探空氣球爆破測試方法及測試系統的製作方法

2023-05-03 15:56:16

專利名稱：探空氣球爆破測試方法及測試系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種乳膠製品的試驗方法及裝置，具體說是一種探空氣球爆破測試方 法及系統裝置，主要用於探空氣球爆破測試中。
背景技術：
探空氣球主要用於高空的氣象探測，為了獲得準確數據往往需要將探空氣球升到 上萬米的高空，這就對探空氣球的升空能力要求很高，為了保證探空氣球的性能，對於 出廠的探空氣球均需要進行抽檢試驗，試驗的其中一項指標就是探空氣球爆破測試，以 保證探空氣球在一定的膨脹情況下不至於發生破裂。以往的試驗都是在一個專門的實驗 室內，通過手工將氣球吊起，再通過一個充氣管往氣球內充氣，並在充氣的過程中定時 對氣球進行測量，記錄下所測數據，並將最後一次所測數據作為爆破試驗的最終結果， 以此來判斷所充氣球是否合格。這樣進行測試，雖說簡單，但一方面準確性不高，且往 往出現判斷不準的現象，因此在試驗過程中所保留的餘量很大，以至一些本應該符合指 標要求的探空氣球被認為是不合格品，增大了產品的人為報廢率。二則勞動強度大，測 試人員需要不停地觀察著測試的情況，並定時進行監測測量，所以很是辛苦。因此很有 必要對此加以改進。

發明內容
本發明的目的在於針對現有探空氣球爆破測試方法及裝置的不足，提出一種測試 更加科學、直觀，且定性更加準確的新探空氣球爆破測試方法及系統裝置。
本發明的目的是通過下述技術方案實現的 一種探空氣球爆破測試方法，將被測 試探空氣球懸掛在試驗室內，並通過管線向被測試探空氣球內輸送具有一定壓力的壓縮 空氣；在輸送壓縮空氣的管線中設置氣體流量計，同時在輸送壓縮空氣的管線與被測試 探空氣球相接的埠位於被測探空氣球內側設有壓力傳感器，運用氣體流量計和壓力傳 感器分別採集流入被測試探空氣球的氣體流量以及氣體壓力，並轉化為電信號，通過電 線將所採集的電信號送到PC機，採用PC機作為本系統控制與數據處理中心，啟動後 傳感器實時採樣流量和壓力給A/D轉換，流量直接顯示並經計算機累計處理後便成體 積參數顯示，壓力計算機處理後顯示。計算機不斷地檢測流量、壓力，當爆破時(選定爆破狀態)或合格時(選定合格狀態)，計算機鎖存並顯示體積與壓力，同時數據存入 計算機，並判斷是否合格。
所述的對氣體流量計和壓力傳感器採集的氣體流量以及氣體壓力進行計算和監控 是指將外部模擬信號經多路轉換開關選擇後送入高速放大器處理。放大器前後設有單/ 雙端輸入選擇跨接器和轉換碼制選擇跨接器，處理後的信號送入模數轉換器進行轉換。 模數轉換器的啟動可以使用程序啟動方式或者定時器定時觸發啟動方式，也可用外部觸 發方式啟動。其轉換狀態和結果可用程序查詢和讀出。轉換結束信號也可用中斷方式通 知CPU進行處理。
根據上述方法所提出的探空氣球爆破測試系統是 一種探空氣球爆破測試系統， 在試驗室的頂部設置一懸掛裝置，懸掛裝置的下端部設有探空氣球連接裝置，探空氣球 連接裝置為可以上下移動的活動構件，探空氣球連接裝置下端懸掛有被測探空氣球，被
測探空氣球的口部套在探空氣球連接裝置的下埠上；探空氣球連接裝置內插有輸氣
管，且輸氣管通過管線與一儲氣罐相連，並由儲氣罐供給壓縮空氣，儲氣罐又與壓縮空 氣氣源相接，由壓縮空氣氣源供給壓縮空氣。在儲氣罐到探空氣球連接裝置的輸氣管下 埠之間的輸氣管線上設有流量傳感器和電動控制闊。流量傳感器用於採集輸送到被測
