輸膠喉管電氣連接可靠性測試的研究

（福建信息職業(yè)技術學院 福建 福州 350003）

熱熔膠機主要是用來熱熔膠噴膠，目前已應用于多種行業(yè)。熱熔膠首先在熔缸中加熱，并通過一定的加壓裝置送入輸膠喉管，再傳送至槍體中，最終通過電磁閥控制壓縮空氣控制施膠，因此膠的傳送路徑輸膠喉管、槍體均需要加熱，這兩個部件內(nèi)部均需要加裝感溫元件和加熱元件，為便于使用，目前都使用可拔插的航空插頭作為熱熔膠機主機、輸膠喉管、槍體三者間的電氣連接元件。但是通過對多年來的設備故障統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，輸膠喉管兩端的航空插頭連接處成為最容易出現(xiàn)的故障之一，生產(chǎn)現(xiàn)場表現(xiàn)為溫度值跳動、不加熱、控溫不穩(wěn)，連鎖反應可能表現(xiàn)為爆管，嚴重影響生產(chǎn)效益。

1.輸膠喉管電氣連接可靠性測試裝置存在的問題

目前在熱熔膠噴涂設備制造領域，還沒有一種有效的檢測設備可以檢測并避免這類故障發(fā)生，設備制造廠家一般在出廠前對輸膠喉管進行一定的預加熱測試，這種方法雖然可以一定程度上減少了此類故障的發(fā)生，但對于內(nèi)部虛焊或者焊接不良的問題無法完全排除，此類問題往往是經(jīng)過運輸搬運、安裝挪動后故障才表現(xiàn)出來，造成停產(chǎn)。總之，僅使用上電預加熱進行出廠檢驗的方式存在以下幾個弊端：

（1）無法對輸膠喉管兩端的航空插頭連接處的接觸電阻進行測量，只能測出電氣回路“通”或者“不通”，而當該處處于虛焊的情況時，由于連接電阻被加入溫度傳感器的測量回路而造成溫度值跳動。

（2）無法對輸膠喉管兩端的航空插頭連接質(zhì)量進行數(shù)據(jù)評估，因而無法形成可供長期使用的合格品檢驗數(shù)據(jù)標準。

（3）檢驗效率低。使用上電預加熱的方法需要將輸膠喉管逐根加熱檢驗，不僅效率低下，而且由于輸膠喉管一般功率較大，這種測試方法也將浪費較多的電能。

針對以上缺點，本文提供一種能夠快速檢測輸膠喉管電氣連接可靠性的測試裝置，并且該裝置還可以針對一定數(shù)量合格品與不合格品的測試進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從而形成可供長期使用的合格品檢驗數(shù)據(jù)標準。

2.快速檢測輸膠喉管電氣連接可靠性的裝置

針對以上缺點，本文提供一種能夠快速檢測輸膠喉管電氣連接可靠性的測試裝置，并且該裝置還可以針對一定數(shù)量合格品與不合格品的測試進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從而形成可供長期使用的合格品檢驗數(shù)據(jù)標準。

2.1 用戶的二次儀表對感溫元件檢測的原理框圖

圖1 用戶二次儀表對感溫元件檢測的原理框圖

如圖1所示，用戶的二次儀表對感溫元件RZ進行測量時，使用航空插頭進行連接，各種引線電阻、接觸電阻、材料電阻將必然被加入測量環(huán)節(jié)中，當接觸良好時，由于這部分值相對于RZ較小則可以忽略不計，但是當接觸不良、線路虛焊時，將導致二次儀表檢測RZ時發(fā)生溫度值跳變等情況。

2.2 測試電路原理框圖

如圖2所示，為本文所述的輸膠喉管電氣連接可靠性測試裝置的整體框圖，主要由CPU（1）、可控恒流輸出單元（2）、高精度電壓測量單元（3）、高精度電壓測量單元（4）共4個部分組成，各個部分內(nèi)部均使用光電隔離元件進行信號隔離。其特征在于，控恒流輸出單元（2）、高精度電壓測量單元（3）、高精度電壓測量單元（4）分別與CPU（1）連接，CPU（1）根據(jù)用戶元件的大小控制可控恒流輸出單元（2）輸出一合適的測試恒流電流流經(jīng)用戶元件和引線電阻、接觸電阻以及材料電阻，并在引線電阻、接觸電阻以及材料電阻上產(chǎn)生電壓降，通過精密電壓測量單元測量引線電阻、接觸電阻以及材料電阻的電壓降即可得出引線電阻、接觸電阻以及材料電阻的大小。

