管线气密检测装置的设计

　　O引言

　　目前工业领域中管线的应用已经十分普遍，并且管线的数目越来越庞大，连接也日益复杂化，因此对管线的气密性要求也越来越高。传统手工检测方法落后、效率低、精确度差、受人为因素影响较大，不能适应目前较高的工业生产要求。目前有些厂家也生产了一些气密检测产品，但价格普遍较高。因此，气密检测系统的设计与研制对我国工业领域具有重要的实际意义。

　　本文从硬件电路设计、软件设计、人机交互、功能扩展等方面对系统进行全面的介绍。系统处理器选用STC89C58RD单片机，配合74HC595、74LS245、AD08og等芯片，以及键盘、液晶屏。在保证稳定性与实用性的前提下，大大降低了成本。

　　系统结构如图1所示。键盘与液晶屏作为人机交互接口，可用于设置需检测的管线号、抽气持续时间、检测持续时间、管线气压限定、检测结果等参数的设定与显示。单片机通过电磁阀控制被检测管线的通断，从而完成对管线进行检测。用单片机的一个并口控制总阀门的开闭。为节省单片机资源，用移位寄存器扩展并口从而达到控制一系列子阀门开闭的目的。压力传感器测量管线内气压。

　　其中气压传感器MP220o输出1~SV模拟信号，输出电压信号与气压呈如下线性关系:

式中，P表示气压，U表示压力传感器输出电压。不难看出，U一5V时，P~100kPa为一标准大气压。单片机利用式(l)便可以计算出某一时刻管线的气压值。

　　2检测过程

　　图2为检测过程示意图。首先通过键盘设定抽气持续时间Tl，检测持续时间TZ，气压上限值P。。系统上电后，关闭所有阀门。开始检测时，首先打开主阀门KO，接着打开子阀门Kl，持续抽气Tl秒，然后关闭KO。此时管内空气稀薄，气压较小，管线并非完全密闭，所以外界大气进人管线内致使管线内部气压上升。持续进气TZ秒后关闭KI，通过压力传感器S测量管道内气压值。如果该气压值大于设定值尸。，则表示进气量太多，该管线气密性不合格，否则视为该管线气密性合格。用相同的方法依次检测其他待测管线，从而达到气密检测的目的。在持续进气TZ秒的时间内，每隔t秒进行一次气压采样，将气压数据传给PC机，并将气压值实时显示在液晶屏上。

　　3系统硬件

　　本装置所有的主要元器件及其特点如下:

　　(1)单片机采用国产的STC89C58RD。该单片机具有稳定性高、抗干扰性强、功耗低、速度快、加密性好的特点。

　　(2)液晶屏采用RT12232B。该液晶屏体积小、价格便宜、且本装置无较多的显示内容，可完全满足使用条件。