一种基于气动控制的液位变送器测试装置及测试方法与流程

1.本发明属于液位变送器测试领域，具体涉及一种基于气动控制的液位变送器测试装置及测试方法，提升产品测试效率，解决液位变送器制造产能不足的问题。


背景技术：

2.随着石油、化工、电力、水文、地质等行业对液位变送器数量需求的日益增大，亟需液位变送器制造业产能得到迅速的提升。然而，制约其产能提升的根本在于产品测试效率。测试效率提升的关键在于提供一种新式的、打破常规的液位变送器测试装置。
3.在现有测试技术中，依靠活动扳手，通过手动旋合螺纹压帽来挤压o形密封圈变形，变形后的o形密封圈将放入工装内的产品外圆夹紧，夹紧后对被测产品进行加压测试。每批产品测试完毕后，再用活动扳手反向松开螺纹压帽，将被测产品从工装取出，完成单批测试。
4.现有测试技术的缺陷和不足包括：(1)操作过程均为手动操作，锁紧力矩难以控制，批量测试时，作业强度大，费时费力，效率低下，操作繁琐，无法满足大批量生产制造。据试验统计，现有的测试工装，以每批测试20只为例，测试装卸时间需要15min～20min。按此计算，每日测试10批产品，仅装卸时间就需要150min～200min。(2)测试过程中，如需切换成品测试与半成品测试，需将测试压帽进行更换，批量进行时，费时费力，效率低下。(3)在现有测试技术中，工装结构复杂，可靠性差。密封圈的耐磨性差，损耗大。被测产品夹紧后无任何防护，测试加压过大时，产品容易从工装飞出，存在极大的安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于针对上述现有技术中液位变送器制造产业普遍存在的测试操作繁琐、装卸效率低、可靠性差等问题，提供一种基于气动控制的液位变送器测试装置及测试方法，操作方便快捷，省时省力，安全可靠，能够保障产品测试的顺利进行。
6.为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
7.一种基于气动控制的液位变送器测试装置，包括加压主体机构、第一防护机构、第二防护机构和气动控制机构，所述的加压主体机构包括气路底板以及若干个相同的测试单路，气路底板上设置有两条相互独立的气路通道，其中，第一气路用于将夹紧气源传输到各个测试单路，实现对产品的抱紧；第二气路用于将测试气源传输到被测产品上，实现对产品的测试；气路底板上阵列设置有若干个密封孔位，两条相互独立的气路通道通过密封孔位与测试单路连通；所述的测试单路包括缸体以及密封设置在缸体中的活塞；第一防护机构用于对被测半成品进行轴向限位防护；第二防护机构用于对被测成品进行轴向限位防护；所述的气动控制机构用于控制气源的通断。
8.作为本发明液位变送器测试装置的一种优选方案，所述气路底板的底面上安装有地脚，通过地脚实现对测试装置整体的调平和固定。
9.作为本发明液位变送器测试装置的一种优选方案，所述活塞的外表面设置密封
圈，密封圈表面涂有润滑密封脂使活塞能够在缸体内灵活上下滑动。
10.作为本发明液位变送器测试装置的一种优选方案，所述的活塞为空心结构且活塞的外表面为台阶型变径结构，活塞较大尺寸外径的外表面设置有第二密封圈，较小尺寸外径的外表面设置有第三密封圈；通过活塞将第一气路和第二气路隔开，当夹紧气源通过第一气路进气时，活塞在缸体内向上滑动。
11.作为本发明液位变送器测试装置的一种优选方案，所述的第一防护机构包括能够套在被测半成品上的第一密封圈、旋钮开关、压帽、端盖以及异形挡块，端盖的内壁开槽并放入第一密封圈，端盖的上端面加工有若干条偏心导轨，每个导轨上放置有一个异形挡块，旋钮开关扣合在异形挡块上，旋钮开关的底面设有凸缘，通过压帽将旋钮开关的凸缘紧压并与端盖顶部外壁的螺纹固定连接；在压帽的作用下，将异形挡块限位在端盖上端面的偏心导轨内；当旋转旋钮开关时，异形挡块会实现径向移动，从而实现对被测半成品轴向限位。
12.作为本发明液位变送器测试装置的一种优选方案，所述的第二防护机构包括立柱、防松螺母、防松垫片、防护盖板以及插销，立柱的外圆上加工有若干限位槽，立柱通过防松螺母和防松垫片固定在气路底板上，限位槽方向与第二防护机构旋钮开关的舌头相对；防护盖板上加工有若干个豁口，豁口与被测成品脖子位置尺寸相当，当需要防护时，第二防护机构按孔位关系从立柱上套下，压在被测成品脖子位置，再将第二防护机构旋钮开关转动，使其舌头伸出，卡在立柱的限位槽内，从而实现对被测成品的防护。
