù)，以調(diào)整補償 速度。S70、 ^換目前補償速度繼續(xù)補償。本發(fā)明的補償方法，具體應(yīng)用于本發(fā)明的氣密性試驗器系統(tǒng)泄漏的補償裝 置。其補償精度高，操作簡單，可提高試驗效率，節(jié)省試驗成本。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出的是，上述優(yōu)選實施方式 不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)， 還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種氣密性試驗器系統(tǒng)泄漏的補償裝置，其特征在于由閥座與閥芯構(gòu)成蓄氣室，所述蓄氣室與試驗器氣路連通；還包括一控制器、一伺服電機、一直線運動機構(gòu)；所述控制器根據(jù)試驗器的泄漏速度，輸出所述伺服電機的驅(qū)動電壓；所述直線運動機構(gòu)分別與所述伺服電機的輸出軸、所述閥芯的輸入端連接，將所述伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為所述閥芯相對于所述閥座的直線運動。
2、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述閥芯連接所述伺服電機 的輸出軸；所述閥芯與所述閥座之間設(shè)置螺紋副，構(gòu)成螺旋機構(gòu)形式的所述 直線運動機構(gòu)。
3、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于還設(shè)置電機導槽，用于限制 所述伺服電機的周向運動。
4、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于還設(shè)置一齒輪，其齒輪軸與 所述伺服電機的輸出軸連接；所述閥芯伸出所述閥座的一端設(shè)有齒條；所述 齒輪與所述齒條嚙合，構(gòu)成齒輪-齒條機構(gòu)形式的所述直線運動機構(gòu)。
5、 如權(quán)利要求l-4任一項所述的裝置，其特征在于所述伺服電機還連接 減速器，用于對所述伺服電機輸出的轉(zhuǎn)速減速。
6、 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述伺服電機為直流伺服電 動機。
7、 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述控制器由計算機和/或PLC 組成。
8、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述閥座與所述閥芯之間通 過"O"型圈密封。
9、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述蓄氣室通過三通與試驗 器氣路斷開處連接。
10、 一種氣密性試驗器系統(tǒng)泄漏的補償方法，適用于如權(quán)利要求l所述的 裝置，其特征在于連接蓄氣室與試驗器氣路；設(shè)定氣源包氣體的壓力值； 向控制器輸入試驗器的泄漏速度；啟動試驗器；觀察試驗器中壓力數(shù)值變化； 判斷試驗器中壓力數(shù)值變化是否穩(wěn)定在允許范圍內(nèi)，若是，按目前補償速度
11、 如權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于通過試驗器本身的氣壓定 值閥設(shè)定氣源包氣體的壓力值。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于設(shè)定氣源包氣體的壓力值 為650士10Mpa。
13、 如權(quán)利要求10-12任一項所述的方法，其特征在于在試驗器保壓 2 3分鐘后，觀察試驗器顯示屏中的壓力數(shù)值變化。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于將蓄氣室通過三通與試驗 器氣3各的斷開處連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種氣密性試驗器系統(tǒng)泄漏的補償裝置，由閥座與閥芯構(gòu)成蓄氣室，所述蓄氣室與試驗器氣路連通；還包括一控制器、一伺服電機、一直線運動機構(gòu)；所述控制器根據(jù)試驗器的泄漏速度，輸出所述伺服電機的驅(qū)動電壓；所述直線運動機構(gòu)分別與所述伺服電機的輸出軸、所述閥芯的輸入端連接，將所述伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為所述閥芯相對于所述閥座的直線運動。本發(fā)明的裝置，可對試驗器的系統(tǒng)泄漏進行主動補償，抵消試驗器的系統(tǒng)泄漏，減小其測量誤差，提高其檢測精度。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還公開一種氣密性試驗器系統(tǒng)泄漏的補償方法。
文檔編號G01M3/26GK101261174SQ20081009445
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者孟凡義 申請人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司