CN116008698A - 一种新型综合电器疲劳耐久试验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型综合电器疲劳耐久试验设备，涉及疲劳耐久试验设备技术领域,包括PLC测试柜、传感器测试柜以及恒温油槽装配体，所述传感器测试柜的顶部工作台面上设置有速度传感器测试工装，速度传感器测试工装的一侧设置有压力传感器工装，压力传感器工装远离速度传感器测试工装的一侧设置有电流探头输出端，电流探头输出端的外侧安装有亚克力防护罩；本发明集成了多种开关器件的功能测试及传感器功能的测试，能够满足例行试验的同时进行疲劳试验，试验安全可靠；能够对疲劳试验中的故障进行短信报警；实现无人值守；本设备自带开机自检，多种报警，自身元器件的寿命监测等功能；设备选用高可靠性，寿命长的元器件，集成式设计。

Description

一种新型综合电器疲劳耐久试验设备

技术领域

本发明涉及疲劳耐久试验设备技术领域，尤其涉及一种新型综合电器疲劳耐久试验设备。

背景技术

耐久测试是机械、机电、家电等产品在设计过程中验证产品使用寿命的一项重要的测试。一般是由测试机构控制被测样品在标称的使用条件下(或略高于标称标准)进行规定次数的操作试验。

当前机车厂使用的综合电器试验设备功能简单，无法满足机车所有的开关器件及传感器类设备的功能例行检测，耗费人力资源较大，对开关器件的检测采用人工接线，手动测量的方法进行。对传感器类检测同样采用人工操作方式，需对传感器进行多组数据测试，费时费力。本发明集成了所有功能，能够满足机车类所有开关器件及传感器类器件的所有功能测试。高效、可靠、安全。

发明内容

本发明的目的是为了解决当前机车厂使用的综合电器试验设备功能简单，无法满足机车所有的开关器件及传感器类设备的功能例行检测，耗费人力资源较大，对开关器件的检测采用人工接线，手动测量的方法进行的问题，而提出的一种新型综合电器疲劳耐久试验设备。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种新型综合电器疲劳耐久试验设备，包括PLC测试柜、传感器测试柜以及恒温油槽装配体，所述传感器测试柜的顶部工作台面上设置有速度传感器测试工装，速度传感器测试工装的一侧设置有压力传感器工装，压力传感器工装远离速度传感器测试工装的一侧设置有电流探头输出端，电流探头输出端的外侧安装有亚克力防护罩；

其中，所述传感器测试柜的内底部设置有工控机，工控机的一侧设置有压力传感器，所述压力传感器的背侧设置有电动调压器，压力传感器的一侧设置有压缩机，压缩机的输出管道上安装有电磁阀，压缩机的一侧设置有升流变压器，升流变压器的一侧设置有直流电源柜；

所述传感器测试柜顶部安装有显示器门板，所述显示器门板的一侧设置有用于连接恒温油槽装配体的恒温油槽航插，恒温油槽航插的一侧并排设置有标准温度航插与温度测试端子,所述显示器门板的另一侧设置有用于连接PLC测试柜的PLC测试柜航插和PLC测试柜网线口。

作为本发明的进一步技术方案，所述显示器门板的顶部边角处安装有警示灯，警示灯的一侧设置有打印机，打印机一侧的显示器门板的顶部还设置有散热风扇，靠近PLC测试柜的显示器门板的侧壁上安装有通断开关。

作为本发明的进一步技术方案，所述速度传感器测试工装的下方设置有齿轮盘速度传感器，电动调压器的一侧设置有升压变压器，升压变压器远离电动调压器一侧的传感器测试柜的内部还设置有风缸。

作为本发明的进一步技术方案，还包括电源***以及测控***。

作为本发明的进一步技术方案，所述电源***包括直流电压源、直流电流源和交流电压源；

所述直流电压源由主回路配电，将厂房电源引入设备，经过主回路配电后，采用电动调压器将AC400V电转变为AC0-430V连续可调的电源输出给升压器，升压器将AC0-400V电转变为AC0-1 KV，再经过高压整流***，转换成直流高压输出；

所述直流电流源为厂房电源经过主回路配电后，经过直流电源箱进行整流，并通过其内部的整流***，实现直流0-1200A电流输出；

交流电流源为厂房电源经过主回路配电后，升流器进行升流，实现交流0-1000A电流输出。

作为本发明的进一步技术方案，所述测控***采用工控机作为测控主体，通过PLC进行相关参数控制，具体为：

调节EP阀控制气压、调节加热器控制水槽加温、调节电流源和电压源的输出控制输出电流、电压，被试品相关参数采用传感器及仪表检测的方式进线获取被试品的对应参数，并将数据发送给工控机进行处理。

