專利名稱：安全閥自動校驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安全閥檢驗裝置，特別是安全閥自動校驗裝置。
背景技術(shù)：
鍋爐與壓力容器廣泛應用于石油、化工、鋼鐵與日常生活等領(lǐng)域，安全閥是鍋爐與壓力容器設備上的重要安全部件，用來防止設備發(fā)生超壓破壞。安全閥在運行過程中，其性能特別是其整定壓力和密封性能會發(fā)生改變，導致安全閥不能按規(guī)定壓力開啟或發(fā)生嚴重的泄漏，直接威脅人身安全和設備自身安全。因此，對安全閥定期檢驗是設備安全鑒察的重要項目之一。安全閥檢驗方法分離線檢驗(冷態(tài)檢驗)和在線檢驗(熱態(tài)檢驗)兩種。離線檢驗是將安全閥從工作管線上卸下，在專門的安全閥校驗臺上進行調(diào)試定壓。在線檢驗是不必卸下安全閥，而讓安全閥仍工作在正常的介質(zhì)工況中，將一套專門的在線檢驗儀器夾具置于閥上，采用液壓系統(tǒng)對安全閥閥芯施加一個向上的附加力迫使閥芯開啟，根據(jù)儀器的記錄以側(cè)算出安全閥的開啟壓力?，F(xiàn)有的安全閥校驗臺由控制裝置、增壓裝置、校驗平臺及采樣檢側(cè)顯示裝置構(gòu)成，其不足之處在于結(jié)構(gòu)復雜、價格較貴，而且檢驗精度低，改造升級費用大。壓力儀表式安全閥校驗臺廣泛應用于離線安全閥校驗，其主要缺點是使用模擬表來指示開啟壓力的大小，其精確度受到操作者的責任心、技術(shù)水平和視覺誤差等因素的影響，甚至出現(xiàn)失準的情況。有一種安全閥自動校驗裝置，它實現(xiàn)了安全閥校驗過程中安全閥的自動夾緊、加壓、校驗和泄壓，并提供計算機管理功能，在工作模式上有所改進。但該裝置的總體結(jié)構(gòu)和壓力儀表式安全閥校驗臺差別大，而且結(jié)構(gòu)復雜。該裝置為了給安全閥提供夾緊壓力，增加了價格較貴的液壓工作站。其實一個合格的壓力儀表式安全閥校驗臺操作員，在幾分種內(nèi)便可將安全閥夾緊到位。同時，在安全閥的加壓過程中，對壓力的增壓速率是有一定的要求的。該裝置僅使用了空氣通斷閥和手動閥來作為增壓控制，主要的增壓速率控制來自于手動閥對流量的控制。所以這種自動加壓與手動加壓沒有本質(zhì)的區(qū)別，反而失去了手動加壓的靈活性。該裝置附加設備多，功能不完備，設備成本高，因而不適于大規(guī)模推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于壓力儀表式安全閥校驗臺的結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、操作方便、制造成本低的安全閥自動校驗儀，升級現(xiàn)有的壓力儀表式安全閥校驗臺，以達到用較少的費用將現(xiàn)有壓力儀表式安全閥校驗臺改造升級的功效。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是安全閥自動校驗儀中的計算機存有壓力采集、控制應用程序，計算機根據(jù)該應用程序中的壓力采集模塊、位移采集模塊、特征值分析模塊按如下步驟執(zhí)行對壓力采集、位移采集和特征值分析的控制(1)、采集當前安全閥的壓力和位移。
(2)、判斷安全閥壓力和位移是否達到整定值的80％，若結(jié)果為否，則返回步驟(1)。
(3)、若壓力位移達到整定值80％，則進入每秒1000次的對壓力和位移的高速采集并保存數(shù)據(jù)。
(4)、判斷是否達到30000次采樣，若結(jié)果為否，則返回步驟(3)。
(5)、若采樣達到30000次，則結(jié)束本次采樣。
(6)、根據(jù)采集到的壓力和位移數(shù)據(jù)，求取前、后點壓力差值并判斷是否增壓過快，若結(jié)果為是，則放棄該數(shù)據(jù)。
(7)、若前后點壓力差值增加不過快，則進行128點平均值處理。
(8)、進行前后點壓力差值處理獲得壓力增量數(shù)據(jù)，進行位移上升沿查找，記錄位移上升位置。
(9)、進行壓力負增量查詢得到壓力特征點，進行位移下降沿查找，記錄位移下降位置。
(10)、反查壓力特征點前點壓力值，獲得開啟壓力，根據(jù)位移上升、下降沿位置，查找位移曲線獲得位移的開啟回高度。
(11)、將開啟壓力，開啟座位移高度寫入數(shù)據(jù)庫。
