点胶冲击力测量系统介绍

上海冉赛检测技术有限公司

作者：马忠新

介绍：

点胶，是一种工艺，也称施胶、涂胶、灌胶、滴胶等，是把电子胶水、油或者其他液体涂抹、灌封、点滴到产品上，让产品起到黏贴、灌封、绝缘、固定、表面光滑等作用。

现在电子产品点胶过程喷射频率高、使用频率频繁、往往是自动化批量生产，如点胶设备出现异常,产品会出现批量式的质量溢出，验证影响电子产品的加工质量。我司研发了一种基于点胶过程冲击力测量的试验系统，系统可用于在设定预载荷下测量点胶阀的冲击力，并根据客户需求做出性能判断。

设计目标

1、 测量点胶阀活塞的冲击力。

2、 测量点胶阀冲击试验前的初始载荷。

3、 通过软件自动分析峰值偏差与合格判断。

设计原理

测量系统由高速数据采集卡、高频响应冲击力传感器、静载荷传感器、试验框架、台式计算机组成。

设计优点：

1、 可测量压电阀试验过程的初始载荷与冲击载荷。

2、 在测量冲击载荷时，通过锁紧横梁，增加了与活塞冲击部分的刚度，避免了下方静载荷传感器的低刚度、低固有频率对系统冲击载荷测试的耦合影响。

3、 气动锁紧采用平面夹持方式，几乎不会产生横梁的上下移动，定位高。

采集卡：

数据采集：数据采集卡选用进口高速数据采集卡，PCIE高速通讯，2通道模拟输入，用于将传感器的数据转换为数字量并与计算机通讯，实现高速测量，详细信息如下所示：

高速数据采集卡

基于PCI-E的多功能DAQ设备凭借STC3定时和同步技术、基于USB的高性能信号读写、完全重新设计的机械外壳以及多核优化的驱动与应用软件，在性能上达到了一个新的高度。参数如下所示：

1、2路模拟差分输入,1MS/s，16位分辨率

2、4条数字I/O线 (其中8条为1 MHz硬件定时线)

3、1路32位计数器/定时器, 针对PWM、编码器、频率、事件计数

采集卡优点

1、 高采样频率，保证了点胶过程高速运动下采集完整的波形。

2、 采集卡内置了静载荷放大信号调理电路，不受外界工频噪声影响，静载荷传感器零漂、线性度、温飘都可以保证。

3、 外置了冲击力传感器的信号调理模块，可同时测量冲击力与静态载荷。

冲击力传感器：

冲击力传感器采用压电式高频率响应的力传感器，响应频率≥20kHz，保证冲击力测量过程上升时间、频率响应足够，不失真、不削波，准确度可到±1%，传感器量程1kN。

冲击力传感器

 软件：

我司自主开发的冲击测量软件，兼容进口与国产配置的多重硬件，适合不同工况下的冲击力与压力测量，可自动触发与停止，并在与多家公司合作后，听取宝贵意见，不断优化。即可实现触发显示、触发测量，又可通过频谱曲线，分析传感器的响应频率，高效真实，预留DIO接口，可修改软件实现与外部开关信号的控制反馈。软件具有数值显示、曲线显示、数据记录、分析、报表、数据回查功能，可按照客户需求进行定制修改。

测量软件

冲击力测量参数：

传感器准确度在1%，重复性在0.2%，测量量程=量程*（20%-80%）之间，举例，例如测量冲击力的力为1000N，那么测量范围是200-1000N之间，某次试验冲击力显示位置820N，则820N的准确性为820±8.2N，其每次测量的重复性误差为820±1.64N。

采集卡模数转换位数为16位，其满载分辨率2^16=65536码,在1000N下分辨率为1000/65536=0.015N。

静载传感器测量参数：

考虑横梁自重，选择传感器量程为1000N,静载传感器准确度为0.5%,重复性为0.2%，则测量误差=当前测量值*0.5%。

采样性能：

采集卡采样速度为1MHz，1us采集一个点，保证可以测量100kHz的往复运动。

系统测量响应频率：

   传感器固有频率＞40kHz，其测量范围为(40/3)Hz，等于13.3kHz，压电阀往复运动速度在1000Hz以内，其结构为长杆式结构，估算其固有频率在1000Hz以内，传感器固有频率远高于其它结构的频率，使用中不会产生对其它结构固有频率的耦合影响。

使用寿命：

传感器为压电式无源结构，产生微弱的电荷信号进行放大测量，其寿命高，我司可保证传感器与采集卡在无外力损坏情况下，使用寿命达100000次以上。