介紹了閥門氣動裝置啟閉轉(zhuǎn)矩連續(xù)測試裝置的性能特點、技術(shù)參數(shù)及其控制方法。給出了裝置通過扭矩傳感器測試閥門氣動裝置的力矩變化并將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號由計算機控制輸出的工作過程( 該裝置專利申請?zhí)? 201120019397. 0) 。

1、概述

　　閥門氣動裝置在線使用過程中，需要隨時了解和掌握其綜合性能參數(shù)，以保證設備運行的正�？煽�。根據(jù)國內(nèi)行業(yè)調(diào)查和科技查新表明，對于閥門氣動裝置啟閉轉(zhuǎn)矩試驗、測試與研究，國內(nèi)尚屬空白領(lǐng)域，既無顯示閥門氣動裝置開度位置與轉(zhuǎn)矩值對應關(guān)系的測試設備，也沒有在使用現(xiàn)場檢測閥門氣動裝置動態(tài)轉(zhuǎn)矩的設備。由于無法了解閥門氣動裝置在實際工況下啟閉轉(zhuǎn)矩值與閥門開度的對應關(guān)系，給氣動裝置的設計、制造工藝及其使用帶來了盲目性，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認為這樣嚴重制約了氣動裝置的技術(shù)進步和質(zhì)量提升。同時，由于缺乏轉(zhuǎn)矩實際數(shù)據(jù)，導致在氣動裝置選型配套方面也經(jīng)常出現(xiàn)問題，不是裝置轉(zhuǎn)矩選擇過剩造成浪費，就是選擇不足。

2、性能特點

　　閥門氣動裝置主要由機械驅(qū)動、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和控制等部分組成( 圖1) 。

圖1 氣動裝置啟閉扭矩連續(xù)測試裝置

　　機械部分由液壓驅(qū)動機構(gòu)( 即加載部件) 和連接( 裝夾) 機構(gòu)等組成( 圖2) 。

圖2 氣動裝置試驗臺液壓加載系統(tǒng)

　　選用液壓缸式裝置作為加載部件，其結(jié)構(gòu)可以與試驗產(chǎn)品一致，有助于在整個行程范圍內(nèi)液壓壓力的平穩(wěn)和數(shù)據(jù)的測量精度。由于液體的不可壓縮性，有助于控制試驗產(chǎn)品的啟閉速度，最大優(yōu)點是加載轉(zhuǎn)矩可自動與試驗產(chǎn)品的輸出最大轉(zhuǎn)矩一致。

　　數(shù)據(jù)采集由P8R8DIO 驅(qū)動控制模塊、ISO -LD為AD 轉(zhuǎn)化模塊和ENCONER300 脈沖編碼器計數(shù)模塊3 種模塊組成。處理和控制部分由計算機和控制器組成( 圖3) 。被測閥門氣動裝置在開啟( 或關(guān)閉) 過程中承受的轉(zhuǎn)矩，由轉(zhuǎn)矩傳感器采集，經(jīng)ISO-LD 模塊A /D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入計算機。同時，閥門氣動裝置的開度即轉(zhuǎn)角由編碼器經(jīng)ENCODER300模塊計數(shù)，也轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入計算機，由軟件處理后，顯示和保存。整個過程通過P8R8DIO 控制模塊，由人機界面控制。

圖3 氣動裝置試驗臺控制系統(tǒng)

　　程序軟件由VISUAL BASIC 語言編寫，由工作過程控制模塊和輸出打印模塊組成。

　　采用工控機的I /O 接口控制繼電器，再進一步控制被測氣動裝置的進出口氣動換向閥，從而控制被測氣動裝置的動作，也可通過控制箱上的按鈕直接控制被測氣動裝置的進出口氣動換向閥。系統(tǒng)的工作狀態(tài)可在控制箱面板上反映，也可在工控機的顯示屏上反映。

　　氣動裝置啟閉扭矩連續(xù)測試裝置能夠應用工控電腦控制試驗臺的操作過程，并能對輸出扭矩、空氣壓力、運行時間等參數(shù)自動進行連續(xù)采樣，存儲采樣信息，用曲線方式在屏幕上顯示或進行打印。氣動裝置啟閉扭矩連續(xù)測試裝置是測試氣動裝置在各種氣壓條件下，各種啟閉速度時，在啟閉過程中各轉(zhuǎn)動角度時的最大輸出扭矩。氣動裝置啟閉扭矩連續(xù)測試裝置具有工作效率高及結(jié)果準確等特點。

3、結(jié)構(gòu)分析

　　目前，國內(nèi)閥門氣動執(zhí)行機構(gòu)僅有部分回轉(zhuǎn)型閥門緩閉氣動裝置和自動復位閥門氣動裝置，以及擺動式螺旋槽雙活塞氣缸的閥門氣動裝置等，尚無閥門氣動裝置啟閉轉(zhuǎn)矩測試裝置。閥門檢測裝置大多數(shù)根據(jù)國內(nèi)外的相關(guān)標準以壓力表顯示其試驗強度和密封性能，這一簡單的試驗方法并不能完全反映出一種閥門在設計、加工和應用中存在的諸多問題。為了力求降低閥門及其關(guān)閉力和關(guān)閉力矩，考核閥門綜合性能，只有對閥門啟閉全過程的扭矩檢測并得到相應的數(shù)據(jù)加以判斷，才能得出合理的結(jié)論，這對設計和制造閥門顯得尤為重要。

　　氣動閥門轉(zhuǎn)矩連續(xù)測試裝置執(zhí)行Q /HLY004-2012 企業(yè)標準。各項性能指標符合閥門氣動裝置技術(shù)條件、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量裝置、電氣控制設備、普通型閥門電動裝置技術(shù)條件等相關(guān)標準的要求。其特點是人機界面，電腦控制，操作簡單，測量精確，數(shù)據(jù)保存、顯示和打印。該裝置適用于氣動閥門在各種氣壓條件下，開啟和關(guān)閉時的動態(tài)扭矩測試。測試裝置各種啟閉速度時，在啟閉過程中轉(zhuǎn)動時的輸出扭矩。也適用于類似閥門啟閉的其他設備的動態(tài)扭矩測試，如風門的調(diào)速扭矩的動態(tài)測試。其精度值由計量檢測校準。該裝置能顯控閥門扭矩測試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曲線圖) 。該裝置應用工控電腦控制試驗臺的操作過程，并能對輸出扭矩、運行時間等參數(shù)自動進行連續(xù)采樣，存儲采樣信息，用曲線方式在屏幕上顯示或進行打印。

4、結(jié)語

　　氣動閥門轉(zhuǎn)矩連續(xù)測試裝置顯示啟閉轉(zhuǎn)矩及連續(xù)測試開啟至關(guān)閉過程中任意角度位置動態(tài)轉(zhuǎn)矩值，反應靈敏，測值準確，適用范圍大，其工作過程運行正常，使用效果受到用戶的滿意和認可。該裝置不僅給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益，而且促進了閥門制造行業(yè)及使用領(lǐng)域的質(zhì)量水平和技術(shù)進步。