本發(fā)明的計算機中還存有若干個程序和數(shù)據(jù)庫文件，所述程序包括數(shù)字量采集模塊、實時顯示模塊、安全閥資料錄入模塊、設計資料錄入模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、系統(tǒng)報表模塊、測試信息查詢模塊，它們集合在采集、控制應用程序中；其中數(shù)字量采集模塊程序通過采集器對電器開關(guān)進行電源的數(shù)字量采集控制，所述其他模塊通過計算機終端進行數(shù)據(jù)顯示、錄入、打印、查詢、修改的控制。
本發(fā)明的安全閥的壓力和位移采集原理是在操作人員啟動安全閥自動檢測功能時，系統(tǒng)開始通過壓力傳感器和位移傳感器對壓力和位移進行數(shù)據(jù)采集。當安全閥壓力達到安全閥要求整定值的80％時，系統(tǒng)進入每秒1000次的高速采集狀態(tài)，并連續(xù)采集和保存30秒數(shù)據(jù)，最后結(jié)束本次安全閥自動檢測中的采集功能。安全閥操作臺的正常工作時間為在進行開啟壓力檢測時工作時間大在8-12秒內(nèi)完成檢測工作；在進行回座壓力檢測時工作時間大在20-28秒內(nèi)完成檢測工作，所以把采樣時間定在30秒。接著對采集的壓力和位移數(shù)據(jù)進行分析處理，并通過查找特征值的方法求取安全閥的開啟壓力、回座壓力和開啟高度。在安全閥密封面打開時，原本系統(tǒng)增壓的狀態(tài)在這時會出現(xiàn)一次負增壓的狀態(tài)。根據(jù)這個規(guī)律，只要在數(shù)據(jù)鏈中找到這個特征點，就可以在它的前點獲得安全閥密封時的最大密封壓力，也就是安全閥的開啟壓力?？紤]到安全閥檢測操作規(guī)程中對操作中壓力增壓控制要求，對采集數(shù)據(jù)中反映出增壓過快的數(shù)據(jù)，進行了放棄處理?？紤]到系統(tǒng)中可能存在的不明干擾，因此首先對采集數(shù)據(jù)進行了128點平均值處理，以降低干擾對系統(tǒng)的影響。在安全閥開啟時，安全閥的導桿有一次跳躍性的位移，安全閥開啟后會保持開啟狀態(tài)，直到系統(tǒng)壓力低于其回座壓力時，安全閥回座關(guān)閉，位移曲線呈現(xiàn)出一個方波圖形。通過對方波上升沿的查找，可以方便的取得安全閥的開啟高度；通過對方波下降沿的查找，可以方便的取得安全閥的回座壓力。本發(fā)明的壓力、位移傳感器的轉(zhuǎn)換誤差為0.25％，采集器的轉(zhuǎn)換誤差為0.01％，系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集誤差為0.26％，高于0.5級精度要求。
本發(fā)明的優(yōu)點是安全閥自動校驗儀實現(xiàn)校驗過程自動數(shù)據(jù)采集，自動數(shù)據(jù)分析，同時具備數(shù)據(jù)管理功能，其結(jié)構(gòu)緊湊、精度高，操作方便，制造成本低，達到以較少的費用將現(xiàn)有的壓力儀表式安全校驗裝置改造升級的功效。


圖1為本發(fā)明的構(gòu)造方框圖；圖2為本發(fā)明的壓力采集控制程序流程圖；圖3為本發(fā)明的壓力特征值分析控制程序流程圖；圖4為本發(fā)明的位移采集控制程序流程圖；圖5為本發(fā)明的位移特征值分折控制程序流程圖。
具體實施例方式
根據(jù)圖1所示，本發(fā)明由硬件1和軟件2兩部分組成。其中硬件1由壓力傳感器3、位移傳感器4、采集器5和計算機6組成。其中壓力傳感器3采用SENEXDG1300-BZ型壓力傳感器，根據(jù)需要可以選擇1、5、10、15、20、25、30、40MPa等八種規(guī)格的壓力傳感器。位移傳感器4采用江元ZL4200型位移傳感器。采集器5采用ADLINK PCI-9111型多功能采集卡。計算機6采用ADLINK型工業(yè)計算機。壓傳感器3安裝在需改造的現(xiàn)有壓力儀表式安全閥校驗臺的壓力儀表采樣點的傳接器(即在檢驗缸上開出一個1/4NPT的氣路接口，在氣路接口安裝一個接頭)上。位移傳感器4安裝在上述壓力儀表式安全閥校驗臺的安全閥固定處的位移傳感器固定支架上。壓力傳感器3和位移傳感器4的輸出端分別通過屏蔽雙絞線與模擬量和數(shù)字量采集器5的兩個模似量采集輸入端連接。采集器5的數(shù)字量采集輸入端可與上述壓力儀表式安全閥校驗臺上的繼電器、電磁閥、按鈕的輸出端連接，以便進行數(shù)字量信號的采集，用于控制相關(guān)電源。采集器5的輸出端與計算機的數(shù)字信號輸入端連接。