CN102252811A

CN102252811A - 一种真空腔的泄露量检测仪及检测方法

Info

Publication number: CN102252811A
Application number: CN2011101918873A
Authority: CN
Inventors: 宋巍; 倪铭; 彭俊; 陈波; 于政
Original assignee: Wuxi Longsheng Technology Co Ltd
Current assignee: Wuxi Longsheng Technology Co Ltd
Priority date: 2011-07-09
Filing date: 2011-07-09
Publication date: 2011-11-23

Abstract

本发明公开了一种真空腔的泄露量检测仪及检测方法，包括压差传感器以及控制器，压差传感器包括两个气体输入端，其中一个气体输入端与大气相连，另一个气体输入端与待测真空腔相连；控制器包括电源模块，信号处理模块，处理器以及告警输出模块，处理器通过信号处理模块获得首次真空腔相对大气的压力；经过预设的时间后，处理器通过信号处理模块获得第二次真空腔相对大气的压力；处理器计算两次真空腔相对于大气的实际压力差值；将实际压力差值与预设在处理器内的设定压力差值进行比较后，由告警输出模块根据比较结果发出相应的信号。本发明的泄露量检测仪及检测方法具有测量精度高、简单直观，能够满足大规模生产需求等特点。

Description

一种真空腔的泄露量检测仪及检测方法

技术领域

本发明涉及废气再循环系统中EGR阀的真空腔气密性自动检测技术，更具体地说，是涉及一种真空腔的泄露量检测仪及检测方法。

背景技术

发动机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源，随着环境保护问题的重要性日趋增加，降低发动机有害排放物这一目标成为当今世界上发动机发展的一个重要方向。废气再循环系统简称EGR是针对引擎排气中有害气体之一的氮氧化合物NOx所设置的排气净化装置。发动机控制单元ECU根据发动机的转速、冷却液温度、油门开度等相关信息，控制真空电磁阀适时适度地打开，进气管真空度经电磁阀进入EGR阀真空膜腔，使得膜片上下形成压差，驱动拉杆将EGR阀门打开，将排气中的少部分废气经EGR阀引入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧，降低燃烧时气缸中的温度，抑制NOx的再次生成，从而降低了废气中的NOx的含量。EGR阀是废气再循环系统EGR的核心部件，而直接控制开度的真空膜室的气密性，又是EGR阀能否按要求工作的重要保证。因此，真空腔的泄漏量是EGR阀生产严格控制和关注的参数，也是EGR是否合格的重要指标。

目前真空腔的泄漏量普遍采用指针式真空度表来进行检测，存在测量精度较低，且不直观，无法很好的满足大规模生产的需求等问题。因此，一种简单直观的真空腔检测仪成为生产和检验人员的迫切需求。

发明内容

针对现有技术中存在的指针式真空度表测量精度较低，且不直观，无法很好的满足大规模生产的需求的问题，本发明的目的是提供一种真空腔的泄露量检测仪及检测方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一方面，提供了一种真空腔的泄露量检测仪，包括压差传感器以及控制器，所述压差传感器包括两个气体输入端，其中一个气体输入端与大气相连，另一个气体输入端与待测真空腔相连；所述控制器包括电源模块，信号处理模块，处理器以及告警输出模块，所述信号处理模块的输入端与所述压差传感器的输出端相连，所述处理器的输入端与所述信号处理模块的输出端相连，所述告警输出模块的输入端与所述处理器的输出端相连。

所述电源模块包括变压器、整流电路以及二次电源转换电路，所述变压器的输入端与交流电源相连，所述整流电路的输入端与变压器的输出端相连，所述二次电源转换电路的输入端与整流电路的输出端相连。

所述信号处理模块包括滤波整形电路、模数转换芯片、检测按钮、分压滤波整形电路以及反相器，所述滤波整形电路的输入端与所述压差传感器的输出端相连，所述模数转换芯片的输入端与所述滤波整形电路的输出端相连，所述模数转换芯片的输出端与所述处理器相连；所述检测按钮的一端与电源模块相连，另一端与分压滤波整形电路的输入端相连；所述反相器的输入端与分压滤波整形电路的输出端相连，反相器的输出端与与所述处理器相连。

