用於水質分析儀加速壽命試驗的試驗系統的製作方法

2023-10-27 10:59:12 1

用於水質分析儀加速壽命試驗的試驗系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於水質分析儀加速壽命試驗的試驗系統。待試驗的水質分析儀放在綜合環境試驗箱內，綜合環境試驗箱內設有溫度控制器和溼度控制器，溫度傳感器和溼度傳感器與數據採集卡連接；箱外的恆溫試劑槽中裝有試劑瓶，各試劑瓶引出導管與水質分析儀上各取樣管相連，試劑瓶內設有液位傳感器，各個液位傳感器均與數據採集卡連接；工業計算機分別與水質分析儀、綜合環境試驗箱、PLC、液晶顯示屏和數據採集卡相連；GSM無線模塊、聲光報警模塊、繼電器與PLC相連，繼電器與水質分析儀連接。本發明通過加速壽命試驗，能有效的減少試驗時間、減少試驗樣品個數、降低試驗損耗；快速評估水質分析儀的可靠性。
【專利說明】用於水質分析儀加速壽命試驗的試驗系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水質分析儀的試驗系統，具體是涉及一種用於水質分析儀加速壽命試驗的試驗系統。
【背景技術】
[0002]水質分析儀是一種複雜的電子產品，它由採樣、檢測、數據採集、處理、液晶顯示及傳輸等單元組成的一個工作系統。水質分析儀作為環境質量監測與汙染源排放監測控制的重要儀器，對其可靠性進行分析，對提高儀器的可靠性，保證水質分析過程長期穩定的運行有著致關重要的作用。
[0003]通常分析產品的可靠性，可以通過實際使用、運行監測、數據分析獲得產品的可靠性水平。但是水質分析儀的使用時間較長，如果在正常的應力下進行可靠性試驗，需要耗費很長的試驗時間，需要大量的試驗樣本，造成大量的資源成本浪費。加速壽命試驗是在保證產品失效機理不變的情況下，通過加大應力水平，使被測產品加快失效，從而在較短的時間內得到產品的失效數據，推算產品在正常使用條件下的可靠性指標。
[0004]目前加速壽命試驗主要針對:元器件、機電元件和一些功能簡單的產品。對於水質分析儀的加速壽命試驗研究還處於空白階段，到目前為止我國尚未有適合水質分析儀的加速壽命試驗系統。

【發明內容】

[0005]本發明目的在於提出一種用於水質分析儀加速壽命試驗的試驗系統，基於該試驗系統對水質分析儀進行加速壽命試驗，實現快速有效地對水質分析儀進行可靠性試驗。
[0006]為了達到上述目的，本發明採用的技術方案如下:
本發明包括綜合環境試驗箱、繼電器、PLC、數據採集卡、恆溫試劑槽、溫度傳感器、溼度傳感器、液位傳感器、工業計算機、液晶顯示屏、聲光報警模塊、GSM無線模塊、試劑瓶；待試驗的水質分析儀水平放置在綜合環境試驗箱內，綜合環境試驗箱內設有用於控制維持試驗箱內溫度和溼度恆定的溫度控制器和溼度控制器，水質分析儀上安裝的溫度傳感器和溼度傳感器與數據採集卡的輸入端連接；綜合環境試驗箱外的恆溫試劑槽中裝有試劑瓶，各試劑瓶中引出導管與水質分析儀上各取樣管相連，試劑瓶內設有液位傳感器，各個液位傳感器均與數據採集卡的輸入端連接；數據採集卡的輸出端與工業計算機的串口相連，工業計算機通過串口分別與水質分析儀、綜合環境試驗箱相連；繼電器的控制端與PLC的輸出端相連，繼電器的輸出端與水質分析儀的電源端輸入端連接；聲光報警模塊和GSM無線模塊連接PLC的輸出端，PLC的輸入端與工業計算機的串口相連，液晶顯示屏和工業計算機相連。
[0007]所述的繼電器為固態繼電器。
[0008]所述的數據採集卡採用MW100-E-1H數據採集卡。
[0009]所述的固態繼電器為G3NA-210B固態繼電器。[0010]本發明具有的有益效果是:
本發明將加速壽命試驗原理應用到水質分析儀的可靠性試驗中，利用綜合環境試驗箱給水質分析儀提供高應力試驗環境。從而能夠運用較少的試驗樣品個數和相對較短的時間對水質分析儀進行可靠性試驗。將水質分析儀的試劑放入恆溫槽中，在對水質分析儀進行性能檢測時能保證試劑的有效性，提高試驗準確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖是本發明系統的結構示意圖。
