本實(shí)用新型涉及球閥性能檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚乙烯(PE)球閥閥門(mén)微滲漏測(cè)評(píng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

PE球閥應(yīng)用于易爆易燃流體的傳輸管路，對(duì)其密封性有著及其嚴(yán)格的技術(shù)要求。由于PE球閥部件特殊的聚乙烯成型工藝，閥芯結(jié)構(gòu)件(如較大球閥的閥桿)內(nèi)部密度不均現(xiàn)象具有一定普遍性，壓力介質(zhì)可能通過(guò)材料顆粒間的縫隙緩慢逸出，這也是造成球閥微滲漏的主要因素。

在相關(guān)閥門(mén)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，提出了氣體介質(zhì)條件下進(jìn)行低壓和高壓加壓試驗(yàn)檢查其密封性能的方法，并主要以人工觀察輔助給出是否泄漏的定性判斷結(jié)論。但是氣體微滲漏是泄漏的另一種具有特定含義的概念，常常指通過(guò)材料分子或顆?？p隙而逃逸氣體介質(zhì)的現(xiàn)象，一般要比因結(jié)構(gòu)因素帶來(lái)的氣體泄漏在量值上小得多，因此氣體滲漏并不像常規(guī)泄漏那樣都可以在短時(shí)間利用設(shè)備和人工方法很快檢出。現(xiàn)有的質(zhì)譜儀可以將泄漏檢測(cè)的分辨能力提高到分子級(jí)，但生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用將受到成本、產(chǎn)線改造等諸多限制。較為有效的方案是對(duì)關(guān)閉的閥芯內(nèi)部進(jìn)行長(zhǎng)期的壓力檢測(cè)，從而對(duì)PE球閥的微滲漏進(jìn)行檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有常規(guī)檢測(cè)設(shè)備在PE球閥微滲漏檢測(cè)的不足，提供一種能夠?qū)E球閥閥芯進(jìn)行壓力溫度長(zhǎng)期檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PE球閥的微滲漏性能檢測(cè)的PE球閥微滲漏檢測(cè)系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型的一種PE球閥微滲漏檢測(cè)系統(tǒng)，包括壓力溫度信號(hào)采集模塊、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和上位機(jī)，壓力溫度檢測(cè)模塊設(shè)置有信號(hào)收發(fā)天線；所述的無(wú)線信號(hào)收發(fā)器包括微控制器、wifi模塊和無(wú)線接收控制模塊，wifi模塊連接微控制器，無(wú)線接收控制模塊連接微控制器；所述壓力溫度檢測(cè)模塊和無(wú)線信號(hào)收發(fā)器無(wú)線通信連接，無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和上位機(jī)通信連接。

本實(shí)用新型的系統(tǒng)包括壓力溫度信號(hào)采集模塊、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和上位機(jī)。壓力溫度信號(hào)采集模塊安裝在PE球閥的閥芯內(nèi)部，用于檢測(cè)閥芯內(nèi)部的壓力和溫度數(shù)據(jù)。無(wú)線信號(hào)收發(fā)器通過(guò)無(wú)線接收控制模塊和壓力溫度信號(hào)采集模塊無(wú)線通信，對(duì)壓力溫度信號(hào)采集模塊進(jìn)行控制并接收檢測(cè)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)。多個(gè)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器可以通過(guò)wifi模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線自組網(wǎng)功能，構(gòu)成對(duì)于PE球閥微滲漏檢測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于大量PE球閥的檢測(cè)。

在實(shí)際操作過(guò)程中需要，壓力溫度信號(hào)采集模塊安裝在待測(cè)PE球閥的閥芯內(nèi)部，對(duì)閥芯開(kāi)啟狀態(tài)的待測(cè)PE球閥進(jìn)行充氣加壓至預(yù)設(shè)值，之后關(guān)閉閥芯解除充氣加壓，使閥芯內(nèi)部保留預(yù)設(shè)值的壓力。壓力溫度信號(hào)采集模塊定時(shí)采集閥芯內(nèi)部的壓力和溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器發(fā)送上位機(jī)。用戶可以在上位機(jī)中監(jiān)控閥芯內(nèi)部的壓力和溫度變化，通過(guò)壓力變化梯度，結(jié)合溫度變化修正，計(jì)算出PE球閥的微滲漏情況。

作為優(yōu)選，無(wú)線信號(hào)收發(fā)器還包括EEPROM儲(chǔ)存器，所述EEPROM儲(chǔ)存器連接微控制器。

作為優(yōu)選，EEPROM儲(chǔ)存器使用AT25128b芯片。AT25128b芯片是一種EEPROM儲(chǔ)存器(電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)用于存儲(chǔ)檢測(cè)數(shù)據(jù)，掉電后數(shù)據(jù)不丟失。由于微滲漏檢測(cè)周期長(zhǎng)，壓力和溫度變化緩慢，因此實(shí)際操作中并不需要實(shí)時(shí)在上位機(jī)監(jiān)控，EEPROM儲(chǔ)存器存儲(chǔ)檢測(cè)數(shù)據(jù)，操作人員可以定期通過(guò)上位機(jī)接入組網(wǎng)，提取存儲(chǔ)的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

