CN108519192A - 一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪与测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪与测试方法属于空调检测领域；装置包括第一高压采集口连接第一高压传感器，第二高压采集口连接第二高压传感器，第一低压采集口连接第一低压传感器，第二低压采集口连接第二低压传感器，第一高压传感器、第二高压传感器、第一低压传感器、第二低压传感器、正电源接口、负电源接口、液晶显示器连接空调控制板卡；方法包括在采集口处加设接线；连接电源；传感器接收采集口处的压力值，并将压力值转换成相应的电压值，传输至空调控制板卡；空调控制板卡将压力值在液晶显示器显示；本发明能够准确直观的反应动车组制冷剂压力，从而更有效地检测空调的运行状态，及时的排查隐形空调故障，提高检修效率。

Description

一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪与测试方法
技术领域
本发明属于空调检测领域，具体涉及一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪与测试方法。
背景技术
目前动车组空调工作状态只有通过空调控制板卡指示灯来反应空调各部件工作状态，只能使用专用软件查询空调工况数据监控空调制冷效果，使工作人员在排查隐形空调故障时非常的不方便，费时费力，工作效率低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪与测试方法，能够准确直观的反应动车组制冷剂压力，从而更有效地检测空调的运行状态，及时的排查隐形空调故障，提高检修效率。
本发明的目的是这样实现的：
一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，包括第一高压采集口、第二高压采集口、第一低压采集口、第二低压采集口、正电源接口、负电源接口、液晶显示器、外壳、第一高压传感器、第二高压传感器、第一低压传感器、第二低压传感器和空调控制板卡；所述第一高压采集口连接第一高压传感器，第二高压采集口连接第二高压传感器，第一低压采集口连接第一低压传感器，第二低压采集口连接第二低压传感器，所述第一高压传感器、第二高压传感器、第一低压传感器、第二低压传感器、正电源接口、负电源接口、液晶显示器连接空调控制板卡，所述第一高压传感器、第二高压传感器、第一低压传感器、第二低压传感器和空调控制板卡设置在外壳内，所述液晶显示器设置在外壳外部中间位置，所述第一高压采集口、第二高压采集口、第一低压采集口、第二低压采集口设置在液晶显示器上，所述正电源接口和负电源接口设置在液晶显示器下方。
进一步地，所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，所述空调控制板卡包括芯片U3，型号为9S12XHY128，具有112个引脚，所述引脚4和引脚5分别连接key2和key3，所述引脚8、引脚14和引脚24分别连接地线，所述引脚29连接背光PWM，所述引脚30连接key1，所述引脚31连接液晶背光PWM，所述引脚34连接EEPROM_SCL，所述引脚35连接EEPROM_SDA，所述引脚41连接地线，所述引脚51连接RST_MCU，所述引脚63连接DEBUG RXD，所述引脚64连接DEBUG TXD，所述引脚67连接电容C14，电容C14分别连接引脚68和地线，所述引脚73连接地线，所述引脚78和引脚79分别连接地线，所述引脚80连接X2，所述引脚81连接X1，所述引脚82通过电容C13连接地线，所述引脚85连接屏XRD，所述引脚86连接屏AO，所述引脚87连接屏DO，所述引脚88连接屏D1，所述引脚89连接屏D2，所述引脚90连接屏D3，所述引脚91连接屏D4，所述引脚92连接屏D5，所述引脚93连接屏D6，所述引脚94连接屏D7，所述引脚95连接屏XRES，所述引脚96连接屏XWR，所述引脚97连接屏XCS，所述引脚98分别连接电容C12和地线，所述引脚99连接电容C12，所述引脚104连接VCC5V0_SYS，所述引脚107连接另一个VCC5V0_SYS，所述引脚106连接地线，所述引脚109、引脚110、引脚111和引脚112分别连接采样AD。
进一步地，所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，所述VCC5V0_SYS通过电阻R51分别连接RST和电容C21，所述C21连接地线；所述VCC5V0_SYS分别连接电容C15、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35和电容C25，所述电容C15、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35和电容C25分别连接地线；所述另一个VCC5V0_SYS分别连接J4的引脚1和电阻R42，所述J4的引脚连接RST，所述J4的引脚3连接电阻R42，所述J4的引脚4连接地线。
进一步地，所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，所述X1分别连接电阻R80、晶振Y2和电容C22，所述C22连接地线，所述X2分别连接电阻R80、晶振Y2和电容C23，所述C23连接地线；所述DEBUG TXD MCR通过电阻R112连接DEBUG TXD EXT，所述DEBUG RXDMCR通过电阻R58连接DEBUG RXD EXT。