作为本发明的进一步技术方案，还包括报警***，所述报警***与工控机连接，在发生故障时，通过工控机传输报警信号到报警***，报警***根据接收到的报警信号类型输出相应的报警类型，并控制警示灯闪烁；

所述报警类型包括一般报警，设备故障报警，试验过程报警以及元器件报警，报警***根据要求进行自定义发送信息，通过短信的方式发送到指定人员的对应设备中。

作为本发明的进一步技术方案，所述一般报警为弹出提醒框，但不影响试验过程，保证试验能够正常进行；

所述设备故障报警根据试验过程中的状态判断是否进行中断试验待人工确认排查后继续试验，或完全终止此进行试验；报警信息自动记录在状态信息表中；

所述试验过程报警根据试验设定的参数信息进行判断，依据试验过程进行的步骤，决定是否终止试验；报警信息自动记录在状态信息表中；

所述元器件报警，设备自带传感器及开关器件的状态监测功能，并对设备内部的常规器件进行使用计数，当到达设定次数后提醒更换；试验开始前自检或试验过程中传感器检测数据偏离大，则对相应传感器进行报警。

本发明的有益效果：

1、本发明集成温湿度传感器，配合散热风机，保证设备内部干燥，温度可控，增加设备使用寿命。

2、本发明集成网卡及无线路由，结合信息化功能，可联网下载任务，设备自动运行任务(升压、降压、自动放电等)，并在试验过程中上位机自动绘制波形图，节省人力提高工作效率。

3、本发明自带开机自检功能，能够判定设备内主要元器件是否正常工作。设备采用伺服控制调电压、电流，快速精准控制电压，通过PI D算法调节稳定输出电压，符合耐压试验升压标准时间。

4、本发明集成了多种开关器件的功能测试及传感器功能的测试，能够满足例行试验的同时进行疲劳试验，试验安全可靠。能够对疲劳试验中的故障进行短信报警。实现无人值守。本设备自带开机自检，多种报警，自身元器件的寿命监测等功能。设备选用高可靠性，寿命长的元器件，集成式设计。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明传感器测试柜的结构示意图；

图3为本发明图2的侧视图；

图4为本发明图2的后视图；

图5为本发明***原理图。

图中：100、PLC测试柜；200、传感器测试柜；300、恒温油槽装配体；1、警示灯；2、打印机；3、散热风扇；4、显示器门板；5、通断开关；6、温度测试端子；7、标准温度航插；8、恒温油槽航插；9、PLC测试柜航插；10、PLC测试柜网线口；11、亚克力防护罩；12、电流探头输出端；14、直流电源柜；15、升流变压器；16、压力传感器工装；17、压缩机；18、电磁阀；19、压力传感器；20、工控机；21、速度传感器测试工装；22、齿轮盘速度传感器；23、升压变压器；24、电动调压器；25、风缸。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参照图1-图5，一种新型综合电器疲劳耐久试验设备，包括PLC测试柜100、传感器测试柜200以及恒温油槽装配体300，所述传感器测试柜200的顶部工作台面上设置有速度传感器测试工装21，速度传感器测试工装21的一侧设置有压力传感器工装16，压力传感器工装16远离速度传感器测试工装21的一侧设置有电流探头输出端12，电流探头输出端12的外侧安装有亚克力防护罩11；

可以理解为，根据被试品主要参数要求，配置测速齿轮盘；配置直流供电电源，电压DC0-30V连续可调。本发明能够通过给速度传感器输入不同的速度值进行测量速度传感器的输出电压值或电流值。不同的输出类型，可通过参数进行切换。

可以理解为，本测试装置能够测量电流传感器在各电流值下及电压传感器在各电压值下的输出值、转换比、误差等参数数据，能自动记录所有参数数据并生成报表存档，可以进行多次的连续测试并且比较分析出结果。

其中，所述传感器测试柜200的内底部设置有工控机20，工控机20的一侧设置有压力传感器19，所述压力传感器19的背侧设置有电动调压器24，压力传感器19的一侧设置有压缩机17，压缩机17的输出管道上安装有电磁阀18，压缩机17的一侧设置有升流变压器15，升流变压器15的一侧设置有直流电源柜14；

可以理解为，压力传感器的测量，采用PLC控制逻辑，模拟机车环境给定压力传感器对应的气压值与标定压力传感器进行对比，判断压力传感器是否正常。设备提供空压机及增压泵，能够满足10bar气压的供气，且连续可调。

所述传感器测试柜200顶部安装有显示器门板4，所述显示器门板4的一侧设置有用于连接恒温油槽装配体300的恒温油槽航插8，恒温油槽航插8的一侧并排设置有标准温度航插7与温度测试端子6,所述显示器门板4的另一侧设置有用于连接PLC测试柜100的PLC测试柜航插9和PLC测试柜网线口10。

