液体火箭发动机阀门试验测控系统技术方案

本申请提供了一种液体火箭发动机阀门试验测控系统，其包括高低温环境子系统、防爆箱子系统、氦气检测子系统、数据采集子系统和工控机；高低温环境子系统用于为被试阀门提供气路高温、常温和低温试验所需的温湿度环境；防爆箱子系统用于为被试阀门在常温条件下完成密封性试验和寿命试验提供试验环境；氦气检测子系统用于为满足初步密封性要求的被试阀门提供密封性试验环境；数据采集子系统用于采集压力、温度、湿度、泄漏量和电流参数；工控机用于根据数据采集子系统采集到的参数动态调整高低温环境子系统、防爆箱子系统和氦气检测子系统为被试阀门提供的试验所需的参数。本申请能够提高试验的安全性、稳定性和准确度，从而节约时间和人力成本。

【技术实现步骤摘要】
液体火箭发动机阀门试验测控系统
本申请属于测控
，具体涉及一种液体火箭发动机阀门试验测控系统。
技术介绍
当前国内液体火箭发动机阀门试验是阀门生产、检测和维修过程中一项重要的工序，其试验结果能够直观的反映出阀门的相关性能指标。目前液体火箭发动机阀门的试验过程多为纯人工操作，且试验所需的高、低温环境通过分别浸泡高、低温介质进行模拟，测量设备为机械仪表，试验的安全性、控制精度、测量精度和准确性受操作人员的经验影响很大。另外，试验过程中，由于人员操作不当可能损坏被试产品并造成一定的人身安全隐患。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种液体火箭发动机阀门试验测控系统。根据本申请实施例，本申请提供了一种液体火箭发动机阀门试验测控系统，其包括高低温环境子系统、防爆箱子系统、氦气检测子系统、数据采集子系统和工控机；所述高低温环境子系统用于为被试阀门提供气路高温、常温和低温试验所需的温湿度环境；所述防爆箱子系统用于为被试阀门在常温条件下完成密封性试验和寿命试验提供试验环境；所述氦气检测子系统用于为满足初步密封性要求的被试阀门提供密封性试验环境；所述数据采集子系统用于采集压力、温度、湿度、泄漏量和电流参数；所述工控机用于根据所述数据采集子系统采集到的参数动态调整所述高低温环境子系统、防爆箱子系统和氦气检测子系统为被试阀门提供的试验所需的参数。上述液体火箭发动机阀门试验测控系统还包括截止阀和调压阀，所述工控机通过所述截止阀和调压阀与外部阀门工艺试验系统连接，所述截止阀用于通断其所在管路，所述调压阀用于调节其所在管路的压力。上述液体火箭发动机阀门试验测控系统中，所述高低温环境子系统包括高低温环境箱，所述高低温环境箱用于为被试阀门提供试验所需的温湿度环境；所述防爆箱子系统包括防爆箱，其用于为被试阀门提供密封性试验所需的压力；所述氦气检测子系统包括氦气检漏箱，所述氦气检漏箱利用氦气作为介质，为被试阀门提供密封性试验环境。进一步地，所述数据采集子系统包括数据采集平台以及与所述数据采集平台连接的温度变送器、湿度变送器、压力变送器、流量变送器、氦气检测仪和电流传感器；所述温度变送器用于检测所述高低温环境箱的温度，所述湿度变送器用于检测所述高低温环境箱中的湿度；所述压力变送器用于检测气源的压力、管路压力以及被试阀门各接口处的压力；所述流量变送器用于检测被试阀门各接口处的泄漏量；所述氦气检测仪用于检测被试阀门各接口处的氦气泄漏量。更进一步地，所述数据采集子系统还包括电流传感器，所述电流传感器用于检测被试电控阀门的电流信号。上述液体火箭发动机阀门试验测控系统中，所述工控机中设置有人机交互模块；所述人机交互模块用实现人机交互功能；所述人机交互模块包括实时数据读取和显示模块、参数设定模块、实时和历史曲线显示模块、操作记录、存储和查询模块以及数据存储模块和报表模块；所述实时数据读取和显示模块用于实时读取和显示试验测控系统中各个监测点的数据和设备的状态；所述参数设定模块用于对设备参数和报警参数进行设定和操作；所述实时和历史曲线显示模块将所需的监测数据以实时或历史曲线的形式进行显示；所述操作记录、存储和查询模块用于记录、存储和查询在LabVIEW软件运行后及试验过程中操作人员的相关操作；所述数据存储模块用于对数据进行存储；所述报表模块用于将历史数据以表格形式显示出来。