本發(fā)明屬于減壓器，特別涉及一種氣體減壓器測試系統(tǒng)及測試方法。

背景技術(shù)：

1、氣體減壓器是航天動力系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛的閥類元件之一，其性能關(guān)系到火箭發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)工作的穩(wěn)定、可靠性，其關(guān)鍵性能指標(biāo)通常包括減壓性能及氣密性能等。穩(wěn)定的減壓性能及氣密性能能夠保證發(fā)動機燃料及時、充足、可靠地供給至火箭發(fā)動機點燃燒室，進而保證火箭發(fā)動機順利點火。

2、隨著用戶對氣體減壓器性能要求的提升，用戶對減壓器的性能指標(biāo)提出了新的要求，如建壓性能、憋壓性能、工作壽命等。目前，對氣體減壓器的性能測試普遍采用手動操作調(diào)壓和人工觀察記錄的方式進行。測試過程中，由于手動操作和人工觀察造成的誤差較大，現(xiàn)有測試方式所得的測試結(jié)果準(zhǔn)確性較差。由于現(xiàn)有測試方式的自動化程度低，也造成測試工作效率較低，耗時較長。同時由于測試中操作人員需要帶壓操作，也使得現(xiàn)有測試方式的安全性較差，甚至可能導(dǎo)致嚴(yán)重的產(chǎn)品質(zhì)量事故。

3、申請?zhí)枮?02111406079.4的《一體化閥門綜合測試系統(tǒng)及試驗方法》提出了一種與本發(fā)明相近似的技術(shù)方案，雖然功能上兩者都可用于氣體減壓器的減壓性能及氣密性能測試。但也上述專利相較于本發(fā)明存在以下不足：

4、1、上述專利無法對減壓器的建壓性能、憋壓性能和工作壽命進行測試；

5、2、上述專利所述測試系統(tǒng)沒有通過供水系統(tǒng)模擬火箭發(fā)動機貯箱內(nèi)氣墊的容積的功能；

6、3、上述專利所述測試系統(tǒng)，在測試中無法完全實現(xiàn)自動化，部分閥門仍需手動操作；

7、4、上述專利所述測試系統(tǒng)通過水泵、流量計、變頻電機形成的控制回路來控制減壓器的出口流量，更加側(cè)重流量調(diào)節(jié)的精度，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，可靠性低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種氣體減壓器測試系統(tǒng)及測試方法，實現(xiàn)一次安裝后，自動完成減壓器的減壓性能測試、建壓性能測試、氣密性能測試、憋壓性能測試和工作壽命進行測試，解決了上述的問題與不足。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種氣體減壓器測試系統(tǒng)，包括氣路系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)，減壓器連接在由氣路系統(tǒng)和供水系統(tǒng)組成的管路系統(tǒng)中，所述氣路系統(tǒng)包括通過管路連接的各個電磁閥、電動調(diào)壓閥、截止閥、傳感器及模擬貯箱來為氣體減壓器的測試提供氣動條件，所述供水系統(tǒng)包括通過管路連接的電動球閥、泵組、水箱來根據(jù)要求調(diào)節(jié)模擬貯箱內(nèi)的水量，進而模擬火箭發(fā)動機貯箱內(nèi)氣墊的容積，所述自動控制系統(tǒng)內(nèi)置控制程序，操作人員通過操作屏選擇測試項目并輸入測試參數(shù)后，自動控制系統(tǒng)根據(jù)測試需要控制氣路系統(tǒng)和供水系統(tǒng)的各個閥門、泵組及電控元件的開關(guān)與啟停，接收并記錄傳感器所傳輸?shù)膲毫π畔ⅲ瑢p壓器進行各項性能測試。

3、優(yōu)選的，所述氣路系統(tǒng)包括初始端的氣源、空濾器、第一電磁閥、儲壓氣瓶、第一壓力傳感器、第一手動截止閥、第二電磁閥、第三電磁閥、電動調(diào)壓閥、第二壓力傳感器、減壓器、第四電磁閥、模擬貯箱、第三壓力傳感器、第五電磁閥、節(jié)流孔板，5個電磁閥接入自動控制系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)根據(jù)用戶所選擇的測試項目自動切換各個電磁閥的開關(guān)，5個電磁閥用于控制氣路系統(tǒng)各處的通斷，其中第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥及第五電磁閥為常閉，第四電磁閥為常開，第一電磁閥設(shè)置在空濾器與儲壓氣瓶之間，用于控制氣源對儲壓氣瓶的充壓；第二電磁閥將儲壓氣瓶與大氣直接連通，用于控制對儲壓氣瓶的泄壓；第三電磁閥設(shè)置在儲壓氣瓶與減壓器之間，用于控制減壓器入口氣路的通斷；第五電磁閥設(shè)置在模擬貯箱與節(jié)流孔板之間，用于控制減壓器出口壓力從模擬貯箱至節(jié)流孔板的通斷；第四電磁閥設(shè)置在減壓器之后，用于控制減壓器出口的通斷，第四電磁閥用于減壓器氣密性能的測試，所述電動調(diào)壓閥與第三電磁閥并聯(lián)，電動調(diào)壓閥用于將儲壓氣瓶內(nèi)的氣體壓力降低至規(guī)定氣密測試所需壓力值再作用于減壓器的入口，所述第一壓力傳感器用于測量儲壓氣瓶內(nèi)壓力，第二壓力傳感器用于對測量減壓器的入口壓力，第三壓力傳感器用于測量模擬貯箱內(nèi)的壓力，所測壓力值被實時傳輸至自動控制系統(tǒng)。