壓力傳感器3和位移傳感器4將按收到的壓力和位移變化信號經(jīng)過其輸出端輸送給采集器5的輸入端，采集器5將接收到的壓力和位移模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過其輸出端輸送給計算機6進行處理。本發(fā)明的軟件2由存入計算機6內(nèi)的采集、控制應用程序7、設備驅(qū)動程序9、數(shù)據(jù)庫8組成。其中采集、控制程序7由壓力采集模塊、位移采集模塊、數(shù)字量采集模塊、特征分析模塊、實時顯示模塊、安全閥資料錄入模塊、設備資料錄入模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、系統(tǒng)報表模塊、側(cè)試信息查詢模塊組成。壓力采集模塊、位移采集模塊和數(shù)字量采集模塊程序通過控制采集器5來實現(xiàn)對壓力、位移和電器開關(guān)信號的采集。
根據(jù)圖2所示，壓力采集模塊的啟動步驟91為接收到的采集器5輸送來的當前壓力；接著在步驟92中判斷該壓力是否達到安全閥壓力整定值的80％，若未達到，則返回到步驟91，否則進入步驟93，進行每秒1000次的高速壓力采集并保存壓力數(shù)據(jù)。然后在步驟94中判斷是否達到30000次采樣，若未達到，則返回到步驟93，否則進入步驟95結(jié)束本次的壓力采集。
根據(jù)圖4所示，在進行壓力采集的同時也進行位移采集。位移采集模塊的啟動步驟101為接收到的采集器5輸送來的當前安全閥的采樣位移信號。在步驟102中判斷壓力是否達到安全閥穩(wěn)定值80％，若未達到，則返回到步驟101，否則進入步驟103進入每秒1000次的高速位移采集并保存位移數(shù)據(jù)。然后在步驟104中判斷是否達到30000次采樣，若未達到則返回到步驟103，否則進入步驟105結(jié)束本次位移采集。
根據(jù)圖3、圖5所示，在完成壓力和位移采集后，進入特征值分析模塊執(zhí)行程序。分別對壓力和位移采集數(shù)據(jù)進行特征值分析處理，以求取安全閥的開啟壓力、回座壓力和開啟位移。壓力特征值分析程序的啟動步驟111為壓力采集數(shù)據(jù)。在步驟112中求取前、后點壓力差值并判斷是否增壓過快，若增壓過快，則進入步驟113放棄該壓力數(shù)據(jù)。否則進入步驟114進行128點平均值處理，以獲得壓力特征值查詢數(shù)據(jù)。接著在步驟115中進行前、后點差值處理，獲得壓力增量數(shù)據(jù)。繼續(xù)在步驟116中進行壓力增量查詢，得到壓力特征點。在步驟117中反推查詢壓力特征點，前點壓力值，獲得安全閥開啟壓力。最后在步驟118中將開啟壓力寫入數(shù)據(jù)庫8中保存。位移特征值分析程序的啟動步驟121為位移采集數(shù)據(jù)。在步驟122中，求取前后、點壓力差值并判斷是否增加過快，若增加過快，則進入步驟123放棄該位移數(shù)據(jù)。否則進入步驟124進行128點平均值處理，獲得位移特征值查詢數(shù)據(jù)。繼續(xù)在步驟125中進行上升沿查找，在記錄位移上升位置。在步驟126中進行下降沿查找，記錄位移下降位置。接著在步驟127中根據(jù)上升沿、下降沿位置，查找位移曲線，獲得開啟高度、回座壓力。最后在步驟128中將開啟高度、回座壓力寫入數(shù)據(jù)庫8保存。
本發(fā)明利用實時顯示模塊來控制計算機終端進行實時顯示安全閥壓力、位移的數(shù)值和曲線，同時反映系統(tǒng)實時姿態(tài)，系統(tǒng)工序情況。
利用安全閥資料錄入模塊來錄入安全閥的相關(guān)資料，包括測試日期、測試機構(gòu)、測試地點，產(chǎn)品名稱、型號和出廠編號，安全閥通徑和公稱壓力，制造單位名稱，測試目的，測試操作者，委托單位及其代表。
利用設計資料錄入模塊來錄入安全閥的相關(guān)設計資料，包括流通直徑、密封型式及其直徑、整定壓力、開啟高度、背壓力、工作介質(zhì)及其工作溫度。
利用數(shù)據(jù)庫管理模塊來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改。
利用報表模塊來實現(xiàn)校驗報告的自動生成和打印。
利用測試信息查詢模塊來實現(xiàn)檔案信息的查詢。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)表如下


通過上述四十七個字段的描述，數(shù)據(jù)庫8詳細的記錄安全閥的所有信息。這些信息中包括反映安全閥生產(chǎn)商的信息；有反映安全閥的使用單位的信息；有反映安全閥特性的信息；有反映檢驗單位的信息；有反映檢驗時當時檢驗數(shù)據(jù)的信息。