进一步地，所述工控机中设置有控制模块，所述控制模块用于实现程序的编辑、修改和执行功能；所述控制模块包括主控模块和初始化子模块、通讯驱动子模块、数据接收子模块、数据输出子模块、压力阶跃变化控制子模块、密闭性控制子模块、开关次数控制子模块、报警子模块和连锁子模块；所述主控模块负责程序的逻辑判断以及各子模块的调用和执行；所述初始化子模块、通讯驱动子模块、数据接收子模块、数据输出子模块、压力阶跃变化控制子模块、密闭性控制子模块、开关次数控制子模块、报警子模块和连锁子模块由不同的消息事件构成，且各子模块之间相互独立，各子模块将信息统一反馈给所述主控模块，由所述主控模块处理后，再统一进行调用和支配。更进一步地，所述压力阶跃变化控制子模块的控制过程为：设定压力阶跃变化值、阶跃变化次数和单次阶跃保持时间；将当前压力作为PID算法的输入，通过PID算法控制调压阀动作，当调压阀所在管路的压力值达到压力阶跃变化值时，控制调压阀停止动作，启动保压计时；当保压计时等于单次阶跃保持时间时，实际阶跃变化次数加一，调压阀再次开始动作，重复循环，直至实际阶跃变化次数与设定的阶跃变化次数一致为止，关闭调压阀，进行泄压。更进一步地，所述密封性控制子模块的控制过程为：设定目标压力和保压时间；将目标压力与当前压力的差值作为PID算法的输出，通过PID算法调节调压阀的开度，直至当前压力与目标压力的误差达到预设的误差范围时，控制关闭调压阀，启动保压计时；启动数据记录，记录压力变化及试验需求位置的泄露量；保压计时等于预设的保压时间时，控制关闭调压阀，进行泄压。更进一步地，所述开关次数控制子模块的控制过程为：设定循环次数以及被试阀门相邻两次开启和关闭之间的时间间隔；控制被试阀门开始开启和关闭操作，开启和关闭算一次，两次开启直接需等待预设的时间间隔，开启和关闭每执行完成一次，实际循环次数计数加一，直至实际循环次数等于设定的循环次数时结束。根据本申请的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本申请提供的液体火箭发动机阀门试验测控系统通过设置高低温环境子系统、防爆箱子系统、氦气检测子系统、数据采集子系统和工控机，为被试阀门提供试验所需的环境，利用数据采集子系统对试验过程中的参数进行采集，工控机根据采集到的参数对系统的试验参数进行调整，并通过在工控机中设置模块化的程序，各模块可以单独使用，也可以联合使用；与现有技术相比，本申请能够极大的提高试验的安全性、稳定性和准确度，从而节约时间和人力成本。另外，工控机中设置的控制模块的程序运行稳定、可读性、可维护性、集成化程度高，安全性和标准化程度高，能够兼顾高控制精度和测量精度。应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本申请所欲主张的范围。附图说明下面的所附附图是本申请的说明书的一部分，其示出了本申请的实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本申请的原理。图1为本申请实施例提供的一种液体火箭发动机阀门试验测控系统的结构示意图之一。图2为本申请实施例提供的一种液体火箭发动机阀门试验测控系统的结构示意图之二。附图标记说明：1、高低温环境子系统；2、防爆箱子系统；3、氦气检测子系统；4、数据采集子系统；41、数据采集平台；42、温度变送器；43、湿度变送器；44、压力变送器；45、流量变送器；46、氦气检测仪；47、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体火箭发动机阀门试验测控系统，其特征在于，包括高低温环境子系统、防爆箱子系统、氦气检测子系统、数据采集子系统和工控机；/n所述高低温环境子系统用于为被试阀门提供气路高温、常温和低温试验所需的温湿度环境；所述防爆箱子系统用于为被试阀门在常温条件下完成密封性试验和寿命试验提供试验环境；所述氦气检测子系统用于为满足初步密封性要求的被试阀门提供密封性试验环境；/n所述数据采集子系统用于采集压力、温度、湿度、泄漏量和电流参数；所述工控机用于根据所述数据采集子系统采集到的参数动态调整所述高低温环境子系统、防爆箱子系统和氦气检测子系统为被试阀门提供的试验所需的参数。/n