可以理解为，本发明能够通过控制加热器，对水槽内的水温进行控制，采用标准温度传感器与被试品传感器进行温度对比，能够测量温度传感器不同温度点的误差值判定温度传感器的好坏。水槽温度最高达到150℃，温度稳定。

本发明可以输入被试件型号、所属车号、操作者代码。本发明具有安全良好的保护功能，能够对操作过程中出现各类短路、断路、过压、过流等故障实施安全有效的保护，并能在故障消失后自动恢复。本发明所有报表的格式采用标准通用的在Wi ndows 7***下的Exce l格式。

进一步的，所述显示器门板4的顶部边角处安装有警示灯1，警示灯1的一侧设置有打印机2，打印机2一侧的显示器门板4的顶部还设置有散热风扇3，靠近PLC测试柜100的显示器门板4的侧壁上安装有通断开关5。所述速度传感器测试工装21的下方设置有齿轮盘速度传感器22，电动调压器24的一侧设置有升压变压器23，升压变压器23远离电动调压器24一侧的传感器测试柜200的内部还设置有风缸25。还包括电源***以及测控***。

所述电源***包括直流电压源、直流电流源和交流电压源；

所述直流电压源由主回路配电，将厂房电源引入设备，经过主回路配电后，采用电动调压器24将AC400V电转变为AC0-430V连续可调的电源输出给升压器，升压器将AC0-400V电转变为AC0-1 KV，再经过高压整流***，转换成直流高压输出；其中整流***可为现有技术中的整流器；

所述直流电流源为厂房电源经过主回路配电后，经过直流电源箱进行整流，并通过其内部的整流***，实现直流0-1200A电流输出；

交流电流源为厂房电源经过主回路配电后，升流器进行升流，实现交流0-1000A电流输出。

进一步的，所述测控***采用工控机作为测控主体，通过PLC进行相关参数控制，具体为：

调节EP阀控制气压、调节加热器控制水槽加温、调节电流源和电压源的输出控制输出电流、电压，被试品相关参数采用传感器及仪表检测的方式进线获取被试品的对应参数，并将数据发送给工控机进行处理。

可以理解为，测控***通过控制伺服控制器，对伺服电机进行转速控制，为速度传感器的测量方式提供环境。测量采用示波卡进行数据采集，能够测量输出电压幅值，占空比，脉冲相位差等相关参数。

在调节测试电压及电流时，具有自动调节与手动调节两种方式，调节速度快，精度高。具体进行电压传感器测量时，采用AC0-1000V升压***加整流***，输出对应的稳定电压，电压连续可调。进行电流传感器测量时，采用0-400V调压器，转换为0-1200A的交流电流，并通过整流***整流为所需直流电压。直流电流连续可调。交流电流通过调压器及升压器升至对应交流电流。电流连续可调。

还包括报警***，所述报警***与工控机连接，在发生故障时，通过工控机传输报警信号到报警***，报警***根据接收到的报警信号类型输出相应的报警类型，所述报警类型包括一般报警，设备故障报警，试验过程报警以及元器件报警，报警***根据要求进行自定义发送信息。所述一般报警为弹出提醒框，但不影响试验过程，保证试验能够正常进行；

设备故障报警根据试验过程中的状态判断是否进行中断试验待人工确认排查后继续试验，或完全终止此进行试验；报警信息自动记录在状态信息表中；

试验过程报警根据试验设定的参数信息进行判断，依据试验过程进行的步骤，决定是否终止试验；报警信息自动记录在状态信息表中；

元器件报警，设备自带传感器及开关器件的状态监测功能，并对设备内部的常规器件进行使用计数，当到达设定次数后提醒更换；试验开始前自检或试验过程中传感器检测数据偏离大，则对相应传感器进行报警。

本设备自带多级报警功能，能够区分设备试验过程中的一般报警，设备故障报警，试验过程报警，元器件报警等，报警***能够根据客户要求进行自定义发送信息。

远程短信报警功能采用西门子GSM无线通讯***，根据用户要求自定义报警通过短信的方式发送到指定人员的对应设备中。

本设备试验过程只需要一次接线，通过设备内部逻辑切换，即可一次性完成一个周期的例行试验。可设定多周期的疲劳试验。根据需要设定次数，并且当被试件进行疲劳试验时，可判定自身设备的元器件次数是否满足疲劳试验的周期要求，并可在试验过程中发出元器件报警提醒功能。整个试验过程实现无人值守。通过远程摄像头监控现场被试件及试验设备的状态。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种新型综合电器疲劳耐久试验设备，包括PLC测试柜(100)、传感器测试柜(200)以及恒温油槽装配体(300)，其特征在于，所述传感器测试柜(200)的顶部工作台面上设置有速度传感器测试工装(21)，速度传感器测试工装(21)的一侧设置有压力传感器工装(16)，压力传感器工装(16)远离速度传感器测试工装(21)的一侧设置有电流探头输出端(12)，电流探头输出端(12)的外侧安装有亚克力防护罩(11)；