基于所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪实现的空调制冷剂压力测试方法，包括以下步骤：
步骤a、在第一高压采集口、第二高压采集口、第一低压采集口和第二低压采集口处加设接线；
步骤b、将正电源接口和负电源接口连接电源；
步骤c、第一高压传感器、第二高压传感器、第一低压传感器和第二低压传感器接收第一高压采集口、第二高压采集口、第一低压采集口和第二低压采集口处的压力值，并将压力值转换成相应的电压值，传输至空调控制板卡；
步骤d、空调控制板卡设定一定时间内采集一定数量的电压值，取电压值的平均值作为采集的电压值，通过传递函数的反向转换，将压力值在液晶显示器显示。
有益效果：
本发明公开了一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪与测试方法，采用第一高压采集口连接第一高压传感器，第二高压采集口连接第二高压传感器，第一低压采集口连接第一低压传感器，第二低压采集口连接第二低压传感器，第一高压传感器、第二高压传感器、第一低压传感器、第二低压传感器、正电源接口、负电源接口、液晶显示器连接空调控制板卡，第一高压传感器、第二高压传感器、第一低压传感器、第二低压传感器和空调控制板卡设置在外壳内，液晶显示器设置在外壳外部中间位置，第一高压采集口、第二高压采集口、第一低压采集口、第二低压采集口设置在液晶显示器上，正电源接口和负电源接口设置在液晶显示器下方；本发明能够准确直观的反应动车组制冷剂压力，从而更有效地检测空调的运行状态，及时的排查隐形空调故障，提高检修效率。
附图说明
图1是一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪结构图。
图2是一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪外观图。
图3是一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪整体电路图。
图中：1第一高压采集口、2第二高压采集口、3第一低压采集口、4第二低压采集口、5正电源接口、6负电源接口、7液晶显示器、8外壳、9第一高压传感器、10第二高压传感器、11第一低压传感器、12第二低压传感器、13空调控制板卡。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施方式一
一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，如图1和图2所示，包括第一高压采集口1、第二高压采集口2、第一低压采集口3、第二低压采集口4、正电源接口5、负电源接口6、液晶显示器7、外壳8、第一高压传感器9、第二高压传感器10、第一低压传感器11、第二低压传感器12和空调控制板卡13；所述第一高压采集口1连接第一高压传感器9，第二高压采集口2连接第二高压传感器10，第一低压采集口3连接第一低压传感器11，第二低压采集口4连接第二低压传感器12，所述第一高压传感器9、第二高压传感器10、第一低压传感器11、第二低压传感器12、正电源接口5、负电源接口6、液晶显示器7连接空调控制板卡13，所述第一高压传感器9、第二高压传感器10、第一低压传感器11、第二低压传感器12和空调控制板卡13设置在外壳8内，所述液晶显示器7设置在外壳8外部中间位置，所述第一高压采集口1、第二高压采集口2、第一低压采集口3、第二低压采集口4设置在液晶显示器7上方，所述正电源接口5和负电源接口6设置在液晶显示器7下方。
具体地，所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，如图3所示，所述空调控制板卡13包括芯片U3和动车组AI04空调板卡，U3型号为9S12XHY128，是飞思卡尔S12系列芯片，具有112个引脚，所述引脚4和引脚5分别连接key2和key3，引脚1到引脚5为本发明中的两个旋钮按键，key2为旋钮可以调节界面，显示不同的界面，共3个界面，第一界面显示的实时压力传感器的高压1，高压2，低压1，低压2所采集的空调制冷剂压力值，第二界面显示实时压力传感器的曲线图，直观的查看压力传感器的压力值的明显变化，可以精确到0.1的差值，第三个界面可以显示历史实时压力传感器的数据，可以帮助技术人员通过数据来判断动车组空调***的状态以及准确判断故障点。
所述引脚8、引脚14和引脚24分别连接地线，所述引脚29连接背光PWM，所述引脚30连接key1，所述引脚31连接液晶背光PWM，所述引脚34连接EEPROM_SCL，所述引脚35连接EEPROM_SDA，引脚29至引脚31为液晶显示器7的背光脉冲宽度调试，可以进行液晶显示器7的亮度的显示程度的设定；引脚34至引脚35为EEPROM存储器与单片机之间的通讯，可以存储所采集空调压力值，并记录采集时间；方便技术人员确定动车组空调故障点，与现有软件实时监控无法记录数据，具有创新性。
所述引脚41连接地线，所述引脚51连接RST_MCU，所述引脚63连接DEBUG RXD，所述引脚64连接DEBUG TXD，引脚63和引脚34为芯片U3的整体的数据输出与输入。