【技术特征摘要】
20200408 CN 20201026953011.一种液体火箭发动机阀门试验测控系统，其特征在于，包括高低温环境子系统、防爆箱子系统、氦气检测子系统、数据采集子系统和工控机；
所述高低温环境子系统用于为被试阀门提供气路高温、常温和低温试验所需的温湿度环境；所述防爆箱子系统用于为被试阀门在常温条件下完成密封性试验和寿命试验提供试验环境；所述氦气检测子系统用于为满足初步密封性要求的被试阀门提供密封性试验环境；
所述数据采集子系统用于采集压力、温度、湿度、泄漏量和电流参数；所述工控机用于根据所述数据采集子系统采集到的参数动态调整所述高低温环境子系统、防爆箱子系统和氦气检测子系统为被试阀门提供的试验所需的参数。


2.根据权利要求1所述的液体火箭发动机阀门试验测控系统，其特征在于，还包括截止阀和调压阀，所述工控机通过所述截止阀和调压阀与外部阀门工艺试验系统连接，所述截止阀用于通断其所在管路，所述调压阀用于调节其所在管路的压力。


3.根据权利要求1或2所述的液体火箭发动机阀门试验测控系统，其特征在于，所述高低温环境子系统包括高低温环境箱，所述高低温环境箱用于为被试阀门提供试验所需的温湿度环境；
所述防爆箱子系统包括防爆箱，其用于为被试阀门提供密封性试验所需的压力；
所述氦气检测子系统包括氦气检漏箱，所述氦气检漏箱利用氦气作为介质，为被试阀门提供密封性试验环境。


4.根据权利要求3所述的液体火箭发动机阀门试验测控系统，其特征在于，所述数据采集子系统包括数据采集平台以及与所述数据采集平台连接的温度变送器、湿度变送器、压力变送器、流量变送器、氦气检测仪和电流传感器；
所述温度变送器用于检测所述高低温环境箱的温度，所述湿度变送器用于检测所述高低温环境箱中的湿度；
所述压力变送器用于检测气源的压力、管路压力以及被试阀门各接口处的压力；所述流量变送器用于检测被试阀门各接口处的泄漏量；所述氦气检测仪用于检测被试阀门各接口处的氦气泄漏量。


5.根据权利要求4所述的液体火箭发动机阀门试验测控系统，其特征在于，所述数据采集子系统还包括电流传感器，所述电流传感器用于检测被试电控阀门的电流信号。


6.根据权利要求1或2所述的液体火箭发动机阀门试验测控系统，其特征在于，所述工控机中设置有人机交互模块；所述人机交互模块用实现人机交互功能；
所述人机交互模块包括实时数据读取和显示模块、参数设定模块、实时和历史曲线显示模块、操作记录、存储和查询模块以及数据存储模块和报表模块；
所述实时数据读取和显示模块用于实时读取和显示试验测控系统中各个监测点的数据和设备的状态；

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏伟，彭武龙，张航，张小平，杨军，郑国真，李勇，姜圣杰，张士强，任荣波，周小义，解浩，
申请(专利权)人：蓝箭航天技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33