[0012]圖中:1、綜合環境試驗箱，2、繼電器，3、PLC，4、數據採集卡，5、恆溫試劑槽，6、溫度傳感器，7、溼度傳感器，8、液位傳感器，9、溫度控制器，10、溼度控制器，14、工業計算機，15、液晶顯示屏，16、聲光報警模塊，17、GSM無線模塊，18、待試驗樣品水質分析儀，19、試劑瓶。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖來進一步闡述本發明。
[0014]如附圖所示，本發明包括綜合環境試驗箱1、繼電器2、PLC3、數據採集卡4、恆溫試劑槽5、溫度傳感器6、溼度傳感器7、液位傳感器8、工業計算機14、液晶顯示屏15、聲光報警模塊16、GSM無線模塊17、試劑瓶19。
[0015]待試驗的水質分析儀18水平放置在綜合環境試驗箱I內，綜合環境試驗箱I內設有用於控制維持試驗箱內溫度和溼度恆定的溫度控制器9和溼度控制器10，水質分析儀18上安裝的溫度傳感器6和溼度傳感器7與數據採集卡4的輸入端連接；綜合環境試驗箱I外的恆溫試劑槽5中裝有試劑瓶19，各試劑瓶19中引出導管穿過綜合環境試驗箱I與水質分析儀18上各取樣管相連，試劑瓶19內設有液位傳感器8，各個液位傳感器8均與數據採集卡4的輸入端連接。
[0016]數據採集卡4的輸出端與工業計算機14的串口相連，工業計算機14通過串口分別與水質分析儀18、綜合環境試驗箱I相連；繼電器2的控制端與PLC3的輸出端相連，繼電器2的輸入端接220V交流電；繼電器2的輸出端與水質分析儀18的電源輸入端連接，聲光報警模塊16和GSM無線模塊17連接PLC3的輸出端，PLC3的輸入端與工業計算機14的串口相連，液晶顯示屏15和工業計算機14相連。
[0017]所述的繼電器2為固態繼電器，可採用G3NA-210B固態繼電器。
[0018]數據採集卡4可採用MW100-E-1H數據採集卡。
[0019]工業計算機14與綜合環境試驗箱I內的溫度控制器9和溼度控制器10相連接，控制維持綜合環境試驗箱I內溫度和溼度值。
[0020]本發明能夠對水質分析儀進行加速壽命試驗，對試驗過程進行監控,採集記錄加速應力水平、記錄對應故障時間。
[0021]本發明的實施過程如下:
I)工業計算機14根據試驗方案定義的溫度控制曲線，通過串口設定綜合環境試驗箱I的運行。
[0022]2)工業計算機14向PLC3發出指令，控制電源接入水質分析儀。
[0023]3)工業計算機14通過串口與綜合環境試驗箱I內的水質分析儀進行通訊，控制水質分析儀試驗運行，實時測量監控水質分析儀的溫度和溼度，並進行失效判斷。
[0024]當作為待測驗樣品的水質分析儀失效時，工業計算機14向PLC3發出指令控制繼電器2斷開，記錄失效時間和數據採集卡4通過溫度傳感器6和溼度傳感器7測得的樣品失效時的溫度和溼度。
[0025] 本發明的一個具體實施例步驟為:
1)設置恆溫試劑槽的溫度為5°C;將試驗樣品水質分析儀放置在綜合環境試驗箱I內，插上電源線和串口線，將溫度傳感器6和溼度傳感器7固定在水質分析儀內的電路板上；將試驗樣品的試劑管放入相應的試劑瓶19內。
[0026]2)工業計算機14向PLC3發出指令控制，控制G3NA-210B固態繼電器，使AC 220V的60Hz交流電源接入綜合環境試驗箱I內的試驗樣品水質分析儀。
[0027]3)工業計算機14根據試驗方案設計的溫度應力曲線，通過串口設置綜合環境試驗箱I內的溫度控制器9和溼度控制器10，從而控制綜合環境試驗箱I運行時箱體內的溫溼度，並實時顯示MW100-E-1H數據採集卡4通過溫度傳感器6和溼度傳感器7測得的綜合環境試驗箱I的溫度和溼度值。
