根據(jù)ZBS-800 型插板閥的組成以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以采用檢測(cè)真空閥門(mén)閥板位移、閥門(mén)開(kāi)啟以及關(guān)閉過(guò)程的聲音、閥門(mén)開(kāi)啟以及關(guān)閉所需時(shí)間相互結(jié)合的方法對(duì)閥門(mén)的工作狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
2.1、閥門(mén)密封閥板的位移
激光位移傳感器是可以進(jìn)行非接觸位置、位移測(cè)量的精密傳感器，在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、空間技術(shù)、國(guó)防等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，我們選用激光三角測(cè)量法傳感器對(duì)閥門(mén)密封閥板的位移進(jìn)行測(cè)量，激光三角測(cè)量法原理如圖2 所示，激光發(fā)射器通過(guò)鏡頭將可見(jiàn)紅色激光射向被測(cè)物體表面，經(jīng)物體反射的激光通過(guò)接收器鏡頭，被內(nèi)部的CCD 線性相機(jī)接收，根據(jù)不同的距離，CCD 線性相機(jī)可以在不同的角度下“看見(jiàn)”這個(gè)光點(diǎn)，然后根據(jù)這個(gè)角度及已知的激光和相機(jī)之間的距離，數(shù)字信號(hào)處理器就能計(jì)算出傳感器和被測(cè)物體之間的距離。
將上述位移傳感器安裝到閥座內(nèi)壁上，安裝時(shí)應(yīng)保證傳感器的激光發(fā)射器、接收元件表面與閥門(mén)密封閥板表面平行；傳感器與閥座之間固定可靠；傳感器的激光發(fā)射器、接收元件表面與密封閥板的距離(閥門(mén)關(guān)閉、未*關(guān)閉狀態(tài)下)均應(yīng)在量程范圍之內(nèi)，具體安裝位置如圖3 所示。
監(jiān)測(cè)密封閥板在每次閥門(mén)開(kāi)啟以及關(guān)閉時(shí)相對(duì)于基準(zhǔn)位置(閥座上的固定位置)的位移量即可以進(jìn)行閥門(mén)內(nèi)部易損件—密封閥板密封圈工作狀態(tài)的預(yù)測(cè)。閥門(mén)關(guān)閉到位時(shí)刻，密封閥板表面到基準(zhǔn)位置的距離是一個(gè)定值，如果這個(gè)定值在某次閥門(mén)關(guān)閉到位后減小，就能夠說(shuō)明密封圈的性質(zhì)(硬度降低)已經(jīng)發(fā)生了變化，應(yīng)當(dāng)引起我們的足夠重視。
2.2、閥門(mén)開(kāi)啟以及關(guān)閉過(guò)程的聲音
插板閥在開(kāi)啟以及關(guān)閉過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生很大的聲響，尤其是在關(guān)閉到位時(shí)刻，聲音達(dá)到大，在閥門(mén)附近的控制箱側(cè)面安裝一個(gè)聲音傳感器，如圖4所示，可以對(duì)閥門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉全過(guò)程的聲音進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
閥門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉過(guò)程聲音的監(jiān)測(cè)只能作為閥門(mén)是否關(guān)閉到位一個(gè)方面的判據(jù)，因此，考慮將閥門(mén)位移以及聲音的監(jiān)測(cè)結(jié)合起來(lái)，即監(jiān)測(cè)位移的同時(shí)監(jiān)測(cè)聲音，這樣的好處是更加準(zhǔn)確判斷閥門(mén)的狀態(tài)。
2.3、閥門(mén)開(kāi)啟以及關(guān)閉所需的時(shí)間
我們知道，閥門(mén)開(kāi)啟與關(guān)閉時(shí)間不僅與閥門(mén)所處狀態(tài)有關(guān)，還與供氣壓力有關(guān)，因此只有在特定條件下得出的開(kāi)啟與關(guān)閉時(shí)間才有可比性。由于Φ800 閥門(mén)的實(shí)際關(guān)閉狀態(tài)是在粗抽結(jié)束、高真空系統(tǒng)開(kāi)啟之前，其關(guān)閉時(shí)處于真空狀態(tài)，因此搭建了如圖5 所示的測(cè)試系統(tǒng)。
閥門(mén)閥座兩邊用兩個(gè)法蘭形成密封空間，使用旋片泵、分子泵機(jī)組對(duì)其進(jìn)行抽空，當(dāng)密封空間真空度優(yōu)于1 Pa 后，對(duì)Φ800 閥門(mén)進(jìn)行多次開(kāi)關(guān)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)供氣壓力越高，閥門(mén)開(kāi)啟與關(guān)閉的時(shí)間越短，閥門(mén)開(kāi)啟與關(guān)閉時(shí)的振動(dòng)沖擊(通過(guò)聲音傳感器測(cè)量聲音信號(hào)體現(xiàn))越大，技術(shù)人員通過(guò)多次試驗(yàn)，終得出供氣壓力為0.6 MPa 時(shí)，既可以保證閥門(mén)開(kāi)啟與關(guān)閉的時(shí)間不長(zhǎng)，又可以保證開(kāi)啟與關(guān)閉的振動(dòng)沖擊不大。
閥門(mén)開(kāi)啟與關(guān)閉供氣壓力確定后， 進(jìn)行0.6 MPa 供氣壓力下的開(kāi)、關(guān)時(shí)間測(cè)試，對(duì)Φ800閥門(mén)進(jìn)行多次開(kāi)關(guān)測(cè)試，開(kāi)閥時(shí)間在17.6 ~18.9 s之間，關(guān)閥時(shí)間在46.7 ~48.1 s 之間。
綜上，閥門(mén)在供氣壓力為0.6 MPa 的狀態(tài)下開(kāi)啟時(shí)間以及關(guān)閉時(shí)間會(huì)是兩個(gè)相對(duì)固定的值，記錄供氣壓力為定值時(shí)，閥門(mén)每次開(kāi)啟以及關(guān)閉的時(shí)間，會(huì)對(duì)閥門(mén)的工作狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。例如，若閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間與之前比過(guò)長(zhǎng)，那么可以推斷閥門(mén)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或者閥門(mén)閥板組件的脹緊過(guò)程遇到阻力，這種阻力可能來(lái)自驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或者脹緊滾珠，因此，閥門(mén)一旦出現(xiàn)關(guān)閉時(shí)間變長(zhǎng)，應(yīng)當(dāng)引起我們的足夠重視，在其內(nèi)部性能沒(méi)有惡化前，將閥門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連同閥板一起吊出，進(jìn)行維護(hù)，以便下次熱試驗(yàn)前達(dá)到佳工作狀態(tài)。
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