QSW-2型計算機控制外測法水壓測試機
QSW-2型氣瓶外測法水壓測試機，其設計、制造依據為國家標準GB/T9251-1997《氣瓶水壓試驗方法》及美國DOT標準（參考），能夠對不同規格的氣瓶進行外測法水壓試驗，具有以下突出性能：
★ 采用稱重法自動讀取空瓶重量、瓶加水重量，自動計算容積；
★ 采用流量計控制，自動加水；
★ 水套部分采用氣缸自動壓緊密封，測試瓶瓶口采用我公司專利---內漲式高壓自密封快速瓶口接頭密封；
★ 采用計算機自動控制氣瓶水壓試驗；
★ 自動采集水量（變形值）、壓力、時間數據組并保存；
★ 在試驗過程中，動態顯示時間/水量曲線、時間/壓力曲線、水量/壓力曲線；
★ 自動計算測試氣瓶殘余變形率及判定試驗結果，并將所有試驗數據自動保存；
★ 自動生成水壓試驗報告（EXCEL格式）；
★ 試驗數據永久保存，可隨時根據相關氣瓶數據（如試驗日期、瓶號、批號等）查詢試驗過程、結果，重新生成試驗報告等。
主要技術參數：
1、適應氣瓶范圍：
1.1 氣瓶直徑: ø219～ø425mm
1.2 氣瓶長度: 650～2000mm
2、工作介質 水
3、最高設計壓力50MPa
4、測試壓力 0～45MPa（具體參數根據雙方合同規定）
5、測試效率 15～20只/小時（1臺主機，兩個水套，以80L氣瓶為例）
6、試驗壓力控制精度≤0.06MPa
7、水量測量精度≤0.1g
8、氣源壓力 0.6 MPa 耗氣量≈1.5 m3/min
9、電源電壓AC220V
結構及配置：
序號 名 稱 數量 備注
1 氣瓶夾持翻轉機 2臺 1工位
2 氣瓶自動灌水裝置 1套 注水快速接頭1套,可以設定灌水量。
3 氣瓶稱重裝置 1套 有線吊秤，數據可直接供主機采集
4 氣瓶外測法水壓測試機 1臺
4.1 測試控制系統 1套 研華工控機、液晶顯示器、鼠標、鍵盤，
西門子PLC S7、通訊模塊、通訊電纜
系統軟件
4.2 氣驅液泵 1套
4.3 美國產壓力傳感器 1只
4.4 德國產高壓球閥 1套
4.5 德國產中壓球閥 5套
4.6 臺灣產電磁閥 5只
4.7 鋼制水套 2套
4.8 水套蓋 2個
4.9 主機柜 1套
4.10 美國產電子天平 1套JJ500
4.11 液壓管閥系統 1套
4.12 氣控系統 1套
4.13 電控系統 1套
5 氣瓶懸掛吊裝裝置 1套 含支架、導軌、環鏈電動葫蘆
6 氣瓶倒水機 1臺
氣瓶外測法水壓測試系統介紹
一、試驗裝置簡介
氣瓶水壓試驗裝置(以下簡稱試驗裝置)用于對各類氣瓶生產過程中進行外測法水壓試驗和內測法試驗。試驗裝置按GB/T9251-1997《氣瓶水壓試驗方法》、和CGA C–1《壓縮氣體氣瓶的水壓試驗方法》、美國DOT標準的相關要求研制。
該試驗裝置的控制系統是可在Windows98/2000/ XP操作系統下運行的計算機工業控制水壓試驗系統。試驗裝置由控制柜、水量采集控制柜和試壓水套、氣瓶吊裝設備和稱重電子秤(可選)等部分組成，如下圖所示