探空氣球的氣體流量，並將所採集的流量數據轉換成電信號輸入到PC機，由PC機進 行計算處理。流量傳感器通過電線與PC機電連接。在探空氣球連接裝置上，靠近探空 氣球連接裝置管口部位還設有用於監測輸入被測探空氣球氣體壓力的壓力傳感器，壓力 傳感器與輸氣管口安裝在一起，且在被測探空氣球套在輸氣管口上時，壓力傳感器與輸 氣管一同位於被測探空氣球內面一側。壓力傳感器用於採集輸入被測探空氣球內氣體的 壓力，並將所採集的氣體壓力數據轉換成電信號輸入到PC機，由PC機進行計算處理。 壓力傳感器通過電線與PC機電連接。
本發明的特點在於本裝置採用可以自由上下移動的探空氣球連接裝置，並將壓
力傳感器與輸氣管口一起安裝在被測探空氣球內側，使得被測探空氣球的測試變得更加
容易，且採用PC機作為上位監控系統，通過流量和壓力由計算機換算成氣體體積，再
換算成氣球的大小，具有比人工手工檢測要更為精確，且可以實現無間斷的檢測，所以 準確性和可靠性都有很大提高。而且在設計上最大限度的採用了軟體優先的原則，及能 夠由軟體完成的功能儘量用軟體來做，最大限度的減少硬體電路，提高整個系統可靠性， 降低故障發生率，提高了廠家自我維護的能力。


圖1為本發明的系統結構圖2為本發明的軟體及操作流程圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發明做進一步的描述。
附圖1為本發明的系統結構框圖，從附圖可以看出本發明為一種探空氣球爆破測 試裝置，探空氣球爆破測試裝置的爆破測試方法是將被測試探空氣球通過懸掛裝置懸掛 在試驗室頂部，並通過管線向被測試探空氣球內輸送具有一定壓力的壓縮空氣；在輸送 壓縮空氣的管線中設置氣體流量計，同時在輸送壓縮空氣的管線與被測試探空氣球相接 的埠位置，位於被測探空氣球內側設有壓力傳感器，運用氣體流量計和壓力傳感器分 別採集流入被測試探空氣球的氣體流量以及氣體壓力，並轉化為電信號，通過電線將所 採集的電信號送到PC機，採用PC機作為本系統控制與數據處理中心，啟動後傳感器 實時採樣流量和壓力給A/D轉換，流量直接顯示並經計算機累計處理後換算成體積參 數顯示，壓力經計算機處理後直接顯示。計算機不斷地檢測流量、壓力，當爆破時(選 定爆破狀態)或合格時(選定合格狀態)，計算機鎖存並顯示體積與壓力，同時數據存 入計算機，並判斷是否合格。
所述的對氣體流量計和壓力傳感器採集的氣體流量以及氣體壓力進行計算和監控 是指將外部模擬信號經多路轉換開關選擇後送入高速放大器處理。放大器前後設有單/ 雙端輸入選擇跨接器和轉換碼制選擇跨接器，處理後的信號送入模數轉換器進行轉換。 模數轉換器的啟動可以使用程序啟動方式或者定時器定時觸發啟動方式，也可用外部觸 發方式啟動。其轉換狀態和結果可用程序查詢和讀出。轉換結束信號也可用中斷方式通 知CPU進行處理。
所提出的探空氣球爆破測試系統是 一種探空氣球爆破測試系統，在試驗室14的 頂部設置一懸掛裝置l，懸掛裝置1的下端部設有探空氣球連接裝置2，探空氣球連接 裝置2為可以上下移動的絞輪機械活動構件，使氣球的升降即方便又省力。探空氣球連 接裝置2下端懸掛有被測探空氣球3，被測探空氣球的口部套在探空氣球連接裝置2的 下埠4上；探空氣球連接裝置內插有輸氣管5，且輸氣管5通過管線6與一儲氣罐7 相連，並由儲氣罐7供給壓縮空氣，儲氣罐7又與壓縮空氣氣源相接，由壓縮空氣氣源 供給壓縮空氣。在儲氣罐7到探空氣球連接裝置的輸氣管下埠 4之間的輸氣管線上設有流量傳感器8和自動控制閥9。流量傳感器8用於採集輸送到被測探空氣球的氣體流 量，並將所採集的流量數據轉換成電信號輸入到PC機10，由PC機10進行計算處理。 