作為優(yōu)選，無(wú)線信號(hào)收發(fā)器還包括USB串口轉(zhuǎn)換模塊，所述USB串口轉(zhuǎn)換模塊連接微控制器。

USB串口轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和上位機(jī)的USB連接通信，不需要wifi組網(wǎng)，可適應(yīng)于小規(guī)模的檢測(cè)工作。

作為優(yōu)選，微控制器使用STM32F103C8T6芯片。

作為優(yōu)選，無(wú)線接收控制模塊使用TDA 5235芯片。TDA 5235芯片是一種高靈敏度低功耗的無(wú)線控制接收器，使得無(wú)線信號(hào)收發(fā)器用于和壓力溫度信號(hào)采集模塊進(jìn)行無(wú)線射頻通信，接收并轉(zhuǎn)發(fā)壓力溫度信號(hào)采集模塊采集的壓力和溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，wifi模塊使用ESP-12Fwifi模塊。ESP-12Fwifi模塊使無(wú)線信號(hào)收發(fā)器具備wifi通信和自組網(wǎng)功能，多個(gè)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和上位機(jī)接入wifi組網(wǎng)后可以方便的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

作為優(yōu)選，壓力溫度信號(hào)采集模塊包括壓力溫度傳感器芯片和電池電路，信號(hào)收發(fā)天線連接壓力溫度傳感器芯片，電池電路連接壓力溫度傳感器芯片。電池電路用于為壓力溫度信號(hào)采集模塊供電，因?yàn)閷?duì)于PE球閥微滲漏檢測(cè)的時(shí)間較長(zhǎng)，模塊需要長(zhǎng)期安裝于PE球閥內(nèi)部，獨(dú)立的電池電路能夠保證壓力溫度信號(hào)采集模塊穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。信號(hào)收發(fā)天線使壓力溫度信號(hào)采集模塊具備無(wú)線通信功能，用于發(fā)送采集的壓力溫度數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，壓力溫度傳感器芯片使用SP370傳感器芯片。SP370傳感器芯片內(nèi)部集成了壓力傳感器、溫度傳感器、8位單片機(jī)、LF接收和RF發(fā)射，節(jié)省了外圍器件也提高了產(chǎn)品的可靠性，并且顯著地降低了系統(tǒng)成本，可以支持在閥芯內(nèi)部的長(zhǎng)時(shí)間壓力溫度數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)無(wú)線射頻通信發(fā)送數(shù)據(jù)，有效避免數(shù)據(jù)通信連接器件對(duì)于PE球閥密封情況的干擾。

作為優(yōu)選，上位機(jī)為單片機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)。

因此，本實(shí)用新型具有如下有益效果：(1)能夠?qū)E球閥閥芯進(jìn)行壓力溫度長(zhǎng)期檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PE球閥的微滲漏性能檢測(cè)；(2)系統(tǒng)各模塊具備無(wú)線組網(wǎng)功能，便于檢測(cè)系統(tǒng)搭建，降低現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜程度和操作難度；(3)采集閥芯內(nèi)部壓力和溫度變化數(shù)據(jù)，通過(guò)壓力變化梯度結(jié)合溫度變化修正，提高微滲漏檢測(cè)可行性和可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型的壓力溫度信號(hào)采集模塊電路連接原理圖。

圖3為本實(shí)用新型的無(wú)線信號(hào)收發(fā)器中的微控制器電路連接原理圖。

圖4為本實(shí)用新型的無(wú)線信號(hào)收發(fā)器中的wifi模塊電路連接原理圖。

圖5為本實(shí)用新型的無(wú)線信號(hào)收發(fā)器中無(wú)線接收控制模塊電路連接原理圖。

圖6為本實(shí)用新型的無(wú)線信號(hào)收發(fā)器中EEPROM儲(chǔ)存器電路連接原理圖。

圖7為本實(shí)用新型的無(wú)線信號(hào)收發(fā)器中USB串口轉(zhuǎn)換模塊電路連接原理圖。

圖中：1壓力溫度信號(hào)采集模塊；11壓力溫度傳感器芯片；12電池電路；13信號(hào)收發(fā)天線；2無(wú)線信號(hào)收發(fā)器；21微控制器；22wifi模塊；23無(wú)線接收控制模塊；24EEPROM儲(chǔ)存器；25USB串口轉(zhuǎn)換模塊；3上位機(jī)；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型的一種PE球閥微滲漏檢測(cè)系統(tǒng)，包括壓力溫度信號(hào)采集模塊1、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器2和上位機(jī)3。上位機(jī)為單片機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)。壓力溫度信號(hào)采集模塊和無(wú)線信號(hào)收發(fā)器通信連接，無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和上位機(jī)通信連接。

如圖1、圖2所示，壓力溫度信號(hào)采集模塊包括壓力溫度傳感器芯片11、電池電路12和信號(hào)收發(fā)天線13，信號(hào)收發(fā)天線連接壓力溫度傳感器芯片，電池電路連接壓力溫度傳感器芯片。所述壓力溫度檢測(cè)模塊和無(wú)線信號(hào)收發(fā)器無(wú)線通信連接。