試驗裝置控制柜左邊安放了系統控制計算機、右邊安放了S7-200西門子可編程控制器、增壓泵、高壓閥、各類控制閥等數據采集系統控制元件�？刂乒裾�面包括了操作顯示屏、操作計算機鍵盤和鼠標和試驗壓力顯示儀表、和各類操作按鈕
試驗裝置控制計算機采用了Windows 2000/2003 Server 操作系統和MS SQL Server 2000數據庫管理系統、系統軟件采用CVI C++、VB和FN PLC語言混合編程。這樣設置一方面可提高系統工作的穩定性，另一方面用戶可以在網絡節點上的其他計算機安裝控制軟件執行除水壓試驗和標準瓶測試模塊以外的所以功能。如在網絡節點的計算機完成氣瓶稱重、設置水壓試驗參數、打印水壓試驗報告和查看水壓試驗結果等。
整個控制系統硬件由控制計算機和工控機組成上、下位機分布式兩級控制方式�？刂七^程和數據采集由上、下位機通過RS－485車RS-232通訊接口協同完成，上位機用于設置初始參數、實時監測、動態處理試驗數據、實時試驗壓力、水量圖繪制以及試驗報告輸出等功能。下位機由可編程控制器（PLC）、數據采集、控制模塊、壓力傳感器、水位測量傳感器、RS－232通訊模塊等組成，實現在試驗時對高壓力泵、高壓閥、電磁閥的定時定量控制和試驗過程中的數據采集。
試驗裝置設計最高工作壓力為40Mpa，實際試驗壓力控制精度不低于10 Psi,實際水位測量精度不低于0.02cc。試驗裝置工作時具有較高操作自動化程度，輸入測試氣瓶瓶號后，從稱重到完成水壓試驗正常情況下只需按幾次鍵即可完成。在試驗中可以圖形方式動態顯示試驗過程中的時間/壓力、時間/水量和壓力/水量關系曲線。試驗裝置保存了試驗過程的全部數據，用戶可以在需要的時候查看試驗過的氣瓶的全部試驗數據和各類試驗曲線。
二、氣瓶水壓試驗系統的使用
氣瓶水壓試驗系統由上位機操作部分和下位機控制部分組成完成水壓試驗。
1、裝置的啟動
本監控軟件可以選擇控制二個水套進行水壓試驗
監控軟件啟動前先仔細檢查控制柜的電源、通訊電纜連接情況、如有氣瓶稱重電子稱，應檢查重電子稱的通訊電纜是否完好，稱重電子稱的電源是否打開。在不進行水壓試驗時電子稱讀數應該是穩定不變化的，如電子稱讀數不能穩定，應該檢查水路的密封情況。
應仔細檢查系統的供氣氣源的壓力（增壓泵氣源供氣壓力<0.4MPa 將不能正常工作）和水路的連通情況。
在試驗前特別要簡稱水套重是否已有被測氣瓶、水套和氣瓶高壓接頭的密封情況。在水套中有閥門可以設定監控系統目前進行水壓試驗是用哪一個水套。水套中有補水排氣水閥和設定試壓水套的水閥，閥使用中必須設置好。
如果采樣計算機自動控制水壓試驗，必須將自動打壓啟/自動打壓停按鈕設置在自動位置
在系統參數設置模塊設置好水壓試驗或試驗模式，一般對一批試驗氣瓶只需設置一次。在試壓時，打壓過程中如輪流使用二個水套，需要每次正確設定被使用水套的選擇閥門。
2、控制按鈕功能
每一個按鈕的功能作用說明如下：
1）總電源
設備控制系統總電源開關，工作前啟動此按鈕使所有設備接通電源并對有些設備上電預熱。
2）總停
設備控制系統總電源開關，按此按鈕可切斷設備電源，停止所有設備工作
3）急停
工作過程中如果發生意外情況，可按此按鈕終止當前操作，意外情況發生啟動此按鈕使設備停止工作。
4）手動/自動
用于手動模式和自動模式的切換，手動模式時可以單獨進行排氣，高壓泵啟，高壓泵停，卸壓閥開，卸壓閥關，量杯排水，量杯補水等操作。自動模式只能進行用于計算機自動水壓試壓狀態。
5）打壓自動啟
當手動/自動按鈕在手動狀態，控制計算機設置好試驗壓力和保壓參數后，按下此按鈕可啟動控制系統對水套中的氣瓶進行升壓、保壓和卸壓整個過程的水壓試驗。
6）打壓自動停
在自動模式下停止裝置正在進行的氣瓶水壓試驗。如無特殊情況發生，氣瓶壓力測試自動完成，無需用此按鈕停止當前操作。
7）排氣
在設備管路中可能存在氣泡，氣泡的存在將嚴重影響試驗排水量測試的精度。在氣瓶水壓試驗前，必須將管路中的氣體排出，按一次此按鈕即可對管路系統中存在的氣泡進行排氣處理，并試量杯中的水位設置為用于水壓試驗的合適位置。也可使用量杯排水，量杯補水按鈕先后多次操作完成管路氣體排出
8）水套選擇
用于工作水套的選擇，一定要在氣瓶試驗水壓試驗前選擇正確工作水套。
9）高壓泵啟
在手動模式下，按下此按鈕可啟動高壓泵工作。
10）高壓泵停
在手動模式下，按下此按鈕可停止高壓泵工作。
11）高壓泵進水開/關
高壓泵進水開/關轉換開關用于切斷或接通高壓泵的水源。在設備工作前必須以手動方式將此開關切換到打開狀態，設備停用時應將此開關切換到關閉狀態，切斷高壓泵水源。
12）卸壓閥開
按下此按鈕可在手動模式和自動模式卸掉高壓管路壓力。
13）卸壓閥關
按下此按鈕可在手動模式和自動模式用于關閉卸壓閥。一般在手動升壓時要先關閉卸壓閥。
14）量杯排水
在手動模式排出量杯內的水，使之設置到需要的水位。
15）量杯補水
在手動模式給量杯內的補水，使之設置到需要的水位。
16）風扇啟動開/關
在需要的情況下，開啟此按鈕可啟動風扇對控制柜進行降溫。此按鈕一般處于關閉狀態。
3、監控軟件使用
監控軟件采用CVI C++、VB語言混合編程，可以運行于WSindows XP/Windows 2000或Windows 2003操作系統和網絡環境。PLC控制部分采用PLC語言編制。如果監控軟件如果不安裝在控制計算機上，與控制相關的模塊（如標準瓶水壓試驗、氣瓶水壓試驗、壓力表標定和手動試壓參數設定模塊）不能運行。
為了在網絡節點計算機上運行監控軟件，此計算機必須設置為有訪問控制計算機的權限。登陸到控制計算機后安裝監控軟件即可運行。
監控軟件的文件名為OutMeasure., 安裝完成后請將控制計算機上監控軟件安裝目錄中的data 、試驗報告二目錄和此目錄.
對不同的控制計算機運行環境，用戶可能需要修改第一行參數，一般在控制計算機上運行監控軟件可用計算機名稱，在網絡節點計算機上行監控軟件需要用用控制計算機的IP地址，因為控制計算機沒有安裝域名解釋器。修改IN.txt內容后在下次系統啟動時生效。
啟動監控軟件，水壓試驗監控系統啟動后如下圖所示