將安全閥自動校驗儀的壓力傳感器3和位移傳感器4安裝在現(xiàn)有壓力儀表式安全閥校驗臺上后，即可進行安全閥校驗操作將要校驗的安全閥安裝在上述校驗臺上并夾緊，啟動安全閥自動校驗儀，在<安全閥檢測>菜單中選擇<新檢測>菜單；系統(tǒng)進入<安全閥資料錄入>界面，操作員根據(jù)系統(tǒng)要求的格式輸入安全閥的相關(guān)資料；在正確填寫資料后，點擊<檢測儀器>，系統(tǒng)進入校驗儀模擬界面；根據(jù)選用的壓力傳感器的量程，選擇儀器的量程；按下<開始檢測>按鈕；關(guān)閉校驗臺的泄壓閥和增壓閥；打開測試氣源；手動調(diào)節(jié)開啟增壓閥，控制好增壓速度，讓壓力增加到安全閥開始泄露；關(guān)閉增壓閥，打開卸壓閥，泄放系統(tǒng)壓力，完成一次安全閥的開啟壓力檢測；按照上述方法進行三次開啟壓力檢測，即完成安全閥的校驗。
權(quán)利要求
1.安全閥自動校驗儀，包括用于接收壓力變化的壓力傳感器、用于接收位移變化的位移傳感器、用于采集壓力變化與位移變化的采集器，用于對壓力采集和位移采集進行控制和數(shù)據(jù)處理的計算機，壓力傳感器和位移傳感器的輸出端與采集器的輸入端連接，采集器的輸出端與計算機的輸入端連接，其特征是所述計算機存有采集、控制應用程序，計算機根據(jù)該應用程序中的壓力采集模塊、位移采集模塊、特征值分析模塊按如下步驟執(zhí)行對壓力采集、位移采集和特征值分析的控制(1)、采集當前安全閥的壓力和位移；(2)、判斷安全閥的壓力是否達到整定值的80％，若結(jié)果為否，則返回步驟(1)；(3)、若壓力達到整定值的80％，則進入每秒1000次的對壓力和位移的高速采集并保存壓力和位移采集數(shù)據(jù)；(4)、判斷是否達到30000次采樣，若結(jié)果為否，則返回步驟(3)；(5)、若采樣達到30000次，則結(jié)束本次采樣；(6)、根據(jù)采集得到的壓力采集數(shù)據(jù)，求取前后、點壓力差值并判斷是否增加過快，若結(jié)果為是，則放棄該數(shù)據(jù)；(7)、若前、后點壓力差值增加不過快，則進行128點平均值處理；(8)、進行前、后點壓力差值處理獲得壓力增量數(shù)據(jù)，進行位移上升沿查找，記錄位移上升沿位置；(9)、進行壓力負增量查詢，得到壓力特征點，進行位移下降沿查找，記錄位移下降位置；(10)、反推找查壓力特征點、前點壓力值，獲得開啟壓力，根據(jù)位移上升沿、下降沿位置，查找位移曲線獲得位移的開啟高度、回座壓力；(11)、將開啟壓力、回座壓力、開啟高度寫入數(shù)據(jù)庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全閥自動校驗儀，其特征是計算機中還存有若干個程序和數(shù)據(jù)庫文件，所述程序數(shù)包括數(shù)字量采集模塊、實時顯示模塊、安全閥資料錄入模塊、設計資料錄入模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、系統(tǒng)報表模塊、測試信息查詢模塊，它們集合在采集、控制應用程序中；其中數(shù)字量采集模塊程序通過采集器對電器開關(guān)進行電源的數(shù)字量采集控制，所述其他模塊通過計算機終端進行數(shù)據(jù)顯示、錄入、打印、查詢、修改的控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及安全閥自動校驗儀，屬安全閥校驗裝置。它公開了安全閥自動校驗儀是在現(xiàn)有的壓力儀表式安全閥校驗臺的壓力儀表采樣點安裝壓力傳感器，在安全閥固定處安裝位移傳感器，利用計算機通過采集器對安全閥的壓力和位移進行自動采集，自動數(shù)據(jù)分析，實時信息顯示，安全閥數(shù)據(jù)錄入，檢測報表打印和檢測過程重現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)緊湊、精度高，操作方便，制造成本低，達到用較少的費用將現(xiàn)有壓力儀表式校驗臺改造升級的功效。
文檔編號G01M3/00GK1776387SQ200510101639
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者蔡創(chuàng)明 申請人:廣東捷勛安全閥閥門檢修有限公司