按钮开关接触可靠性研究及检测设备的实现

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  摘要:随着我国国民经济的发展,电器行业的发展也取得了非常大的进步,人们对于电器的性能要求和安全性要求也在日益增加。按鈕开关作为电器元器件中一种非常重要的控制开关。它能够对电器在实际使用中的安全性起到至关重要的作用。本文主要从按钮开关的可靠性研究入手,实际分析按钮开关失效的因素,然后从各种电器元器件的检测方式入手,改造出一种适合分析按钮开关失效性的具体检测手法,并且对数据进行总结分析,提出建设性的意见和建议,从而促进按钮开关的改进和发展。
  关键词:按钮开关;可靠性分析;检测方法
  中图分类号:G4 文献标识码:A
  现如今人们对于各种设电器的要求在日益增高,这也就促进了电器行业的发展的进步。在各式各样的电器中,一般都是由控制回路控制电器,控制回路中最主要的主令开关就是按钮开关。电气设备和整个控制回路能否正常运行的关键点就在于按钮开关的可靠性,所以按钮开关的质量就成为了电器质量的重心。在实际的生产过程中,不但要测量在常规状态下按钮接触点之间的安全性,更应该测试按钮在各种非常规的状态下能否正常的运行。并且通过的以上两种环境实验结果的分析和总结,可以更好地提升按钮的可靠性。
  一、按钮开关接触可靠性失效因素分析和检测标准
  目前,按钮开关的检测方式并不是非常完善,但继电器和接触器等电器的检测方法相对比较完善,由于两者的核心原理相差不远,可以用继电器等电器的检测方式作为参考,进而发现比较适合按钮开关的合理高效的检测方法。通常的我们以指数分布作为接触按钮电阻失效的分布状态,并且运用失效性等相关标准作为评定按钮开关可靠性的标准。
  在一般情况下,按钮开关的整体部件可以分为三种类型,触头块、操动头和卡装部分,并且对于按钮开关来说,可以利用条理分析故障的方式,分析设备的所有零件的主要功能,这样就可以得出按钮开关的主要失效形式了。还可以将实验得来的按钮开关失效形式的数据导入进计算机当中,并由计算机进行汇总和可行性分析,找出按钮失效方式的比重,找出按钮开关主要的失效点,这样就能针对按钮开关最薄弱的地方进行设计上的优化了[1]。
  二、监测设备的硬件实现
  在硬件方面,能够检测按钮开关失效性的设备有工控机、信号调制电路、电磁阀控制电源、辅助触点检测装置等机械部分。设备整体采用多种控制器集成检测,这样可以保证检测结果的可靠性,减少试验中由设备功能和差异所带来的误差。外围电路采用屏蔽式I/O接线盒,并且结合屏蔽式的电缆,可以把信号传输进数据采集设备,并且由于屏蔽式的特点,可以将信号在传播途径上受到的干扰降到最低。
  在电源方面,可以分为两个部分,第一个连接控制回路和工控机,作为主要的控制负荷开关,并且可以让控制回路根据实际的实验需求进行调节,同时工控机可以检测控制回路的运行,比如再有紧急情况发生时,可以按下紧急停止按钮,工控机会检测信号并且对信号作出回应,工控机会控制检测装置中的回路并且切断电源与控制回路之间的连接;第二个是调整电源,可以单独地为测试辅助触点的电路提供电流,通过仪器内部高精准度的调节电阻来控制需要的额定电流。
  电源和信号调制电路中,辅助触点的测试主要是通过三端稳压模块产生输出电压,并且利用高灵敏度的电阻调节控制元件两端的电势,这样就能让仪器精确地输出稳定的电压。利用二极管和可调节的电阻就能对整个测试信号的电流进行稳压和限流,从而得到稳定的电流输出到测试原件上。在这里要注意的是,需要在范围计算采集到的模拟电压,这就需要对模拟电压进行转换,这样就必须得隔离触点两端电压分压后进入电路,保证信号在采集时的正确性。
  最后,在操作按钮开关检测动作的时候,这里需要注意的是,操动过程是通过气缸实现的,并且将弹性材料安装于气缸推进杆的前端,这样就能保证按钮按下后覆盖设备的时间足够采集装置采集信号的数据并且处理数据。电磁阀通过调节气缸阀和节流阀,可以更好的驱动气缸的操作速度和操动力。
  三、检测设备的软件结构
  对于检测按钮开关设备的软件方面,可以由LabVIEW这款程序开发平台来实现,这款软件可以简化编程的方式,让编程语言能够更加直观地呈现,还可以使用非常多驱动程序的源码,支持非常多种的语言表达方式,能够大大减少编程过程中所遇到的困难[2]。
  对于软件的基本程序编辑可以采用导入设置文件的方式,简单的设置数据的保存方式进和触点的参考电压取值范围。在设备的前置界面中,实验人员可以对实际的实验参数和实验数据进行设置,实验人员可以根据实验的需要,对实验装置的预设次数、操作频率、检测电压、失效等级等实验基本数据进行设置,实验人员设置的参数可以在仪器数据显示区域显示,想要查看其中任意一个通道的详细情况,可以点击屏幕上的通道代号,仪器就会在屏幕上新建一个窗口显示。通过这种显示和查看详细的数据情况的功能,能够增加直观的对检测设备的时效性进行分析,并且还可以暂停操作,来观察当前情况下被检测物件的实际情况。
  并且,出于对实验严谨性的考虑,需要在检测通道其中的三个通道分别设置不同的失效情况,通过实际的测验结果们可以观测的设备对于其他的失效情况能够进行很好的记录。
  结语
  按钮开关是最常见的低压电器元器件,是控制电路中最常用到,也是控制电路中最为重要的元器件,按钮开关的质量如何主要是反映在按钮接触的可靠性上。由于科技的不断进步,我国对于接触器等的接触失效性检测方式已经越发地成熟了,这些仪器的检测方式与按钮开关的检测方式有一定的共通性,可以参照这些仪器的检测方式来检测按钮开关。但是按钮开关还是和这些仪器存在一定的差异,具体的测试步骤和测试方法还需要自己进行合理的规划,本文对于按钮开关的具体检测方式进行了一个简单的介绍,利用LabVIEW软件开发适合用于按钮开关检测的控制程序,有助于丰富现阶段按钮开关检测的方式。这种检测设备在实际的检测当中能够取得非常不错的成果,其实验的数据对于按钮开关的设计和发展能够起到非常重要的作用。
  参考文献
  [1]戴俊雄.轻触按钮开关可靠性试验装置研发[J].机电工程技术,2012,41(2):46—48.
  [2]钟晨,周璐,孙斌.基于虚拟仪器的继电器测试系统开发[J].计量与测试技术,2015,42(11):27—29.
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