監控軟件包括：
A、系統參數設置菜單包括：系統參數設置、PLC參數設置、手動水壓測試。
1、系統參數設置用于選擇監控試驗裝置參數，如下圖所示。

水壓試驗設備號：此參數有設備供應商提供。
單位名稱（中文）：用戶單位名稱，此參數在打印測試報告中使用。
單位名稱（英文）：用戶單位名稱，此參數在打印測試報告中使用。
壓力表編號（Psi）：此參數有設備供應商提供，在標準瓶測試報告中使用。
壓力表編號（Mpa）：此參數有設備供應商提供，在標準瓶測試報告中使用。
校驗瓶編號：此參數在輸出標準瓶測試報告中使用
氣瓶稱重方式：可選擇手動或自動。手動方式下氣瓶重量數據友人工輸入，自動方式下氣瓶重量可由計算機采集。具體方法見氣瓶稱重模塊。
運行時在下方表格中顯示現有的水壓試驗設備此地設備號和單位名。每一行存放一臺設備。用鼠標點擊指定行，當前選擇行參數會顯示在上方參數表中，用戶可以修改其中的參賽，按<保存參數>按鈕即可保存此次修改的參數。按<刪除參數>按鈕將數據庫中指定的記錄。按<退出>按鈕即可退出此模塊。注意:當水壓試驗設備號參數在數據庫中不存在時，系統將自動增加一條記錄。
水壓試驗結束不關閉電子稱水閥：如果選√在水壓試驗結束后不關閉電子稱進水閥，此時水套中的水與電子稱的水杯連通，在打開水套蓋時可能出現電子稱的水杯中的水位發生變化。如果不選√，在打開水套蓋時電子稱的水杯中的水位不會發生變化，在水壓試驗時系統會自動打開此閥，但可能影響試驗曲線。
水壓試驗開始檢查電子稱水位：如果選√在水壓試驗開始時，系統會自動檢測電子稱的水杯的水位，如發現水位不站起會自動補水。如果不選√，系統在水壓試驗時不對電子稱水位進行檢測。
保存參數按鈕：用戶修改了系統參數后可按次按鈕保存修改的參數。
刪除參數按鈕：如果有二條以上系統參數，用戶可以刪除選定的記錄進行刪除，記錄刪除后將不能恢復！
備份數據庫按鈕：按次按鈕可將系統數據庫備份到D:\氣瓶水壓試驗文件中，在需要時可以用次備份文件將系統數據庫恢復到備份狀態。具體恢復步驟可參見Microsoft SQL用戶手冊或附錄相關內容。
2、PLC參數設置:
當用戶進行PLC參數設置時，需要在控制計算機上設定試驗壓力和保壓時間參數如下圖:

