高真空插板閥工作狀態監測方法

根據ZBS-800 型插板閥的組成以及結構特點，可以采用檢測真空閥門閥板位移、閥門開啟以及關閉過程的聲音、閥門開啟以及關閉所需時間相互結合的方法對閥門的工作狀態進行預測。

 

　　2.1、閥門密封閥板的位移

 

　　激光位移傳感器是可以進行非接觸位置、位移測量的精密傳感器，在科學研究、工業生產、空間技術、國防等領域得到了廣泛應用，我們選用激光三角測量法傳感器對閥門密封閥板的位移進行測量，激光三角測量法原理如圖2 所示，激光發射器通過鏡頭將可見紅色激光射向被測物體表面，經物體反射的激光通過接收器鏡頭，被內部的CCD 線性相機接收，根據不同的距離，CCD 線性相機可以在不同的角度下“看見”這個光點，然后根據這個角度及已知的激光和相機之間的距離，數字信號處理器就能計算出傳感器和被測物體之間的距離。

 

將上述位移傳感器安裝到閥座內壁上，安裝時應保證傳感器的激光發射器、接收元件表面與閥門密封閥板表面平行；傳感器與閥座之間固定可靠；傳感器的激光發射器、接收元件表面與密封閥板的距離(閥門關閉、未*關閉狀態下)均應在量程范圍之內，具體安裝位置如圖3 所示。

 

監測密封閥板在每次閥門開啟以及關閉時相對于基準位置(閥座上的固定位置)的位移量即可以進行閥門內部易損件—密封閥板密封圈工作狀態的預測。閥門關閉到位時刻，密封閥板表面到基準位置的距離是一個定值，如果這個定值在某次閥門關閉到位后減小，就能夠說明密封圈的性質(硬度降低)已經發生了變化，應當引起我們的足夠重視。

 

　　2.2、閥門開啟以及關閉過程的聲音

 

　　插板閥在開啟以及關閉過程中均會產生很大的聲響，尤其是在關閉到位時刻，聲音達到大，在閥門附近的控制箱側面安裝一個聲音傳感器，如圖4所示，可以對閥門開啟、關閉全過程的聲音進行實時監測。

 

閥門開啟、關閉過程聲音的監測只能作為閥門是否關閉到位一個方面的判據，因此，考慮將閥門位移以及聲音的監測結合起來，即監測位移的同時監測聲音，這樣的好處是更加準確判斷閥門的狀態。

 

　　2.3、閥門開啟以及關閉所需的時間

 

　　我們知道，閥門開啟與關閉時間不僅與閥門所處狀態有關，還與供氣壓力有關，因此只有在特定條件下得出的開啟與關閉時間才有可比性。由于Φ800 閥門的實際關閉狀態是在粗抽結束、高真空系統開啟之前，其關閉時處于真空狀態，因此搭建了如圖5 所示的測試系統。

 

　　閥門閥座兩邊用兩個法蘭形成密封空間，使用旋片泵、分子泵機組對其進行抽空，當密封空間真空度優于1 Pa 后，對Φ800 閥門進行多次開關測試，發現供氣壓力越高，閥門開啟與關閉的時間越短，閥門開啟與關閉時的振動沖擊(通過聲音傳感器測量聲音信號體現)越大，技術人員通過多次試驗，終得出供氣壓力為0.6 MPa 時，既可以保證閥門開啟與關閉的時間不長，又可以保證開啟與關閉的振動沖擊不大。

 

閥門開啟與關閉供氣壓力確定后， 進行0.6 MPa 供氣壓力下的開、關時間測試，對Φ800閥門進行多次開關測試，開閥時間在17.6 ~18.9 s之間，關閥時間在46.7 ~48.1 s 之間。

 

　　綜上，閥門在供氣壓力為0.6 MPa 的狀態下開啟時間以及關閉時間會是兩個相對固定的值，記錄供氣壓力為定值時，閥門每次開啟以及關閉的時間，會對閥門的工作狀態進行預測。例如，若閥門關閉時間與之前比過長，那么可以推斷閥門的驅動機構或者閥門閥板組件的脹緊過程遇到阻力，這種阻力可能來自驅動機構或者脹緊滾珠，因此，閥門一旦出現關閉時間變長，應當引起我們的足夠重視，在其內部性能沒有惡化前，將閥門驅動機構連同閥板一起吊出，進行維護，以便下次熱試驗前達到佳工作狀態。