所述引脚67连接电容C14，电容C14分别连接引脚68和地线，所述引脚73连接地线，所述引脚78和引脚79分别连接地线，所述引脚80连接X2，所述引脚81连接X1，所述引脚82通过电容C13连接地线，所述引脚85连接屏XRD，所述引脚86连接屏AO，所述引脚87连接屏DO，所述引脚88连接屏D1，所述引脚89连接屏D2，所述引脚90连接屏D3，所述引脚91连接屏D4，所述引脚92连接屏D5，所述引脚93连接屏D6，所述引脚94连接屏D7，所述引脚95连接屏XRES，所述引脚96连接屏XWR，所述引脚97连接屏XCS，所述引脚98分别连接电容C12和地线，所述引脚99连接电容C12，引脚85至引脚97为芯片U3与液晶显示器7的双向命令输出端。
所述引脚104连接VCC5V0_SYS，所述引脚107连接另一个VCC5V0_SYS，所述引脚106连接地线，所述引脚109、引脚110、引脚111和引脚112分别连接采样AD；引脚108至引脚112为从压力传感器采集的实时0.5-4.5电压值通过计算来还原空调压力传感器采集的压力值，相比软件只通过空调控制板卡的采集数值更加准确并且，排除了空调控制板卡的输出错误以及故障产生的误差。
具体地，所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，如图3所示，所述VCC5V0_SYS通过电阻R51分别连接RST和电容C21，所述C21连接地线；所述VCC5V0_SYS分别连接电容C15、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35和电容C25，所述电容C15、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35和电容C25分别连接地线；所述所有电容为滤波电容，减少外界波频对此设备的干扰；所述另一个VCC5V0_SYS分别连接J4的引脚1和电阻R42，所述J4的引脚连接RST，所述J4的引脚3连接电阻R42，所述J4的引脚4连接地线。
具体地，所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，如图3所示，所述X1分别连接电阻R80、晶振Y2和电容C22，所述C22连接地线，所述X2分别连接电阻R80、晶振Y2和电容C23，所述C23连接地线；虽然U3内部含有晶振，但外接晶振，将增大U3的工作稳定性，减少内部误差；所述DEBUG TXD MCR通过电阻R112连接DEBUG TXD EXT，所述DEBUG RXD MCR通过电阻R58连接DEBUG RXD EXT。
工作过程：利用飞思卡尔S12系列芯片对动车组AI04空调板卡所采集并过滤的高低压传感器的压力模拟信号处进行信号采集，通过一阶滤波过滤采集信息，并转换还原压力值，通过TFT液晶显示器显示实时压力值，设计精简、结构简单、成本低廉，对作业人员没有技术及经验的硬性要求，有效并实时监控动车组空调冷却***工作状态，节约动车组空调***故障检修时间等优点，监控数据精确有效，实用性强。
动车组空调***中是通过压力传感器采集的空调制冷剂压力并将模拟信号输入到空调控制板卡中的AI04板卡，在AIO4空调板卡的高低压传感器X3处加设接线，信号直接来自高低压传感器采集的压力值转换的电压值，同时信号也会传给空调板卡进行信息反馈，不会影响空调板卡正常的工作，X3的通过硬线连接在压力传感器上，具有在硬线连接中防干扰的作用，保证接线在线插处连接能有稳定的电压输出，使显示装置能够输出稳定有效地制冷剂压力值。
其中制冷剂压力的采集使用的是型号为2CP-546Texas Instruments的制冷剂压力传感器，采集制冷剂压力分为高压传感器2个和低压传感器2个，分别采集空调压缩机内制冷剂的压力值，高压传感器的压力范围为0-10.2bar。低压传感器压力范围为1-35bar。传感器的输出电压为0.5-4.5v。这两种传感器分别采集制冷剂的压力并转换为电信号输入到空调控制板AI04板内的端口X3线插处，低压传感器的传递函数为P(bar)＝8.5*vout-4.25，高压传感器的传递函数P(bar)＝2.55*vout-2.28。通过高低压传感器采集制冷剂压力，同时转换为电压信号通过硬线传输输入到空调板卡内I/O端口处，由于电压输入的波动性，所以在程序上选择采用取平均值进行输出设计，通过更改取值间隔时间，一段时间内采集一定数量的电信号，取数值的平均值作为此时采集的数值，并且将此数值通过传递函数的反向转换，输出显示在LCD显示器上的数值为实际的瞬时制冷剂压力。
考虑到本装置的简易，成本低廉，本发明适用于带有采集制冷剂高低压传感器的信号的动车组空调制冷***。
具体实施方式二
基于所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪实现的空调制冷剂压力测试方法，包括以下步骤：
步骤a、在第一高压采集口1、第二高压采集口2、第一低压采集口3和第二低压采集口4处加设接线；
步骤b、将正电源接口5和负电源接口6连接电源；
步骤c、第一高压传感器9、第二高压传感器10、第一低压传感器11和第二低压传感器12接收第一高压采集口1、第二高压采集口2、第一低压采集口3和第二低压采集口4处的压力值，并将压力值转换成相应的电压值，传输至空调控制板卡13；