3、手動試壓參數設置模塊:
當用戶進行手動試壓時，需要在控制計算機上設定試驗壓力和保壓時間
參數。手動試壓參數設置模塊可以設置試驗壓力和保壓時間，此外此模塊可用于測試裝置地區狀態下量杯水位和系統壓力值。
啟動此模塊前，請檢查:裝置工作方式應在手動方式。
進入此模塊后顯示如下圖：

設定好試驗壓力和保壓時間參數后按確定按鈕，然后按打壓自動啟按鈕。
裝置會自動啟動開始試壓，直到指定壓力后關閉壓力泵進入保壓過程，達到設定的保壓時間后自動開啟卸壓閥，完成試壓過程。
按測試按鈕，可以讀取當前裝置的壓力和量杯中的水量值。
B、標準瓶水壓試驗菜單
標準瓶水壓試驗包括水壓試驗和水壓試驗報告二個模塊，供對氣瓶進行標準瓶測試時使用。
1、水壓試驗模塊
按GB/T9251 1997規定：采用外測法進行水壓試驗時，試驗裝置的停用時間大于2小時重新使用需要校驗試驗裝置。本模塊設計用于
GB/T9251 1997規定，采用外測法進行水壓試驗中試驗裝置需要進行校驗時需要用標準瓶對裝置進行測試。測試結果必須滿足:
a）全變形容積相對誤差不大于±1％；
b）標準瓶在校驗壓力下實測容積殘余變形值為零
按以上規定本裝置的監控軟件專門設置了標準瓶試壓模塊。
用戶在需要時 可運行此模塊對試驗裝置進行校核。
模塊啟動該模塊后如下圖所示

在設定試驗壓力顯示的是標準瓶提供的測試參數，在下拉框中選定試驗壓力后，再按設置參數，按<開始測試>按鈕即可對標準瓶進行水壓試驗。設備代碼具體表示是哪一個水套。用戶可以選擇動態顯示壓力/排水量曲線、時間/排水量曲線和時間/壓力曲線。測試完成后會顯示實測壓力、實測最大變形量和實測最小變形量值。
2、測試報告模塊
在需要輸出標準瓶測試報告時�？蛇x擇測試報告模塊，測試報告模塊啟動后見下圖：

為了得到指定日期的測試報告，先在下拉框中選擇測試日期。選中測試日期后，在下方表中可看見當天測試的數據，用鼠標單擊表格中的指定行，在下方參數表中顯示選中測試參數，此數據會填在測試報告中。按<輸出報告>按鈕輸出標準瓶測試報告。
標準瓶測試報告輸出時會在Excel中顯示報告內容，用戶可以選擇測試報告存入指定的目錄或直接在打印機輸出。。
按“退出”按鈕可以回到標準瓶測試模塊。C、氣瓶水壓試驗菜單
氣瓶水壓試驗菜單下有參數設置、容積測試、水壓試驗、水壓試驗結果和水壓試驗報告5個模塊供對氣瓶進行水壓試驗時使用。

