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        坐便器水效及后續(xù)水在線檢測系統(tǒng)的研制

        2020-03-18 04:42:38陳仁杰
        建材與裝飾 2020年6期
        關(guān)鍵詞:水效變送器光纖

        陳仁杰

        (南安市質(zhì)量計(jì)量檢測所 福建南安 362300)

        0 引言

        坐便器是生活中的主要用水器具,具有大的節(jié)水潛力?!端?biāo)識(shí)管理辦法》于2018年3月1日起正式實(shí)施;坐便器作為第一類實(shí)施水效標(biāo)識(shí)產(chǎn)品,《坐便器水效標(biāo)識(shí)實(shí)施細(xì)則》于2018年8月1日正式實(shí)施,規(guī)定自該日起進(jìn)口或出廠的坐便器必須粘貼水效標(biāo)識(shí)。針對(duì)坐便器沖洗功能、水效及后續(xù)水檢測,建立了全新坐便器水效及后續(xù)水在線檢測系統(tǒng)。

        1 設(shè)備簡述

        1.1 總體思路

        本系統(tǒng)旨在針對(duì)目前市場中的坐便器水效和后續(xù)水檢測設(shè)備中存在的問題,通過提供較寬的壓力、水量和流量測量范圍,拓展檢測設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品的適用范圍;通過在系統(tǒng)中引入光纖傳感器來提高馬桶后續(xù)水檢測過程中識(shí)別試體通過的靈敏度和準(zhǔn)確性;通過PLC編程結(jié)合氣缸驅(qū)動(dòng)的方式來自動(dòng)控制沖水裝置排水驅(qū)動(dòng),減小人為誤差,提高檢測的科學(xué)性。

        1.2 適用標(biāo)準(zhǔn)

        (1)國家標(biāo)準(zhǔn):

        GB/T 6952—2015《衛(wèi)生陶瓷》;

        GB 25502—2017《坐便器水效限定值及水效等級(jí)》;

        GB 28377—2012《小便器用水效率限定值及用水效率等級(jí)》;

        GB 30717—2014《蹲便器用水效率限定值及用水效率等級(jí)》。

        (2)國外標(biāo)準(zhǔn):

        美系標(biāo)準(zhǔn)(ASMEA112.19.2—2013/CSAB45.1-13《衛(wèi)生潔具》、ASMEA112.19.14-2006《雙檔水裝置的六升水坐便器》);

        澳系標(biāo)準(zhǔn)(AS1172.1-2014《坐便器第一部分:便器》);

        歐系標(biāo)準(zhǔn)(EN997:2012《帶整體存水彎的坐便器》)。

        1.3 使用產(chǎn)品范圍

        坐便器、小便器、蹲便器。

        2 技術(shù)方案

        為解決該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),擬通過圖1所示的技術(shù)路線來實(shí)現(xiàn):

        圖1 技術(shù)路線

        本系統(tǒng)主要通過供水管路控制系統(tǒng)、電氣自控系統(tǒng)和試驗(yàn)工作臺(tái)等三部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及各部分的有機(jī)聯(lián)接,來實(shí)現(xiàn)設(shè)備整體的系統(tǒng)化和自動(dòng)化控制。

        2.1 供水管路控制系統(tǒng)

        主要由儲(chǔ)水罐、水泵、穩(wěn)壓罐、電磁流量計(jì)、壓力變送器、手動(dòng)開關(guān)和出水管通過各種連接件聯(lián)接而成。儲(chǔ)水罐為水泵提供連續(xù)穩(wěn)定的水源,穩(wěn)壓罐平衡供水壓力,使得管路內(nèi)壓力穩(wěn)定的保持恒定值。

        2.2 電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)

        運(yùn)用變送器、PLC和HMI技術(shù),解決對(duì)壓力、流量和水量等數(shù)據(jù)的采集、處理和顯示問題。對(duì)于水壓、流量的連續(xù)無極可調(diào),采用PLC與變頻器相結(jié)合、高精壓力變送器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,通過PLC的PID控制程序,完成對(duì)水流體狀態(tài)的連續(xù)控制。

        2.3 試驗(yàn)工作臺(tái)

        主要由壁掛機(jī)架、工作平臺(tái)、漏斗、紗網(wǎng)抽屜、稱重水箱和電子秤組成。壁掛機(jī)架固定各種壁掛式被測樣品,工作平臺(tái)用于放置落地式被測樣品,漏斗和紗網(wǎng)抽屜及輔助工具用于承接試驗(yàn)介質(zhì),稱重水箱和電子秤用于稱量測試時(shí)的用水量,并通過電氣自控系統(tǒng)在HMI顯示出來。

        3 技術(shù)特點(diǎn)

        3.1 設(shè)備適用范圍較廣

        坐便器相關(guān)國家和國外標(biāo)準(zhǔn)眾多,試驗(yàn)參數(shù)或條件存在一定差異。過去的檢測系統(tǒng)在一定程度上不能覆蓋國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中沖洗功能的主要性能指標(biāo),本系統(tǒng)的研發(fā)拓展了檢測設(shè)備的適應(yīng)性,可適用于馬桶相關(guān)的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中的主要性能指標(biāo)。

        3.2 優(yōu)化了后續(xù)水檢測系統(tǒng)

        傳統(tǒng)后續(xù)水檢測系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)過程中需要人工判斷,存在主觀誤差;需要兩人配合操作,人員成本高等缺點(diǎn)。針對(duì)以上問題,我們對(duì)檢測過程進(jìn)行系統(tǒng)研究分析,首創(chuàng)了采用光纖傳感器的后續(xù)水檢測系統(tǒng)。光纖傳感器是將來自光源的光信號(hào)經(jīng)過光纖送入調(diào)制器,使待測參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后,導(dǎo)致光的光學(xué)的強(qiáng)度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等發(fā)生變化,成為被調(diào)制的信號(hào)源,在經(jīng)過光纖送入光探測器,與設(shè)定光參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,從而判定是否需要輸出信息,由此對(duì)從坐便器沖洗出的示蹤物質(zhì)進(jìn)行判斷和識(shí)別,被識(shí)別的信號(hào)被快速采集到處理器,經(jīng)計(jì)算處理后給出稱量信號(hào)。

        當(dāng)?shù)谝粋€(gè)信號(hào)采集后,進(jìn)行第一次沖水量稱重;當(dāng)?shù)诙€(gè)信號(hào)采集后,進(jìn)行第二次沖水量稱重,同時(shí)覆蓋上次重量信息。以此類推,當(dāng)?shù)谒膫€(gè)信號(hào)出現(xiàn)時(shí),所得到的重量信息即為后續(xù)水量。

        4 結(jié)語

        在我國節(jié)水政策與坐便器的水效標(biāo)識(shí)實(shí)施的大背景下,坐便器水效及后續(xù)水在線檢測系統(tǒng)成功研發(fā)與推廣,順應(yīng)了中國社會(huì)發(fā)展的方向;衛(wèi)生陶瓷行業(yè)著力發(fā)展節(jié)水型產(chǎn)品的關(guān)鍵時(shí)刻,及時(shí)為質(zhì)檢或科研機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)提供可靠的、科學(xué)的檢測設(shè)備,為坐便器水效監(jiān)控提供技術(shù)支持,必然會(huì)對(duì)衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)積極作用。

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