衛(wèi)生潔具耐急冷急熱性能檢測裝置的研制

袁芳麗 梁柏清

摘 要：歐盟洗面器、洗滌槽、浴缸、淋浴底盤標(biāo)準(zhǔn)均要求檢測，其耐急冷急熱性，以評估產(chǎn)品抵抗溫度突變的能力。本檢測裝置圍繞該項(xiàng)檢測涉及的溫度、流量、循環(huán)次數(shù)等參數(shù)，可滿足不同類型衛(wèi)生潔具產(chǎn)品耐急冷急熱性能的自動檢測，且實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)利用，填補(bǔ)了國內(nèi)衛(wèi)生潔具在該項(xiàng)檢測上的空白。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)生潔具；耐急冷急熱性；檢測裝置

1 引言

衛(wèi)生潔具在使用過程中，經(jīng)常會受到冷熱水的沖擊，長久的沖擊可能導(dǎo)致產(chǎn)品表面產(chǎn)生微裂紋等缺陷，影響其使用，甚至?xí)甬a(chǎn)品炸裂，嚴(yán)重威脅使用者的安全。目前，我國國家標(biāo)準(zhǔn)對該項(xiàng)性能沒有相關(guān)的要求，而歐盟洗面器、洗滌槽、浴缸、淋浴底盤標(biāo)準(zhǔn)均要求檢測其耐急冷急熱的性能，且不同類型的產(chǎn)品檢測時(shí)，其溫度、流量、試驗(yàn)次數(shù)不同。

我國是衛(wèi)生潔具的生產(chǎn)和出口大國。根據(jù)中國建筑衛(wèi)生陶瓷協(xié)會提供的數(shù)據(jù)顯示，2012年，全國衛(wèi)生潔具類產(chǎn)品出口金額近77億美元，增速比2011年高出3%，達(dá)到17.75%。因此，研制出一套滿足不同標(biāo)準(zhǔn)要求的衛(wèi)生潔具耐急冷急熱性的檢測裝置，有效地評估我國衛(wèi)生潔具耐急冷急熱性能，顯得尤為重要。

2 衛(wèi)生潔具的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

歐盟標(biāo)準(zhǔn)中涉及衛(wèi)生潔具耐急冷急熱性能檢測的標(biāo)準(zhǔn)有EN 14516：2006+A1：2010、EN13310：2003、EN 14688：2006、EN 14527：2006+A1：2010，其主要參數(shù)見表1。

3 檢測裝置設(shè)計(jì)

3.1 檢測裝置主要組成和布局

衛(wèi)生潔具耐急冷急熱性能檢測裝置是模擬產(chǎn)品在實(shí)際使用條件下，對各種產(chǎn)品，如浴缸、洗手盆、洗滌槽、淋浴底盤等進(jìn)行冷、熱沖擊試驗(yàn)，其重現(xiàn)了產(chǎn)品的實(shí)際使用的過程。該套裝置采用模塊化、柔性化和人工智能化設(shè)計(jì)，主要組成部分有采集及控制系統(tǒng)、裝夾試驗(yàn)臺（3工位）、水路系統(tǒng)（含加熱制冷系統(tǒng)）、氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、軟件系統(tǒng)等，其布局見圖1。

3.2 檢測裝置硬件

（1） 采集及控制系統(tǒng)

采用PLC作為檢測裝置的下位機(jī)，對整個(gè)檢測過程進(jìn)行控制。PLC采用SIEMENS公司的S7-200控制器，以保證檢測精度和穩(wěn)定性。同時(shí)，采用觸摸屏顯示界面，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)要求，對試驗(yàn)次數(shù)、壓力、流量、時(shí)間等有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

（2） 裝夾試驗(yàn)臺

裝夾試驗(yàn)臺主要由操作臺、上下水、裝夾具、閥門、管道執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在相應(yīng)工位上的安裝，進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)。根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格、安裝條件設(shè)置不同的測試平臺，共有3個(gè)工位，工位二和工位三用于洗手盆、洗滌槽測試，工位一用于淋浴底盤、浴缸測試。測試平臺采用流水線排列模式，可以同時(shí)檢測多個(gè)產(chǎn)品，提高工作效率。

（3） 水路系統(tǒng)

水路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水循環(huán)利用，主要由水泵、冷熱貯水箱、加熱系統(tǒng)（鍋爐加熱）、制冷系統(tǒng)（制冷機(jī)組）、壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、管道及閥等組成。水路系統(tǒng)采用了獨(dú)立式泵房設(shè)計(jì)，既可有效地隔離加熱制冷過程中產(chǎn)生的噪音和熱量，又能方便管道鋪設(shè)和制冷機(jī)組、加熱系統(tǒng)的布局，使得整個(gè)系統(tǒng)安全方便、整潔大方。

3.3 檢測裝置軟件

下位機(jī)軟件主要完成數(shù)據(jù)采集（開關(guān)及模擬量）、數(shù)據(jù)通信與處理、手動與自動控制等功能。上位機(jī)軟件，主要完成數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)處理、參數(shù)設(shè)置，并按標(biāo)準(zhǔn)要求編制耐急冷急熱性能的檢驗(yàn)工藝與檢驗(yàn)項(xiàng)目，提供良好的人機(jī)界面，便于操作和觀察等功能。在主界面中用戶可以選擇產(chǎn)品類型，系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品類型進(jìn)入不同產(chǎn)品的操作界面，主界面中點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置”可以設(shè)置檢測流量、溫度、時(shí)間和次數(shù)。在操作界面中對其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。檢測裝置系統(tǒng)主界面和操作界面見圖2和圖3。

4 結(jié)語

基于PLC控制方案的衛(wèi)生潔具耐急冷急熱性能檢測裝置，具有較好的人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)了檢測的自動化，保證了檢測的精度。同時(shí)，水循環(huán)利用節(jié)約了水資源，填補(bǔ)了國內(nèi)衛(wèi)生潔具在該項(xiàng)檢測上的空白，可廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生潔具生產(chǎn)企業(yè)和實(shí)驗(yàn)室。

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