1、參數設置
啟動參數模設置模塊后如下圖所示

產品名稱：每一批試壓氣瓶的產品名稱不能相同
產品批號: 每一批試壓氣瓶的產品批號不能相同。
產品型號: 每一批試壓氣瓶的產品型號不能相同。
空瓶最小重量：氣瓶最小重量，此參數在氣瓶稱重時檢查，當被測試的氣瓶空瓶重量小于此值時，被判為空重不合格。
容積最小值：在氣瓶稱重時，當氣瓶瓶加水重量－空瓶重量小于此值時被判為容積不合格。
變形率最大值：水壓試驗時實測變形率大于此值，被判為容積不合格。
排出水量最大值：用于在氣瓶水壓試驗時設定排出水量上限。排出水量最大值在水壓試驗時就是試壓時氣瓶的體積變化最大值。
水壓試驗次數：在水壓試驗中對某些氣瓶需要進行預試壓（如纏繞瓶），系統可以對一個氣瓶進行最多進行3次試壓。此項可以填1－3。
試驗壓力1：設定第一次水壓試驗的試驗壓力值
保壓時間1：設定第一次水壓試驗的保壓時間值
試驗壓力2：設定第二次水壓試驗的試驗壓力值
保壓時間2：設定第二次水壓試驗的保壓時間值
試驗壓力3：設定第三次水壓試驗的試驗壓力值
保壓時間3：設定第三次水壓試驗的保壓時間值
其他參數在輸出試驗報告中使用。
排出水量最大值還用于設定水壓試驗時顯示動態曲線的Y方向顯示最大值。在氣瓶水壓試驗中，同一產品批號的氣瓶這些試驗參數是一樣的，對同一產品批號氣瓶進行水壓試驗，此參數一般只需要輸入一次即可。
在下方每一行顯示一個產品批號的數據。操作中用鼠標點擊下方的指定行，下上方會顯示次產品批號的詳細參數，用戶可以按需要修改其中任一參數，按<保存參數>按鈕即可保存此次修改的參數。按<刪除參數>按鈕將數據庫中指定的記錄。
注意：1、如果用戶輸入的參數中產品批號在數據庫中不存在，系統會認為此次輸入的是一個新的產品批號，將自動增加一條新的記錄。
2、在以后的水壓試驗和輸出水壓試驗報告時將針對此產品批號進行處理。
3、下次系統啟動如不進入此模塊對參數進行選擇，將使用本次設定的產品批號為水壓試驗和水壓試驗報告的產品批號。
2、氣瓶稱重
容積測試模塊用于處理氣瓶的空重和瓶加水重量、計算氣瓶的容積。
如有稱重電子稱請在啟動水壓試驗模塊前先檢查稱重電子稱的連接情況。啟動后如下圖所示：
圖 3－4
上圖中，黑色部分是從產品批號中提出的參數，藍色提示部分是需要輸入的參數。
檢驗號：必須輸入的，在同一產品批號中，檢驗號不能相同。
空瓶重：氣瓶空重如果小于在氣瓶試壓參數中設定的空瓶重量值，系統判為此瓶空重不合格，本次輸入數據不能保存。
瓶加水重：輸入氣瓶加水重量.。
容積：輸入完空瓶重和瓶加水重后，容積欄會自動計算出，當此值小于在氣瓶試壓參數中設定容積值，系統判為此容積不合格，本次輸入數據不能保存。
在系統參數設置中如果選擇了稱重方式為自動，空瓶重和瓶加水重二欄前面的○是綠色的，表示按此○即可獲得空瓶重和瓶加水重。如果在系統參數設置中選擇稱重方式為手動，空瓶重和瓶加水重二欄前面的○顏色與背景色同，此時可以用鍵盤輸入空瓶重和瓶加水重。
在容積測試模塊中有輸入、修改和刪除三種操作模式，默認是輸入模式。用戶可以在此模式下輸入氣瓶的檢驗號、空瓶重，按<確定>按鈕可將輸入的數據存入數據庫。
在修改、刪除模式下，用戶用鼠標點擊下方表格中的指定行，會將此檢驗號氣瓶的參數填入上方的參數表中，用戶修改其中數據后按<確定>按鈕可將修改的數據存入數據庫，如在刪除模式下按<確定>按鈕，將刪除在用戶指定的數據。
3、水壓試驗
水壓試驗模塊用與對氣瓶進行水壓試驗，按GB/T9251 1997規定：采用外測法進行水壓試驗時，試驗裝置的停用時間大于2小時重新使用需要校驗試驗裝置。水壓試驗模塊啟動后如下圖：