電池電路用于為壓力溫度信號(hào)采集模塊供電，因?yàn)閷?duì)于PE球閥微滲漏檢測(cè)的時(shí)間較長(zhǎng)，模塊需要長(zhǎng)期安裝于PE球閥內(nèi)部，獨(dú)立的電池電路能夠保證壓力溫度信號(hào)采集模塊穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。信號(hào)收發(fā)天線使壓力溫度信號(hào)采集模塊具備無(wú)線通信功能，用于發(fā)送采集的壓力溫度數(shù)據(jù)。

壓力溫度傳感器芯片使用SP370傳感器芯片。SP370傳感器芯片內(nèi)部集成了壓力傳感器、溫度傳感器、8位單片機(jī)、LF接收和RF發(fā)射，節(jié)省了外圍器件也提高了產(chǎn)品的可靠性，并且顯著地降低了系統(tǒng)成本，可以支持在閥芯內(nèi)部的長(zhǎng)時(shí)間壓力溫度數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)無(wú)線射頻通信發(fā)送數(shù)據(jù)，有效避免數(shù)據(jù)通信連接器件對(duì)于PE球閥密封情況的干擾。

如圖1所示，無(wú)線信號(hào)收發(fā)器2包括微控制器21、wifi模塊22、無(wú)線接收控制模塊23、EEPROM儲(chǔ)存器24和USB串口轉(zhuǎn)換模塊25，wifi模塊連接微控制器，無(wú)線接收控制模塊連接微控制器，所述EEPROM儲(chǔ)存器連接微控制器，所述USB串口轉(zhuǎn)換模塊連接微控制器。

如圖3所示，微控制器使用STM32F103C8T6芯片實(shí)現(xiàn)。

如圖4所示，wifi模塊使用ESP-12Fwifi模塊實(shí)現(xiàn)。ESP-12Fwifi模塊使無(wú)線信號(hào)收發(fā)器具備wifi通信和自組網(wǎng)功能，多個(gè)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和上位機(jī)接入wifi組網(wǎng)后可以方便的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

如圖5所示，無(wú)線接收控制模塊使用TDA 5235芯片實(shí)現(xiàn)。TDA 5235芯片是一種高靈敏度低功耗的無(wú)線控制接收器，使得無(wú)線信號(hào)收發(fā)器用于和壓力溫度信號(hào)采集模塊進(jìn)行無(wú)線射頻通信，接收并轉(zhuǎn)發(fā)壓力溫度信號(hào)采集模塊采集的壓力和溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)。

如圖6所示，EEPROM儲(chǔ)存器使用AT25128b芯片。AT25128b芯片是一種EEPROM儲(chǔ)存器(電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)用于存儲(chǔ)檢測(cè)數(shù)據(jù)，掉電后數(shù)據(jù)不丟失。由于微滲漏檢測(cè)周期長(zhǎng)，壓力和溫度變化緩慢，因此實(shí)際操作中并不需要實(shí)時(shí)在上位機(jī)監(jiān)控，EEPROM儲(chǔ)存器存儲(chǔ)檢測(cè)數(shù)據(jù)，操作人員可以定期通過(guò)上位機(jī)接入組網(wǎng)，提取存儲(chǔ)的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

如圖7所示，USB串口轉(zhuǎn)換模塊使用CH34G芯片實(shí)現(xiàn)，使無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和上位機(jī)的USB連接通信，不需要wifi組網(wǎng)，可適應(yīng)于小規(guī)模的檢測(cè)工作。

本實(shí)用新型的系統(tǒng)包括壓力溫度信號(hào)采集模塊、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器和上位機(jī)。壓力溫度信號(hào)采集模塊安裝在PE球閥的閥芯內(nèi)部，用于檢測(cè)閥芯內(nèi)部的壓力和溫度數(shù)據(jù)。無(wú)線信號(hào)收發(fā)器通過(guò)無(wú)線接收控制模塊和壓力溫度信號(hào)采集模塊無(wú)線通信，對(duì)壓力溫度信號(hào)采集模塊進(jìn)行控制并接收檢測(cè)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)。多個(gè)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器可以通過(guò)wifi模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線自組網(wǎng)功能，構(gòu)成對(duì)于PE球閥微滲漏檢測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于大量PE球閥的檢測(cè)。

在實(shí)際操作過(guò)程中需要，壓力溫度信號(hào)采集模塊安裝在待測(cè)PE球閥的閥芯內(nèi)部，對(duì)閥芯開(kāi)啟狀態(tài)的待測(cè)PE球閥進(jìn)行充氣加壓至預(yù)設(shè)值，之后關(guān)閉閥芯解除充氣加壓，使閥芯內(nèi)部保留預(yù)設(shè)值的壓力。壓力溫度信號(hào)采集模塊定時(shí)采集閥芯內(nèi)部的壓力和溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線信號(hào)收發(fā)器發(fā)送上位機(jī)。用戶可以在上位機(jī)中監(jiān)控閥芯內(nèi)部的壓力和溫度變化，通過(guò)壓力變化梯度，結(jié)合溫度變化修正，計(jì)算出PE球閥的微滲漏情況。