步骤d、空调控制板卡13设定一定时间内采集一定数量的电压值，取电压值的平均值作为采集的电压值，通过传递函数的反向转换，将压力值在液晶显示器7显示。

Claims (5)

1.一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，其特征在于，包括第一高压采集口(1)、第二高压采集口(2)、第一低压采集口(3)、第二低压采集口(4)、正电源接口(5)、负电源接口(6)、液晶显示器(7)、外壳(8)、第一高压传感器(9)、第二高压传感器(10)、第一低压传感器(11)、第二低压传感器(12)和空调控制板卡(13)；所述第一高压采集口(1)连接第一高压传感器(9)，第二高压采集口(2)连接第二高压传感器(10)，第一低压采集口(3)连接第一低压传感器(11)，第二低压采集口(4)连接第二低压传感器(12)，所述第一高压传感器(9)、第二高压传感器(10)、第一低压传感器(11)、第二低压传感器(12)、正电源接口(5)、负电源接口(6)、液晶显示器(7)连接空调控制板卡(13)，所述第一高压传感器(9)、第二高压传感器(10)、第一低压传感器(11)、第二低压传感器(12)和空调控制板卡(13)设置在外壳(8)内，所述液晶显示器(7)设置在外壳(8)外部中间位置，所述第一高压采集口(1)、第二高压采集口(2)、第一低压采集口(3)、第二低压采集口(4)设置在液晶显示器(7)上方，所述正电源接口(5)和负电源接口(6)设置在液晶显示器(7)下方。
2.根据权利要求1所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，其特征在于，所述空调控制板卡(13)包括芯片U3，型号为9S12XHY128，具有112个引脚，所述引脚4和引脚5分别连接key2和key3，所述引脚8、引脚14和引脚24分别连接地线，所述引脚29连接背光PWM，所述引脚30连接key1，所述引脚31连接液晶背光PWM，所述引脚34连接EEPROM_SCL，所述引脚35连接EEPROM_SDA，所述引脚41连接地线，所述引脚51连接RST_MCU，所述引脚63连接DEBUGRXD，所述引脚64连接DEBUG TXD，所述引脚67连接电容C14，电容C14分别连接引脚68和地线，所述引脚73连接地线，所述引脚78和引脚79分别连接地线，所述引脚80连接X2，所述引脚81连接X1，所述引脚82通过电容C13连接地线，所述引脚85连接屏XRD，所述引脚86连接屏AO，所述引脚87连接屏DO，所述引脚88连接屏D1，所述引脚89连接屏D2，所述引脚90连接屏D3，所述引脚91连接屏D4，所述引脚92连接屏D5，所述引脚93连接屏D6，所述引脚94连接屏D7，所述引脚95连接屏XRES，所述引脚96连接屏XWR，所述引脚97连接屏XCS，所述引脚98分别连接电容C12和地线，所述引脚99连接电容C12，所述引脚104连接VCC5V0_SYS，所述引脚107连接另一个VCC5V0_SYS，所述引脚106连接地线，所述引脚109、引脚110、引脚111和引脚112分别连接采样AD。
3.根据权利要求2所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，其特征在于，所述VCC5V0_SYS通过电阻R51分别连接RST和电容C21，所述C21连接地线；所述VCC5V0_SYS分别连接电容C15、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35和电容C25，所述电容C15、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35和电容C25分别连接地线；所述另一个VCC5V0_SYS分别连接J4的引脚1和电阻R42，所述J4的引脚连接RST，所述J4的引脚3连接电阻R42，所述J4的引脚4连接地线。
4.根据权利要求2所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪，其特征在于，所述X1分别连接电阻R80、晶振Y2和电容C22，所述C22连接地线，所述X2分别连接电阻R80、晶振Y2和电容C23，所述C23连接地线；所述DEBUG TXD MCR通过电阻R112连接DEBUG TXD EXT，所述DEBUG RXD MCR通过电阻R58连接DEBUG RXD EXT。
5.基于权利要求1所述一种手持式动车组空调制冷剂压力测试仪实现的空调制冷剂压力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、在第一高压采集口(1)、第二高压采集口(2)、第一低压采集口(3)和第二低压采集口(4)处加设接线；
步骤b、将正电源接口(5)和负电源接口(6)连接电源；
步骤c、第一高压传感器(9)、第二高压传感器(10)、第一低压传感器(11)和第二低压传感器(12)接收第一高压采集口(1)、第二高压采集口(2)、第一低压采集口(3)和第二低压采集口(4)处的压力值，并将压力值转换成相应的电压值，传输至空调控制板卡(13)；
步骤d、空调控制板卡(13)设定一定时间内采集一定数量的电压值，取电压值的平均值作为采集的电压值，通过传递函数的反向转换，将压力值在液晶显示器(7)显示。
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