水壓試驗模塊啟動時會根據水壓試驗參數模塊設定的值，選擇要試壓的氣瓶產品批號，在屏幕右方將按氣瓶稱重后次序顯示出已稱重的此批號氣瓶的檢驗號藍色表示此檢驗號氣瓶是本次要試壓的氣瓶。
用戶可以用鼠標點擊表中任一行首列位置，選擇其他檢驗號氣瓶進行本次試壓。選定要試壓的氣瓶檢驗號后，在屏幕上方位置將顯示此檢驗哈怕氣瓶的相關參數，供用戶參考。其中全膨脹量、永久膨脹量和變形率在水壓試壓完成后會自動計算填入。
保壓時間和水壓試驗壓力參數。這些參數在水壓試驗參數模塊中設定，一般對每一個不同的批號產品先進行試驗。
試驗壓力：設定水壓試驗的試驗壓力值
每秒采樣次數：設定每秒要保存數據的次數。每秒采樣次數一般取1－3次。
升壓過程需要的時間取決與升壓泵的性能、升壓氣壓的大小、測試氣瓶的材料和體積等因數，保壓過程一般為30秒，卸壓全過程一般10～15秒。
試壓時間最大值的大小直接關系到水壓試驗裝置的測試效率，此值較小每小時可完成試壓的氣瓶數量會增加。
排出水量最大值和試壓時間最大值還與壓力/排水量曲線、時間/排水量曲線和時間/壓力曲線圖的坐標設置有關。
檢查確定試壓參數正確無誤后，將稱完重的氣瓶安裝到水套中，排除水套中的氣泡，用鼠標點擊○按鈕，監控模塊會自動啟動高壓泵開始升壓、到設定的最高壓力后關閉高壓閥。按設定的時間進行保壓，然后打開卸壓閥，完成試驗全過程。
在此過程中監控系統會自動測試試驗過程中的排水量和壓力變化，以圖形方式動態顯示時間、排水量和壓力的曲線圖，用戶可以選擇動態顯示壓力/排水量曲線、時間/排水量曲線和時間/壓力曲線。水壓試驗完成后系統將被測氣瓶的全膨脹量、永久膨脹量和變形率顯示出來。用戶可以按<保存試驗參數>按鈕將此氣瓶水壓試驗數據存入數據庫。
4、水壓試驗報告
水壓試驗報告模塊啟動后如下圖所示：

圖 3－5
為了輸出水壓試驗報告，啟動此模塊后需要在日期下拉框中選擇起始日期和終止日期，這表示要處理哪一個時間段的氣瓶，在右邊列表中會顯示這段時間試驗過的氣瓶的批號，在下部選擇是否處理全部記錄或只處理合格記錄。選中要處理的氣瓶批號后會在圖3－5上部顯示這一批號氣瓶的產品名稱、批號、試驗壓力等參數。按查詢按鈕，在表格中即可顯示出結果。
表格中第一列顯示測試結果，在輸出試驗報告中此列不會出現。有時某個氣瓶雖然通過了水壓試驗測試，但其他測試不合格。如要排除此行在最終試驗報告中出現，可在指定行的合格位置用鼠標左鍵單擊此項，此項將由合格變為不合格，再在此項位置用鼠標左鍵單擊可以變不合格為合格。對于此列為不合格的行在輸出試驗報告中可以選擇不出現。
完成選擇后按打印輸出按鈕即可輸出水壓試驗報告。水壓試驗報告后會在屏幕下方提示報告的輸出文件名和詳細存放路徑。
程序中設計了二種輸出報告格式，打印輸出前可點擊報表格式藍進行選擇。報告每頁40行，如處理的氣瓶數量超出此頁，會自動存放到下一頁，用戶核對無誤后即可打印輸出。