[0028]4)當工業計算機14得到通過溫度傳感器6測得綜合環境試驗箱I內的溫度達到設定的初始溫度時，控制試驗樣品水質分析儀進行一次校準。
[0029]5)當工業計算機14通過MW100-E-1H數據採集卡4採集溫度傳感器6檢測的綜合環境試驗箱I內的溫度值。當採集的溫度值達到試驗方案設計的各溫度應力值時，工業計算機14控制試驗樣品周期性水樣測量，並實時在液晶顯示屏15上顯示測量值。
[0030]6)當麗100-E-1H數據採集卡4採集的溫度達到試驗設定的性能測量溫度時，工業計算機14控制試驗樣品進行一次零樣測量，並顯示測量值；若試驗樣品沒有失效，工業計算機14控制試驗樣品進行一次第一標樣測量，並顯示測量值；若試驗樣品仍然沒有失效，工業計算機14控制試驗樣品進行一次第二標樣測量，並顯示測量值。
[0031]7)若試驗樣品沒有失效，則按照周期性方案設計的溫度應力曲線重複進行上述步驟4)~6)直至試驗樣品失效。
[0032]若試驗樣品的水質分析儀失效,工業計算機14記錄顯示失效時間，向PLC3發出指令。PLC3控制斷開G3NA-210B固態繼電器2，使得試驗樣品斷電；PLC3控制聲光報警模塊
16進行聲光報警，控制GSM無線模塊17向試驗人員手機上發送簡訊，告知試驗樣品失效和失效時間等?目息。
[0033]8)在進行加速壽命試驗時，MW100-E-1H數據採集卡4實時採集各試劑瓶19內的液位傳感器8檢測到試劑液位值傳送給工業計算機14 ;當採集的液位值太低時,工業計算機14給PLC3發出指令，PLC控制聲光報警模塊16發出報警，控制GSM無線模塊17向試驗人員手機上發送簡訊，告知試劑快用完。
[0034]上述【具體實施方式】用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種用於水質分析儀加速壽命試驗的試驗系統，其特徵在於:包括綜合環境試驗箱(I)、繼電器(2)、PLC (3)、數據採集卡(4)、恆溫試劑槽(5)、溫度傳感器(6)、溼度傳感器(7)、液位傳感器(8)、工業計算機(14)、液晶顯示屏(15)、聲光報警模塊(16)、GSM無線模塊(17)、試劑瓶(19);待試驗的水質分析儀(18)水平放置在綜合環境試驗箱(I)內，綜合環境試驗箱(I)內設有用於控制維持試驗箱內溫度和溼度恆定的溫度控制器(9)和溼度控制器(10)，水質分析儀(18)上安裝的溫度傳感器(6)和溼度傳感器(7)與數據採集卡(4)的輸入端連接；綜合環境試驗箱(I)外的恆溫試劑槽(5 )中裝有試劑瓶(19 )，各試劑瓶(19 )中引出導管與水質分析儀(18)上各取樣管相連，試劑瓶(19)內設有液位傳感器(8)，各個液位傳感器(8)均與數據採集卡(4)的輸入端連接；數據採集卡(4)的輸出端與工業計算機(14)的串口相連，工業計算機(14)通過串口分別與水質分析儀(18)、綜合環境試驗箱(I)相連；繼電器(2)的控制端與PLC (3)的輸出端相連，繼電器(2)的輸出端與水質分析儀(18)的電源端輸入端連接；聲光報警模塊(16)和GSM無線模塊(17)連接PLC (3)的輸出端，PLC(3)的輸入端與工業計算機(14)的串口相連，液晶顯示屏(15)和工業計算機(14)相連。
2.根據權利要求1所述的一種用於水質分析儀加速壽命試驗的試驗系統，其特徵在於:所述的繼電器(2)為固態繼電器。
3.根據權利要求1所述的一種用於水質分析儀加速壽命試驗的試驗系統，其特徵在於:所述的數據採集卡(4)採用MW100-E-1H數據採集卡。
4.根據權利要求2所述的一種用於水質分析儀加速壽命試驗的試驗系統，其特徵在於:所述的固態繼電器為G3NA-210B固態繼電器。
【文檔編號】G01N33/18GK103969413SQ201410183398
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】孫堅, 沈廣月, 嚴瑾, 林峰, 繆建, 邵建文 申請人:中國計量學院