13.作为本发明液位变送器测试装置的一种优选方案，所述的气动控制机构包括气动开关、气路转接头、气动快速接头、气管以及油水分离器，油水分离器用于将气管通入测试装置的压缩气源进行净化，使其中的油雾分子、水汽分子得以过滤；气动开关安装在气管上，气动快速接头安装在气路转接头上，通过气路转接头将压力计控制的测试气源转接至测试装置内。
14.作为本发明液位变送器测试装置的一种优选方案，所述的油水分离器自带有压力调节阀及指针压力表。
15.本发明还提供一种所述基于气动控制的液位变送器测试装置的测试方法，包括以下步骤：
16.对于半成品测试时，首先将一批被测半成品装入测试装置的每个测试单路内，打开第一气路将夹紧气源传输到各个测试单路，实现对被测半成品的抱紧，再打开第一防护机构，对被测半成品进行轴向限位防护；对于成品测试时，首先将一批被测成品装入测试装置的每个测试单路内，再打开第二防护机构，对被测成品进行轴向限位防护；
17.通过第二气路给被测产品输送测试气源，控制测试气源稳定以后，由数据采集器开始对被测产品进行不同压力点的数据采集，实现对产品的测试。
18.作为本发明测试方法的一种优选方案，测试完毕之后，通入大气使测试气源为零，关闭第一防护机构，将被测半成品逐个取出，完成单批测试。
19.相较于现有技术，本发明至少有如下的有益效果：
20.通过在气路底板上设置两条相互独立的气路通道，第一气路用于将夹紧气源传输到各个测试单路，实现对产品的抱紧；第二气路用于将测试气源传输到被测产品上，实现对产品的测试。将气路控制中的简单原理运用到了液位变送器测试装置上，通过一键按钮，很
容易实现对产品的夹紧与松开，成功替代了人工手动拧扳手的操作方式，省时省力。第一防护机构和第二防护机构可分别实现对半成品测试、成品测试的安全防护。本发明采用物理学中f＝p*s基本原理进行计算，即可确定该测试装置的缸径、行程等关键尺寸，公式中的“f”为力，单位为“n”；“p”为压强，单位为“mpa”；“s”为受力面积，单位为“mm
2”。本发明的液位变送器测试装置结构设计紧凑、巧妙，成本低廉，寿命长，单批测试数量多，适合生产线批量应用。
21.进一步的，本发明第一防护机构的端盖内壁开槽并放入第一密封圈，采用密封弹性体的变形，且其变形依靠压缩气源对其控制，实现了对被测试产品的夹紧与松开。
附图说明
22.图1本发明基于气动控制的液位变送器测试装置正视结构示意图；
23.图2本发明基于气动控制的液位变送器测试装置俯视结构示意图；
24.图3本发明基于气动控制的液位变送器测试装置侧视结构示意图；
25.图4本发明第一防护机构的剖面结构示意图；
26.图5本发明第一防护机构的旋钮开关的工作原理示意图；
27.图6本发明第二防护机构的正视结构示意图；
28.图7本发明第二防护机构的俯视结构示意图；
29.附图中：1
‑
缸体；2
‑
立柱；3
‑
被测半成品；4
‑
活塞；5
‑
第一密封圈；6
‑
地脚；7
‑
防松螺母；8
‑
防松垫片；9
‑
第二密封圈；10
‑
第三密封圈；11
‑
对接机构；12
‑
气路底板；13
‑
密封堵头；14
‑
气动开关；15
‑
气路转接头；16
‑
气动快速接头；17
‑
气管；18
‑
旋钮开关；19
‑
压帽；20
‑
端盖；21
‑
异形挡块；22
‑
防护盖板；23
‑
插销。
具体实施方式
30.以下结合附图对本发明做进一步的详细说明。需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
31.本发明基于气动控制的液位变送器测试装置，包括加压主体机构、第一防护机构、第二防护机构、气动控制机构四个部分。其中，加压主体机构是将20个相同的测试单路级联在一个气路底板12上，如图1和图2所示，气路底板12上加工有两条相互独立的气路通道，测试单路内部也有两路相互独立的气路通道，分别为第一气路与第二气路。第一气路负责将夹紧气源传输到各个测试单路，实现对产品的夹紧；第二气路将测试气源传输到被测产品，实现对产品的测试。参见图3，测试单路由缸体1、活塞4、端盖20、第二密封圈9、第三密封圈10、第一防护机构组成。第二密封圈9套在活塞4最大外圆的密封槽内，第三密封圈10套在活塞4最小外圆的密封槽内。第二密封圈9、第三密封圈10的目的在于将第一气路与第二气路进行阻断，使其相互独立。密封圈的表面均涂有密封脂，活塞4为空心结构，可在缸体1内上下滑动。参见图4，活塞4与第一气路连通，当第一气路进气时，活塞4在缸体1内顶着第一密封圈5开始向上滑动，第一密封圈5装入至端盖20的内腔，被端盖20限位，当夹紧气压达到一定压力值时，第一密封圈5开始变形。由于第一密封圈5的外径、上、下端面均有限位，所以其变形只能朝内径方向。当压力值再继续增大时，第一密封圈5开始将预先装入测试单路的液位变送器半成品外圆夹紧。等到半成品夹紧后，顺时针旋转第一防护机构，实现了对半成品