根据本发明的另一方面，还提供了一种真空腔的泄露量检测方法，该检测方法的具体步骤为：

A．处理器通过信号处理模块获得首次真空腔相对大气的压力；

B．经过预设的时间后，处理器通过信号处理模块获得第二次真空腔相对大气的压力；

C．处理器计算两次真空腔相对于大气的实际压力差值；

D．将实际压力差值与预设在处理器内的设定压力差值进行比较后，由告警输出模块根据比较结果发出相应的信号。

与现有技术相比，采用本发明的一种真空腔的泄露量检测仪及检测方法，包括压差传感器以及控制器，所述压差传感器包括两个气体输入端，其中一个气体输入端与大气相连，另一个气体输入端与待测真空腔相连；所述控制器包括电源模块，信号处理模块，处理器以及告警输出模块，所述信号处理模块的输入端与所述压差传感器的输出端相连，所述处理器的输入端与所述信号处理模块的输出端相连，所述告警输出模块的输入端与所述处理器的输出端相连；所述电源模块为所述泄露量检测仪内的各部分以及EGR系统提供电源。处理器通过信号处理模块获得首次真空腔相对大气的压力；经过预设的时间后，处理器通过信号处理模块获得第二次真空腔相对大气的压力；处理器计算两次真空腔相对于大气的实际压力差值；将实际压力差值与预设在处理器内的设定压力差值进行比较后，由告警输出模块根据比较结果发出相应的信号。本发明的泄露量检测仪及检测方法具有检测精度高、操作简单，检测过程直观可靠，能够满足大规模生产需求等特点。

附图说明

图1是本发明一种真空腔的泄露量检测仪的原理示意图；

图2是本发明的泄露量检测仪中的电源模块的电路示意图；

图3是本发明一种真空腔的泄露量检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1、图2所示：本发明提供的一种真空腔的泄露量检测仪，包括压差传感器S1以及控制器，压差传感器S1包括两个气体输入端，其中一个气体输入端P1与大气相连，另一个气体输入端P2与待测真空腔相连，压差传感器S1还有3各引脚，即引脚1为电源（Vcc），引脚3为接地（GND），引脚2为信号输出。控制器包括电源模块，信号处理模块，标记为U1的处理器MCU以及告警输出模块，信号处理模块的输入端与压差传感器S1的输出端相连，处理器MCU的输入端与信号处理模块的输出端相连，告警输出模块的输入端与处理器MCU的输出端相连。

信号处理模块包括滤波整形电路、模数（A/D）转换芯片U2、检测按钮K2、分压滤波整形电路以及反相器U3，滤波整形电路的输入端与压差传感器S1的输出端相连，模数转换芯片U2的输入端与滤波整形电路的输出端相连，模数转换芯片U2的输出端与处理器MCU相连；检测按钮K2的一端与电源模块相连，另一端与分压滤波整形电路的输入端相连；反相器U3的输入端与分压滤波整形电路的输出端相连，反相器U3的输出端与与处理器MCU相连。信号处理模块的作用主要包含两个部分，第一部分是对压差传感器输出信号的处理。压差传感器S1的功能是将两个气体输入端的相对压差转换成电压信号输出，以便处理器MCU感知处理。由于压差传感器S1直接输出的信号驱动能力一般较弱，易受干扰，而本发明的检测仪所要求的检测精度较高，所以由压差传感器S1直接输出的信号需经过R1、R2、R3、C1组成的上拉整形滤波电路后，再经过模数转换芯片U2的转换，将电压这一连续变化的模拟量，转换成离散的数字量，输出对应数字信号接入处理器MCU的第一输入端口IN1，以便处理器MCU获取。第二部分是对检测按钮K2信号进行处理的，检测按钮K2为可复位的按钮，将待测真空腔与压差传感器S1气体输入端P2用软管连接好后，按下检测按钮K2，表明检测开始，检测按钮K2一端接稳压芯片7812的12V输出，另一端接电阻R4，按下检测按钮K2后，12V电压经过电阻R4和R5组成的分压电路分压，电容C2滤波和稳压二极管Z2的整形后，转换为4.7V的可靠电压，避免信号异常造成处理器MCU的损害。松开检测按钮K2，信号变为0V，即按下检测按钮K2后松开，就会产生一个脉冲，再经过反相器U3后接入处理器MCU的第二输入端口IN2，处理器MCU每检测到一个脉冲，表示一次检测的开始。

再请参见图2所示的电源模块包括变压器T1、桥式整流电路、二次电源转换电路，变压器T1的输入端与交流电源相连，整流电路的输入端与变压器T1的输出端相连，二次电源转换电路的输入端与整流电路的输出端相连。电源模块将220V/50Hz的常用交流电经过变压器T1降压，接入由四个二极管D1、D2、D3、D4组成的桥式整流电路，将交流电变换为直流电，直流电通过二次电源转换电路的转换后提供本发明的泄露量检测仪所需的各种电压，其中直流电输入标记为U4的稳压芯片7812后，将降压整形后的直流电转换为稳定的12V电源，供EGR系统使用，再经过标记为U5的三端稳压芯片7805后，输出+5V电源，供本发明所述泄露量检测仪内部各模块使用。

