电子膨胀阀流量特性测试装置的研制

　　电子膨胀阀是一种传统的节流元件，不同的开度条件下的流量特性测试是检测电子膨胀阀合格与否的关键指标之一[1].然而，目前电子胀阀流量检测设备存在自动化水平较低、设计不合理、替换工装夹具费时、测试结果不准确等缺点[2，3].事实上准确的流量测试成为了电子膨胀阀生产企业的技术瓶颈[4].因此，设计开发测试结果准确、操作快捷的电子膨胀阀流量测试系统，是 提 高 电 子 膨 胀 阀 产 品 质 量 的 根 本 途径[5].

　　遵照JB/T　10386-2002规定，电子膨胀阀流量特性测试方法是在一定的试验条件下，调节阀口进气压力，锁定电子膨胀阀前后压差在0.1MPa，然后在出口端测量规定脉冲数下的空气体积流量，流量计出气端排空.测试装置在交流电220V下工作，最大工作电流小于5A.系统流量检测范围从0L/min2001L/min，流量测试精度的要求为1.5%FS0.25%FS.流量检测工作压力：0.1MPa.内泄漏流量量程可达到50-1000mL/min(1.0 MPa).测试气体为压缩空气，压力大于等于2.0MPa.

　　1　测试系统的设计原理

　　该系统由控制部分、电子膨胀阀驱动部分和气路部分组成.

　　电子膨胀阀流量特性自动测试系统采用高性能微处理器LPC2136为控制核心，配以高精度压力传感器NS501等电气部件以及逻辑 控制单元，LCD液晶显示，实 现电 子膨胀阀流量特性测试，利用通 用 通 信 接 口，还 可 以 和 计 算机通信或配置无 线 通 信 模 块 实 现 数 据 的 远 程传输.

　　该系统可以实现多种驱动模式，同时对电子膨胀阀的工作压力、压力稳定时间、流量稳定延时、驱动设置等参数进行实时测量和图形化显示，从而获知电子膨胀阀的流量特性.

　　2　控制部分设计

　　2.1　控制部分硬件设计

　　主控单元的主要功能是按照设定的程序控制电子膨 胀阀驱 动 器 的 动 作，记 录、分 析 系 统运行数据，从而得到电子膨胀阀的流量特性曲线.其中包括了中央处理器模块、电源模块、按键和 显 示 模 块、输 入 输 出 模 块、通 讯 模 块.见图1。

　　1)中央处理器模块，使用以ARM7为核心的单片机控制方案，采用LPC2136单片机.此中央处理单元最小系统包括了复位电路、晶振电路和JTAG接口电路.本系统中的主控制器单元使用专用复位芯片CAT811，提高了系统的可靠性[6].调试 接 口 采 用ARM公 司 提 出 的 标 准20脚JTAG仿真调试接口[7].

　　2)电源模块将外部220V AC电源通过开关电源及相关AC/DC模块经过调压电路转换为24VDC，5V DC和3.3V DC，并分别为传感器、集成芯片和单片机提供电源.

　　3)按键部分有6个控制器自带按键，进行各参数的设定与操作.另外还有按钮开关，用于测试系统的启动和急停.显示采用分辨率为320×234的5.6寸液晶，提供了良好的人机交互界面.液晶采用QD-13驱动，保证了系统显示清晰、操作易行的功能要求.