的轴向限位，如图5所示，解决了半成品测试加压容易向上窜动的隐患。参见图6，图7，同理，成品测试时，当完成20只成品装入测试单路后，第二防护机构从八根立柱2套入，保证限位机构的每个豁口均卡在液位变送器成品的锁线脖子处，将第二防护机构上的插销23打开，使插销23舌头插入立柱2的豁口处，实现对成品测试的轴向限位。外置压力控制器通过第二气路开始给产品输送测试气源，压力计控制测试气源稳定以后，外置数据采集器开始对产品进行不同压力点的数据采集，实现对产品的测试。本发明的气路底板12为长方体结构，在侧面设计有夹紧控制阀安装座；气路底板上的第一气路、第二气路的通道均为φ8mm通孔；各孔口均设计有m12
×
1密封螺纹沉孔，气路连接以后，多余孔位可用m12
×
1堵头进行密封。气路底板12上设计有地脚6，可通过调节地脚6来实现对测试装置整体的调平和固定。气动控制机构由油水分离器、气管17、气动开关14组成，相互之间采用气动快速接头16连接。油水分离器的应用，是为了将空气压缩机送出的压缩气源进行净化，使其中的油雾分子、水汽分子得以过滤，保证送至测试装置的气源纯净无污染，使得相关的气动控制元件得以正常工作。油水分离器自带有压力调节阀及指针压力表，该功能可便捷实现测试装置供气压力的灵活调节。气管耐压1.5mpa压力，可完全满足气路系统的耐压需求。
32.本发明的第一防护机构用于实现被测半成品3的轴向限位防护。主要包含第一密封圈5、旋钮开关18、压帽19、端盖20、异形挡块21。第一密封圈5安装在端盖20的内腔中，端盖20上端面加工三条偏心导轨，每条偏心导轨上放置有一个异形挡块21，压帽19依靠螺纹将异形挡块21限位在端盖20上端面的偏心导轨内。当手动旋转旋钮开关18时，异形挡块21会实现径向移动，具体实现原理如图5所示，从而实现对被测半成品3轴向限位。
33.第二防护机构用于对被测成品的轴向限位防护，主要由立柱2、防松螺母7、防松垫片8、防护盖板22、插销23组成。立柱2外圆加工有若干限位槽，立柱2通过防松螺母7以及防松垫片8固定在气路底板12上，限位槽方向与第二防护机构旋钮开关的舌头面对面。防护盖板22上加工有20个豁口，豁口与被测成品脖子位置尺寸相当，当需要防护时，第二防护机构按孔位关系从立柱2上套下，压在被测成品脖子位置，再将第二防护机构的旋钮开关转动，使舌头伸出，卡在立柱2的限位槽内，实现对被测成品的防护。
34.气动控制机构由气动开关14、气路转接头15、气动快速接头16、气管17以及外接油水分离器组成，气动开关主要实现夹紧气源的通断。气路转接头15用于将压力计控制的测试气源转接至测试装置内。油水分离器的应用是为了将外置空气压缩机送出的压缩气源进行净化，使其中的油雾分子、水汽分子得以过滤，保证送至测试装置的气源纯净无污染，使得相关的气动控制元件得以正常工作。油水分离器自带有压力调节阀及指针压力表，该功能可便捷实现测试装置供气压力的灵活调节。气管耐压1.5mpa压力，可满足气路系统的耐压需求。
35.本发明基于气动控制的液位变送器测试装置的测试方法包括以下步骤：
36.首先，将被测半成品3装入测试装置的每个测试单路内，共计20只。一键启动气动开关14，被测半成品3外圆夹紧，再顺时针旋转第一防护机构的旋钮开关18，使其打开，实现对被测半成品3的轴向限位。同理，在成品测试时，当完成20只成品装入测试单路后，第二防护机构从立柱套入，保证防护盖板22的每个缺口均卡在液位变送器成品的锁线脖子处，将插销23打开，使插销23的舌头插入立柱2外圆的豁口，实现对成品的轴向限位。
37.然后，外置气压压力控制器通过第二气路给被测产品输送测试气源，压力计控制
测试气源稳定以后，外置数据采集器对被测产品进行不同压力点的数据采集，实现对产品的测试。
38.测试完毕后，外置压力控制器通大气，保证测试气源为零。逆时针旋转第一防护机构的旋钮开关18，关闭防护，将被测半成品3逐个取出，完成单批测试。
39.本发明可同时实现液位变送器成品、半成品的测试。基于气动控制的一键操作方式，替代了原手工扳手操作方式，使生产效率、安全防护等方面均得到大幅提升。
40.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。