圖2 測試電路原理框圖

2.3 測試原理圖

本文所述裝置測試原理如圖3所示，R1/R2代表各引線電阻、接觸電阻、材料電阻的總和值，恒流源A代表圖2所述的可控恒流輸出單元（2），V1代表圖2所述的高精度電壓測量單元（3），V2代表圖2所述的高精度電壓測量單元（4），RZ為用戶元件，可為感溫器、加熱器等。

圖3 測試原理圖

CPU（1）根據(jù)用戶元件RZ大小控制可控恒流輸出單元（2）輸出一合適的測試恒流電流，輸出的恒流源以合適的電流值I流經(jīng)R1/RZ/R2，并在R1/R2上產(chǎn)生電壓降，通過精密電壓測量單元V1/V2分別測量這兩個電壓降即可得出連接電阻R1/R2的大小。

可控恒流輸出單元（2）的具體電路如圖4所示，分成光電隔離部分、D/A部分、V/I變換部分，其中V/I變換部分同時兼具信號放大及輸出保護等。D/A部分采用D/A芯片，光電隔離部分中采用了多組光電隔離器以便隔離CPU(1)和D/A芯片間的邏輯信號，每組光電隔離器的輸入正端接一限流電阻至驅(qū)動電源+Vb(該電源與CPU供電電源一致)，光電隔離器輸入負端接CPU(1)控制引腳，光電隔離器輸出發(fā)射極接D/A部分的公共地，集電極接一上拉電阻至+Vd，同時接D/A芯片對應的邏輯控制引腳。D/A芯片的模擬量輸出端接運算放大器A1的輸入+端，A1的輸入-端與輸出端相接組成跟隨器輸出后接 R3，R3的另外一端接運放A2的輸入-端，運放A2的輸入正端接于固定的參考電源，同時運放A2的輸入負端與輸出端接一電阻R4，運放A2的輸出端接電阻R5，R5的另外一端接運放A3的輸入+端，運放A3的輸入-端接電阻R6，R6的另一端接MOS管D1的S端，MOS管D1的S端同時接電阻R7，R7的另一端接電源+V。MOS管D1的G端接運放A3的輸出端，MOS管D1的D端即為測試恒流電流的輸出端。

圖4 可控恒流輸出單元電路圖

CPU（1）根據(jù)測試需要動態(tài)通過光電隔離部分設置D/A的控制邏輯，使得D/A按要求輸出電壓值，然后通過V/I部分變換成電流輸出，該電流經(jīng)過圖1所示的航空插頭的一端輸入（此時二次儀表脫離），經(jīng)過各引線電阻、焊接電阻、材料電阻、接觸電阻等后至RZ，然后再至航空插頭的另外一端的各引線電阻、焊接電阻、材料電阻、接觸電阻等，然后回到公共地，此時各引線電阻、焊接電阻、材料電阻、接觸電阻等由于此恒流電流流過將產(chǎn)生一電壓值V，通過測量V的大小即可得知這部分電阻的影響程度。

另外，由于采集速度無需太快，高精度電壓測量單元（3）、高精度電壓測量單元（4）可使用現(xiàn)成成熟的24位A/D芯片實現(xiàn)。

3.裝置特點

本文所述的輸膠喉管電氣連接可靠性測試裝置的特點如下所述：

（1）恒流電流通過喉管航空插頭注入，通過電壓測量單元測量所注入的電流在航空頭連接處產(chǎn)生的壓降來計算連接電阻，有效剔除電氣接觸不良的輸膠喉管。

（2）本裝置的電壓測量單元被分別接于待測回路的兩端。

（3）本裝置主要采用CPU控制D/A變換器以便輸出可調(diào)的恒流電流值，從而可以分別適應感溫元件和加熱元件連接處的測試需要。

（4）本裝置使用多組恒流電流和多組電壓測量單元，即可單次測得多引腳航空插頭的連接電阻。

4.結束語

本文所述的新型輸膠喉管電氣連接可靠性測試裝置，可以有效測量喉管連接處的接觸電阻，避免了虛焊以及可能的不良元器件等造成的接觸不良，防止由于此原因造成的二次儀表溫度測量值跳動、控溫不穩(wěn)等，相較于當前其他測試方法，更有測試速度更快、可靠性高的特點。