4、優(yōu)選的，所述供水系統(tǒng)包含通過管路連接的液位傳感器、第一電動球閥、第二電動球閥、第二手動截止閥、泵組、水過濾器、水箱，其中，第一電動球閥、第二電動球閥與第二手動截止閥20為常閉，液位傳感器位于模擬貯箱內(nèi)，用于檢測模擬貯箱內(nèi)的水位，第一電動球閥設(shè)于模擬貯箱頂部，用于控制向模擬貯箱注水的通路，第二電動球閥與第二手動截止閥設(shè)于模擬貯箱底部，分別用于電動及手動方式將模擬貯箱內(nèi)的水排放回水箱，泵組用于從水箱內(nèi)抽水注入模擬貯箱，所述水過濾器用于濾除水中雜質(zhì)，所述水箱用于儲存足夠的水以保證系統(tǒng)正常工作。

5、一種氣體減壓器測試方法，將待測減壓器與權(quán)利要求1所述氣體減壓器測試系統(tǒng)連接，分別進行減壓性能及建壓性能測試、氣密性能測試、憋壓性能測試和工作壽命測試，具體測試方法如下：

6、a)減壓性能及建壓性能測試：分別將待測減壓器及節(jié)流孔板接入測試系統(tǒng)對應(yīng)連接減壓器及節(jié)流孔板的管路處，通過自動控制系統(tǒng)的操作屏選擇相應(yīng)的測試項目并輸入測試參數(shù)，啟動測試程序后，首先自動控制系統(tǒng)通過控制第一電磁閥、第二電磁閥的啟閉自動調(diào)整儲壓氣瓶內(nèi)的氣體壓力，直到儲壓氣瓶內(nèi)的氣體壓力達到要求，然后自動控制系統(tǒng)根據(jù)需要控制第一電動球閥、第五電磁閥、第二電動球閥及泵組調(diào)整模擬貯箱內(nèi)的水位，直到液位傳感器檢測到的水位達到試驗所需，然后對減壓器進行測試，首先是建壓性能測試，建壓性能測試時，自動控制系統(tǒng)命令第三電磁閥打開，在測試過程中減壓器的入口、出口壓力分別由第二壓力傳感器和第三壓力傳感器進行檢測，當(dāng)模擬貯箱內(nèi)的壓力達到規(guī)定值時，系統(tǒng)判定建壓完成；建壓性能測試結(jié)束后，系統(tǒng)命令第五電磁閥打開，進行減壓性能測試，自動控制系統(tǒng)會全程記錄減壓器減壓性能及建壓性能的相關(guān)數(shù)據(jù)，測試完成后，自動控制系統(tǒng)先命令第三電磁閥關(guān)閉，待模擬貯箱內(nèi)壓力降至零后命令第五電磁閥關(guān)閉，自動控制系統(tǒng)自動生成減壓器進、出口壓力曲線并判定減壓器的減壓性能是否合格；

7、b)氣密性能測試：將待測減壓器接入測試系統(tǒng)對應(yīng)連接減壓器的管路處，通過自動控制系統(tǒng)的操作屏選擇相應(yīng)的測試項目并輸入測試參數(shù)，啟動測試程序后，自動控制系統(tǒng)首先通過控制第一電磁閥、第二電磁閥的啟閉調(diào)整儲壓氣瓶內(nèi)的氣體壓力，直到儲壓氣瓶內(nèi)的氣體壓力達到要求，測試正式開始時，自動控制系統(tǒng)命令第四電磁閥關(guān)閉，再命令電動調(diào)壓閥將減壓器入口壓力調(diào)整至氣密試驗要求的壓力值，在規(guī)定的時間內(nèi)進行保壓，入口壓力值由第二壓力傳感器進行檢測，保壓時間內(nèi)壓力不得下降，否則系統(tǒng)判定氣密性能不合格，測試過程中自動控制系統(tǒng)將根據(jù)氣密壓力、保壓時間等參數(shù)自動完成氣密性能測試，測試后，電動調(diào)壓閥關(guān)閉，第四電磁閥打開；