流量傳感器8通過電線11與PC機10電連接。在探空氣球連接裝置2上，靠近探空氣 球連接裝置管口部位還設有用於監測輸入被測探空氣球氣體壓力的壓力傳感器12，壓 力傳感器12與輸氣管5安裝在一起，且在被測探空氣球套在輸氣管口上時，壓力傳感 器12與輸氣管5 —同位於被測探空氣球3內面一側。壓力傳感器12用於採集輸入被測 探空氣球內氣體的壓力，並將所釆集的氣體壓力數據轉換成電信號輸入到PC機IO，由 PC機10進行計算處理。壓力傳感器12通過電線13與PC機10電連接。自動控制閥9 為電動闊門，由PC機10通過電線15電連接，並由PC機10的軟體控制系統控制。
本發明的軟體控制系統主要包括模數轉換電路、數模轉換電路、數字量輸入輸出電 路、定時/技術起電路和接口控制邏輯電路。其中外部模擬信號經多路轉換開關選擇 後送入高速放大器處理。放大器前後設有單/雙端輸入選擇跨接器和轉換碼制選擇跨接 器，處理後的信號送入模數轉換器進行轉換。模數轉換器的啟動可以使用程序啟動方式 或者定時器定時觸發啟動方式，也可用外部觸發方式啟動。其轉換狀態和結果可用程序 査詢和讀出。轉換結束信號也可用中斷方式通知CPU進行處理。模擬量輸出部分由D/A 轉換器件和有關的基準源、運放、阻容件和跨接選擇器組成。可分別選擇電壓或電流輸 出方式以及不同的輸出量程。D/A部分具有加電自動清零功能，當主機加電啟動時，自 動關閉D/A部分的基準源使D/A輸出為最低。對D/A1進行寫操作時，本卡才打開基 準源使D/A輸出一個需要的信號。數字量輸入輸出電路提供8路DI及8路DO的信 號，DO部分具備加電清零功能。計數/定時器電路由一片可編程定時/計數器8254晶片 和基準時鐘電路以及有關的跨接選擇器組成。提供3個16位字長的計數/定時通道和 lMHz、佔空比為50%的基準時鐘。附圖2為本發明的軟體控制系統流程圖，通過附圖 可以得知本發明控制系統主要流程步驟。
權利要求
1、探空氣球爆破測試方法，其特徵在於所述的測試方法是將被測試探空氣球通過懸掛裝置懸掛在試驗室頂部，並通過管線向被測試探空氣球內輸送具有一定壓力的壓縮空氣；在輸送壓縮空氣的管線中設置氣體流量計，同時在輸送壓縮空氣的管線與被測試探空氣球相接的埠位置，位於被測探空氣球內側設有壓力傳感器，運用氣體流量計和壓力傳感器分別採集流入被測試探空氣球的氣體流量以及氣體壓力，並轉化為電信號，通過電線將所採集的電信號送到PC機，採用PC機作為本系統控制與數據處理中心，啟動後傳感器實時採樣流量和壓力給A/D轉換，流量直接顯示並經計算機累計處理後換算成體積參數顯示，壓力經計算機處理後直接顯示；計算機不斷地檢測流量、壓力，當爆破時或合格時，計算機鎖存並顯示體積與壓力，同時數據存入計算機，並判斷是否合格。
2、 如權利要求1所述的探空氣球爆破測試方法，其特徵在於所述的對氣體流量 計和壓力傳感器採集的氣體流量以及氣體壓力進行計算和監控是指將外部模擬信號經 多路轉換開關選擇後送入高速放大器處理；放大器前後設有單/雙端輸入選擇跨接器和 轉換碼制選擇跨接器，處理後的信號送入模數轉換器進行轉換。
3、 如權利要求1所述的探空氣球爆破測試方法，其特徵在於所述的模數轉換器 的啟動使用程序啟動方式或定時器定時觸發啟動方式，或外部觸發方式啟動。
