扩散真空泵性能自动测试系统的研制

2010-01-09 梁文升 东北大学机械工程与自动化学院

  本文介绍了一套新研制的扩散真空泵性能的自动测试系统。该系统可以按照国家标准规定的方法自动检测扩散真空泵的极限压力和抽速。系统利用自主开发的光电液位检测方法和元件实现滴管液位的自动读取和记时;利用步进电机驱动针阀实现气体流量和测试罩内压力的自动调节;使用上位PC 机和下位单片机的双级控制系统实现对整个测试系统和测试过程的自动控制。

  身为软件最范围广的高真空泵抽气机戒,油分散泵在全球的生产方式销售、论述各方面已达到相当的的技艺横向和某种的生产方式销售投资额,被范围广软件于机戒、网络、冶金机械、水分子能、空间模似等化学工业前沿工艺和科学学技艺论述中,为目前的社会发展壮大做好了可观的奉献。近多少余载, 全球分散泵类产品从外表、特点到特点都有比较大的的进度。

  相对于扩散泵的生产企业数量和生产总量来说,国内扩散泵在产品性能检测方面还相对落后。目前很多企业尚没有自己的性能测试系统,对泵产品在出厂前的性能指标缺乏实际检测。国内现有的相关检测系统都采用全手动操作方式,对操作人员有较高的专业知识和实验技能要求,需经过专门培训才能胜任此项工作,而且测试数据精度受许多人为因素的影响,这些都为生产厂家自己独立开展扩散泵性能测试增加了难度。

  面对这一项行业现状,本段制造技术水平一堆套向外扩散负压泵机械性能的定时测式机操作设计。接着根据该机操作设计的测式原因、机操作设计的服务器硬件与电脑软件搭建、制造技术水平历程所遇上的技术水平瓶颈问题和来解决机制作以推荐。

1、自动测试系统的测试原理

  该套自测软件系统对散出泵的上限心理阻力和有差异 在口中心理阻力下的抽速线条的自测的基本原则与的方式,完全性基准相应的我国标准化的法律法规实行。另外散出泵抽速线条的手动加测,主要包括“定压法”的基本原则自测。相相对应的每段个测压点的自测步聚是:在工作的的阀关掉的能力下,凭借针阀调接通入自测罩的固体精准流量Q,使自测罩内的动平衡心理阻力p 安全在预测的心理阻力值周边;关掉工作的的阀,逐一统计滴管壁内液柱触达液位程度h1 和h2 的時间t1 和t2;实现算液柱净升程度h=h2- h1 和升高要求時间t=(t2- t1),凭借下式求得相相对应的心理阻力下的重量流率,即抽速。

式中S———被测真空泵抽气速率,L/s
  Q———流过泵口的气体流量,Pa·L/s
  p———测试罩内规定位置的平衡压力,Pa
  h———滴管内液柱上升净高度,mm
  t———滴管内液柱上升所需时间,s
  K———滴管函数,Pa·L/mm。

  会选择上述所说表达式还可以知道:要想来统计方法公式出抽速S,想要已经知道相对测压点的K、h、p 和t。各举,滴管涵数K还可以会选择各种不同的滴管和接触通道外形尺寸,结合起来实际上效果的公测工程环境事要来统计方法公式好;故此,实际上效果想要读取硬盘的仅仅是公测罩规定部位稳定性压差p、滴管径液柱净身宽度h 和液柱净身宽度h 的需求時间t 这几个量。该套公测软件所具备的主动公测模块,具体叫做安全作业的阀运用了电磁炉阀主动打面板开关停;针阀完整的流量调控的的环节 运用了步进三相异步电机把控好三相异步电机驱动器程序,并会选择罩内測試数据压差与设置压差的比照展开回馈把控好;根据光电科技液位面板开关测定方法滴管径液位停靠设置部位h1和h2 宽度处的時间t1 和t2。全部公测的环节 ,包括以后的抽速来统计方法公式、报告单转换安全作业的,均由来统计方法公式机主动把控好完整,仅仅是在撤换滴管和接触压缩空气管的的环节 中想要安全作业的人员手安全作业的业。

2、自动测试系统的硬件构成

2.1、机械部分构成

  该测试系统机械部分的主体设计方案基于国家标准的详细规定。其结构如图1 所示,主要由测试罩、提升机构、前级阀、预抽阀、工作阀、放气阀、微调阀、滴管、光电液位开关、贮液槽、台车和真空管路等组成,被测主泵为K- 200 型油扩散泵,前级为2X- 4 型旋片泵

  考虑到该实验台的主要用途是服务于东北大学过程装备与控制工程专业本科生的真空实验教学,所以在结构和功能上有所改动、扩展。对应K- 200 型油扩散泵,本应选用直径为200 mm的测试罩,但考虑其它教学实验用途,本系统使用了直径为400 mm 的测试罩,中间加装锥形过渡接口和插板阀与被测扩散泵相连。这些会导致管道流导的增加,从而使泵的抽速测定值降低,但不影响测试系统的工作原理和使用方法。在测试罩上还留有两个真空规管接口、一个前级阀接口、一个微调阀进气口、顶端留有放气口,以及连接其他真空测试仪器的两个备用接口。提升机构可以将测试罩提起,方便主泵的更换和其它教学实验的完成。考虑到要实现自动控制,所有的阀门均选择电磁驱动。此外,根据实验需要,还专门订制了内径分别为1.5、3、5、10、20、30、50 mm 的一系列滴管。

扩散真空泵性能自动测试实验台示意图

1.台车 2.贮液槽 3.干式变压器油 4.光电科技液位电开关 5.滴管之架 6.工做阀 7.滴管 8.负压管 9. 针阀 10. 不断提升中介机构 11. 步进三相电机三相电机 12.测试英文罩 13.放气阀 14.电离规 15.阻值规 16.预抽阀 17. 波浪纹管 18 . 椎型分层界面 19 . 插板阀 20 . 前级阀 21 . 粘附泵 22.电磁波带充气式阀 23.旋片泵 图1 分散高压气泵机械性能智能考试实验所台构造图

2.2、测试与控制系统构成

  本套自测软件系统还要驱动软件和调节的客体如表1 如图是。 表1 调节相亲对象详细信息

控制对象列表

  本套测量体统用到的传感器与测量构件如表2如图。 表2 调节器与软件测试零件目录

传感与测试元件列表