告警输出模块主要是LED指示灯，包括表示合格的绿灯和表示不合格的红灯。其中，L1为绿色的LED指示灯，一端接处理器MCU的第一输出端口OUT1，另一端经过电阻R6后接地。L2为红色的LED指示灯，一端接处理器MCU的第二输出端口OUT2，另一端经过电阻R7后接地。当检测出在预设的时间例如10s秒时，两次真空腔的气压相对于大气压的实际压力差值小于预设在处理器内的设定压力差值允许范围内，处理器MCU的第一输出端口OUT1输出高电平，绿灯点亮，表明该阀的真空泄漏量合格；否则，处理器MCU的第二输出端口 OUT2输出一固定脉冲，红灯闪烁，表明该阀的泄漏量超标，不合格。

使用时，合上电源开关K1，电源模块开始工作，输出+12V和+5V两种直流电压，用软管将压差传感器S1的气体输入端P2与待测真空腔相连，气体输入端P1不用接，即以当前的大气压为参照，按下检测按钮K2，处理器MCU读取当前真空腔相对大气的压力P1，经过一定的时间（设定为10s），再次检测真空腔相对大气的压力P2，计算两次真空腔相对于大气压的变化值△P=|P1-P2|，若△P在允许范围内，处理器CPU 的第一输出端口OUT1输出高电平，绿灯点亮，表明该阀的真空泄漏量合格；若△P超出允许范围，处理器CPU 的第二输出端口OUT2输出一固定脉冲，红灯闪烁，表明该阀的泄漏量超标，不合格。重新按下检测按钮K2，新一轮检测开始。

再请参见图3所示的一种真空腔的泄露量检测方法，该检测方法的具体步骤为：

81．处理器通过信号处理模块获得首次真空腔相对大气的压力；

82．经过预设的时间后，处理器通过信号处理模块获得第二次真空腔相对大气的压力；

83．处理器计算两次真空腔相对于大气的实际压力差值；

84．将实际压力差值与预设在处理器内的设定压力差值进行比较后，由告警输出模块根据比较结果发出相应的信号。

需要指出的是，本发明所述泄露量检测仪与本发明所述泄露量检测方法在原理和实现过程上是相同或类似的，故其重复部分在此不再赘述。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims

1.一种真空腔的泄露量检测仪，其特征在于：包括压差传感器以及控制器，所述压差传感器包括两个气体输入端，其中一个气体输入端与大气相连，另一个气体输入端与待测真空腔相连；所述控制器包括电源模块，信号处理模块，处理器以及告警输出模块，所述信号处理模块的输入端与所述压差传感器的输出端相连，所述处理器的输入端与所述信号处理模块的输出端相连，所述告警输出模块的输入端与所述处理器的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的泄露量检测仪，其特征在于：所述电源模块包括变压器、整流电路以及二次电源转换电路，所述变压器的输入端与交流电源相连，所述整流电路的输入端与变压器的输出端相连，所述二次电源转换电路的输入端与整流电路的输出端相连。

3.根据权利要求1所述的泄露量检测仪，其特征在于：所述信号处理模块包括滤波整形电路、模数转换芯片、检测按钮、分压滤波整形电路以及反相器，所述滤波整形电路的输入端与所述压差传感器的输出端相连，所述模数转换芯片的输入端与所述滤波整形电路的输出端相连，所述模数转换芯片的输出端与所述处理器相连；所述检测按钮的一端与电源模块相连，另一端与分压滤波整形电路的输入端相连；所述反相器的输入端与分压滤波整形电路的输出端相连，反相器的输出端与与所述处理器相连。

4.一种真空腔的泄露量检测方法，其特征在于：该检测方法的具体步骤为：

C．处理器计算两次真空腔相对于大气的实际压力差值；

5.根据权利要求4所述的泄露量检测方法，其特征在于：所述信号处理模块包括滤波整形电路、模数转换芯片、检测按钮、分压滤波整形电路以及反相器，所述滤波整形电路的输入端与所述压差传感器的输出端相连，所述模数转换芯片的输入端与所述滤波整形电路的输出端相连，所述模数转换芯片的输出端与所述处理器相连；所述检测按钮的一端与电源模块相连，另一端与分压滤波整形电路的输入端相连；所述反相器的输入端与分压滤波整形电路的输出端相连，反相器的输出端与与所述处理器相连。