4、 一種實現權利要求1所述探空氣球爆破測試方法的探空氣球爆破測試系統裝置， 其特徵在於在試驗室(14)的頂部設置一懸掛裝置(1)，懸掛裝置(1)的下端部設有探空氣球連接裝置(2);探空氣球連接裝置(2)下端懸掛有被測探空氣球(3)，被測探空氣球的口部套在探空氣球連接裝置(2)的下埠 (4)上；探空氣球連接裝置內插有輸氣管(5)，且輸氣管(5)通過管線(6)與一儲氣罐(7)相連，並由儲氣罐(7) 供給壓縮空氣，儲氣罐(7)又與壓縮空氣氣源相接，由壓縮空氣氣源供給壓縮空氣； 在儲氣罐(7)到探空氣球連接裝置的輸氣管下埠 (4)之間的輸氣管線上設有流量傳感器(8)和自動控制閥(9);流量傳感器(8)通過電線(11)與PC機(10)電連接； 在探空氣球連接裝置(2)上，靠近探空氣球連接裝置管口部位還設有用於監測輸入被 測探空氣球氣體壓力的壓力傳感器(12)，壓力傳感器(12)與輸氣管(5)安裝在一起， 且在被測探空氣球套在輸氣管口上時，壓力傳感器(12)與輸氣管(5) —同位於被測探空氣球(3)內面一側；壓力傳感器(12)通過電線(13)與PC機(10)電連接。
5、 如權利要求4所述的探空氣球爆破測試系統裝置，其特徵在於所述的探空氣 球連接裝置(2)為可以上下移動的絞輪機械活動構件。
6、 如權利要求4所述的探空氣球爆破測試系統裝置，其特徵在於所述的自動控 制闊(9)為電動閥門，由PC機(10)通過電線(15)電連接，並由PC機(10)的軟 件控制系統控制。
7、 如權利要求6所述的探空氣球爆破測試系統裝置，其特徵在於所述的軟體控制系統主要包括模數轉換電路、數模轉換電路、數字量輸入輸出電路、定時/技術起電路和接口控制邏輯電路；其中外部模擬信號經多路轉換開關選擇後送入高速放大器處 理；放大器前後設有單/雙端輸入選擇跨接器和轉換碼制選擇跨接器，處理後的信號送 入模數轉換器進行轉換。
8、 如權利要求7所述的探空氣球爆破測試系統裝置，其特徵在於所述的模數轉 換器的啟動使用程序啟動方式或者定時器定時觸發啟動方式，或用外部觸發方式啟動； 其轉換狀態和結果可用程序查詢和讀出；轉換結束信號也可用中斷方式通知CPU進行 處理。
9、 如權利要求7所述的探空氣球爆破測試系統裝置，其特徵在於所述的模擬量 輸出部分由D/A轉換器件和有關的基準源、運放、阻容件和跨接選擇器組成；可分別 選擇電壓或電流輸出方式以及不同的輸出量程；D/A部分具有加電自動清零功能，當主 機加電啟動時，自動關閉D/A部分的基準源使D/A輸出為最低；對D/A1進行寫操作 時，本卡才打開基準源使D/A輸出一個需要的信號；數字量輸入輸出電路提供8路DI 及8路DO的信號，DO部分具備加電清零功能；計數/定時器電路由一片可編程定時/ 計數器8254晶片和基準時鐘電路以及有關的跨接選擇器組成;提供3個16位字長的計 數/定時通道和lMHz、佔空比為50%的基準時鐘。
全文摘要
探空氣球爆破測試方法及測試系統，將被測試探空氣球通過懸掛裝置懸掛在試驗室頂部，並通過管線向被測試探空氣球內輸送具有一定壓力的壓縮空氣；在輸送壓縮空氣的管線中設置氣體流量計，同時在輸送壓縮空氣的管線與被測試探空氣球相接的埠位置，位於被測探空氣球內側設有壓力傳感器，氣體流量計和壓力傳感器分別採集流入被測試探空氣球的氣體流量以及氣體壓力，並轉化為電信號，通過電線將所採集的電信號送到PC機，流量直接顯示並經計算機累計處理後便成體積參數顯示，壓力計算機處理後顯示。計算機不斷地檢測流量、壓力，當爆破時或合格時，計算機鎖存並顯示體積與壓力，同時數據存入計算機，並判斷是否合格。
文檔編號G01N3/12GK101526455SQ200910043070
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月8日 優先權日2009年4月8日
發明者學 劉 申請人:中橡集團株洲橡膠塑料工業研究設計院