其中，所述传感器测试柜(200)的内底部设置有工控机(20)，工控机(20)的一侧设置有压力传感器(19)，所述压力传感器(19)的背侧设置有电动调压器(24)，压力传感器(19)的一侧设置有压缩机(17)，压缩机(17)的输出管道上安装有电磁阀(18)，压缩机(17)的一侧设置有升流变压器(15)，升流变压器(15)的一侧设置有直流电源柜(14)；

所述传感器测试柜(200)顶部安装有显示器门板(4)，所述显示器门板(4)的一侧设置有用于连接恒温油槽装配体(300)的恒温油槽航插(8)，恒温油槽航插(8)的一侧并排设置有标准温度航插(7)与温度测试端子(6),所述显示器门板(4)的另一侧设置有用于连接PLC测试柜(100)的PLC测试柜航插(9)和PLC测试柜网线口(10)。

2.根据权利要求1所述的一种新型综合电器疲劳耐久试验设备，其特征在于，所述显示器门板(4)的顶部边角处安装有警示灯(1)，警示灯(1)的一侧设置有打印机(2)，打印机(2)一侧的显示器门板(4)的顶部还设置有散热风扇(3)，靠近PLC测试柜(100)的显示器门板(4)的侧壁上安装有通断开关(5)。

3.根据权利要求1所述的一种新型综合电器疲劳耐久试验设备，其特征在于，所述速度传感器测试工装(21)的下方设置有齿轮盘速度传感器(22)，电动调压器(24)的一侧设置有升压变压器(23)，升压变压器(23)远离电动调压器(24)一侧的传感器测试柜(200)的内部还设置有风缸(25)。

4.根据权利要求1所述的一种新型综合电器疲劳耐久试验设备，其特征在于，还包括电源***以及测控***。

5.根据权利要求4所述的一种新型综合电器疲劳耐久试验设备，其特征在于，所述电源***包括直流电压源、直流电流源和交流电压源；

所述直流电压源由主回路配电，将厂房电源引入设备，经过主回路配电后，采用电动调压器(24)将AC400V电转变为AC0-430V连续可调的电源输出给升压器，升压器将AC0-400V电转变为AC0-1 KV，再经过高压整流***，转换成直流高压输出；

所述直流电流源为厂房电源经过主回路配电后，经过直流电源箱进行整流，并通过其内部的整流***，实现直流0-1200A电流输出；

交流电流源为厂房电源经过主回路配电后，升流器进行升流，实现交流0-1000A电流输出。

6.根据权利要求4所述的一种新型综合电器疲劳耐久试验设备，其特征在于，所述测控***采用工控机(20)作为测控主体，通过PLC进行相关参数控制，具体为：

调节EP阀控制气压、调节加热器控制水槽加温、调节电流源和电压源的输出控制输出电流、电压，被试品相关参数采用传感器及仪表检测的方式进线获取被试品的对应参数，并将数据发送给工控机(20)进行处理。

7.根据权利要求1所述的一种新型综合电器疲劳耐久试验设备，其特征在于，还包括报警***，所述报警***与工控机(20)连接，在发生故障时，通过工控机(20)传输报警信号到报警***，报警***根据接收到的报警信号类型输出相应的报警类型，并控制警示灯(1)闪烁；

所述报警类型包括一般报警，设备故障报警，试验过程报警以及元器件报警，报警***根据要求进行自定义发送信息，通过短信的方式发送到指定人员的对应设备中。

8.根据权利要求7所述的一种新型综合电器疲劳耐久试验设备，其特征在于，所述一般报警为弹出提醒框，但不影响试验过程，保证试验能够正常进行；

所述设备故障报警根据试验过程中的状态判断是否进行中断试验待人工确认排查后继续试验，或完全终止此进行试验；报警信息自动记录在状态信息表中；

所述试验过程报警根据试验设定的参数信息进行判断，依据试验过程进行的步骤，决定是否终止试验；报警信息自动记录在状态信息表中；

所述元器件报警，设备自带传感器及开关器件的状态监测功能，并对设备内部的常规器件进行使用计数，当到达设定次数后提醒更换；试验开始前自检或试验过程中传感器检测数据偏离大，则对相应传感器进行报警。

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