8、c)憋壓性能測試：分別將待測減壓器及節(jié)流孔板接入測試系統(tǒng)對應(yīng)連接減壓器及節(jié)流孔板的管路處，通過自動控制系統(tǒng)的操作屏選擇相應(yīng)的測試項目并輸入測試參數(shù)，啟動測試程序后，自動控制系統(tǒng)首先通過控制第一電磁閥、第二電磁閥的啟閉調(diào)整儲壓氣瓶內(nèi)的氣體壓力，直到儲壓氣瓶內(nèi)的氣體壓力達到要求，隨后，自動控制系統(tǒng)根據(jù)需要控制第一電動球閥、第五電磁閥、第二電動球閥及泵組調(diào)整模擬貯箱內(nèi)的水位，直到液位傳感器檢測到的水位達到試驗所需，測試正式開始后，在規(guī)定時間內(nèi)對待測減壓器進行憋壓，憋壓過程中，系統(tǒng)自動記錄待測減壓器入口壓力及模擬貯箱內(nèi)的壓力，自動控制系統(tǒng)命令第三電磁閥打開，減壓器的入口、出口壓力分別由第二壓力傳感器和第三壓力傳感器進行檢測，測試過程中自動控制系統(tǒng)將自動記錄相關(guān)參數(shù)，憋壓測試完成后，自動控制系統(tǒng)命令第三電磁閥關(guān)閉，第五電磁閥打開，待模擬貯箱內(nèi)壓力降至零后命令第五電磁閥關(guān)閉，系統(tǒng)會自動生成減壓器進、出口壓力曲線并判定減壓器的憋壓性能是否合格；

9、d)工作壽命測試：分別將待測減壓器及節(jié)流孔板接入測試系統(tǒng)對應(yīng)連接減壓器及節(jié)流孔板的管路處，通過自動控制系統(tǒng)的操作屏選擇相應(yīng)的測試項目并輸入測試參數(shù)，啟動測試程序后，自動控制系統(tǒng)首先通過控制第一電磁閥、第二電磁閥的啟閉調(diào)整儲壓氣瓶內(nèi)的氣體壓力，直到儲壓氣瓶內(nèi)的氣體壓力達到要求,隨后，自動控制系統(tǒng)根據(jù)需要控制第一電動球閥、第五電磁閥、第二電動球閥及泵組調(diào)整模擬貯箱內(nèi)的水位，直到液位傳感器檢測到的水位達到試驗所需，測試正式開始后，自動控制系統(tǒng)命令第三電磁閥、第五電磁閥打開，經(jīng)過規(guī)定的工作時間后關(guān)閉第三電磁閥、第五電磁閥，按此循環(huán)往復(fù)工作規(guī)定的工作壽命次數(shù)后，再按照減壓性能測試及氣密性能測試的工作過程進行一次減壓性能及氣密性能測試，測試完成后，工作壽命測試結(jié)束；測試過程中，如儲壓氣瓶內(nèi)壓力不足，自動控制系命令第一電磁閥打開對儲壓氣瓶進行補壓，然后對其進行減壓性能測試及氣密性能測試，最后系統(tǒng)自動生成減壓器進、出口壓力曲線并判定減壓器的減壓性能及氣密性能是否合格。若最終的減壓性能及氣密性均合格則為工作壽命測試合格。

10、本發(fā)明的有益效果是：

11、1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，可以實現(xiàn)氣體減壓器的減壓性能、氣密性能、建壓性能、憋壓性能、工作壽命等指標(biāo)的測試，可滿足一般氣體減壓器常溫性能測試的需求；

12、2、自動化程度高，可節(jié)省大量人工操作所消耗的時間，提高減壓器性能測試工作的效率；

13、3、提高測試的準(zhǔn)確性，本發(fā)明采用的自動控制系統(tǒng)可準(zhǔn)確記錄測試過程中的各項測試數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)判定測試結(jié)果，如測壓方式采用壓力傳感器測得，其測量精度遠高于壓力表測量，而目前測試方式大多采用人眼觀察，也容易導(dǎo)致測試結(jié)果存在較大誤差，又如記錄時間，采用計算機自動計時，準(zhǔn)確性遠高于秒表計時，而目前測試方式大多采用人工觀察秒表記錄時間，準(zhǔn)確性較差；

14、4、在工作過程中可以更好地保障操作人員的安全，在測試過程中，本發(fā)明無需人工干預(yù)即可自動完成產(chǎn)品的測試，測試完成后系統(tǒng)自動泄壓，從而大幅減少了操作人員的工作強度，避免了疲勞作業(yè)和帶壓操作，大大改善了工作場所的安全條件，降低了發(fā)生安全事故的概率；

15、5、提高設(shè)備操作的便捷性，操作人員只需按照測試項目安裝好待測減壓器，根據(jù)測試項目要求在操作屏上輸入相應(yīng)的測試參數(shù)即可，其余操作都可通過自動控制系統(tǒng)按照內(nèi)置程序完成，與傳統(tǒng)測試方式相比操作十分簡單，大大降低了操作人員的失誤概率，減少了產(chǎn)品質(zhì)量問題發(fā)生的可能；

16、6、有效降低產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的綜合成本，在大批量生產(chǎn)中，本發(fā)明的高度自動化特點可以幫助企業(yè)節(jié)省大量人工成本、縮短產(chǎn)品的交付周期，為企業(yè)降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提升市場競爭力。