Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị thử kín nước áp dụng cho nhóm trang thiết bị đi kèm người nhái

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO<br /> THIẾT BỊ THỬ KÍN NƯỚC ÁP DỤNG CHO<br /> NHÓM TRANG THIẾT BỊ ĐI KÈM NGƯỜI NHÁI<br /> Đặng Ngọc Tú, Nguyễn Trọng Thắng<br /> Trung tâm Giám định Chất lượng<br /> Cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng/BTTM/Bộ Quốc phòng<br /> Email: dangtu1707@gmail.com, nguyentrongthang1603@gmail.com<br /> <br /> <br /> Tóm tắt: Trong bài báo này, nhóm tác giả trình bày giải pháp thiết kế, phục vụ thử nghiệm rất cao do phải huy động tàu, thuyền và<br /> chế tạo thiết bị thử kín nước đến áp suất 0,7 MPa (tương đương áp số lượng nhân lực lớn.<br /> suất nước ở độ sâu 71,38 mH2O tại 4 °C) để kiểm tra khả năng kín<br /> Vấn đề cấp thiết đặt ra đối với Trung tâm Giám định<br /> nước kết hợp kiểm tra khả năng hoạt động của các thiết bị hoạt động<br /> trong môi trường nước dưới tác động của áp suất. Thiết bị sử dụng Chất lượng/Cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng là phải<br /> các cảm biến để đo áp suất và được vận hành thông qua máy tính có một hệ thống (thiết bị) tạo được áp suất môi trường nước<br /> điều khiển. Thiết bị giúp tiết kiệm chi phí, thời gian, nguồn nhân lực với độ sâu tương ứng để thử nghiệm khả năng kín nước kết<br /> trong việc tổ chức kiểm tra, đánh giá khả năng kín nước cũng như hợp kiểm tra khả năng hoạt động của nhóm các vũ khí, trang<br /> khả năng hoạt động của các thiết bị trong môi trường biển thực tế; bị kỹ thuật khi hoạt động ở môi trường này để đảm bảo đánh<br /> góp phần giúp giám định viên, thử nghiệm viên đánh giá chính xác giá chính xác về chất lượng của vũ khí trang bị, góp phần giúp<br /> chất lượng của nhóm vũ khí trang bị hoạt động trong môi trường<br /> nước; giúp các đơn vị trong Bộ Quốc phòng trong việc khai thác, đơn vị trong việc khai thác, đảm bảo kỹ thuật cho vũ khí trang<br /> đảm bảo kỹ thuật cũng như đảm bảo an toàn cho cán bộ, chiến sỹ khi bị cũng như an toàn cho cán bộ chiến sỹ khi sử dụng nhóm các<br /> sử dụng nhóm vũ khí trang bị này khi làm nhiệm vụ. vũ khí trang bị kỹ thuật này khi làm nhiệm vụ.<br /> Xuất phát từ tất cả những vấn đề đã phân tích ở trên, nhóm<br /> Từ khóa: Kín nước; Tự động; Cảm biến; LabVIEW. tác giả đã thực hiện sáng kiến cải tiến kỹ thuật “Thiết kế, chế<br /> tạo Thiết bị thử kín nước đến áp suất 0,7 MPa tương đương áp<br /> I. GIỚI THIỆU<br /> suất ở độ sâu 71,38 mH2O tại 4 oC”.<br /> Trung tâm Giám định Chất lượng/Cục Tiêu chuẩn - Đo Phần còn lại của bài báo được tổ chức như sau: Trong phần<br /> lường - Chất lượng/Bộ Quốc phòng có chức năng nhiệm vụ II, chúng tôi miêu tả giải pháp kỹ thuật. Phần III đưa ra sơ đồ<br /> trọng tâm là giám định, thẩm định, thử nghiệm chất lượng vũ khối, phần mềm điều khiển của thiết bị. Phần IV cung cấp kết<br /> khí trang bị kỹ thuật, sản phẩm hàng hóa quốc phòng mua quả của các phép đo đã áp dụng chương trình đề xuất. Cuối<br /> sắm, nhập khẩu trong cho các đơn vị trong Quân đội. cùng, chúng tôi kết luận bài báo trong phần V.<br /> Hiện nay Trung tâm Giám định Chất lượng nói riêng và đa<br /> số các cơ sơ đo lường - chất lượng khác nói chung chưa có II. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT<br /> thiết bị kiểm tra, thử nghiệm khả năng kín nước cho các trang Thiết bị thử kín nước TKN-GĐCL-19 tạo ra môi trường<br /> bị chuyên dụng hoạt động ở các độ sâu khác nhau trong môi áp suất nước đến 0,7 MPa (tương đương với áp suất ở độ sâu<br /> trường nước. Đây lại là nhóm hàng hóa rất phổ biến mà các 71,38 mH2O tại 4 oC) để thử nghiệm khả năng kín nước kết<br /> đơn vị như Quân chủng Hải quân, Bộ Tư lệnh Cảnh sát biển, hợp kiểm tra khả năng làm việc của các thiết bị hoạt động<br /> Binh chủng Đặc công mua sắm, nhập khẩu trong các năm gần trong môi trường nước dưới tác động của áp suất.<br /> đây. Nguyên lý áp suất chất lỏng:<br /> Các thiết bị thử kín nước của một số đơn vị trong Quân đội Áp suất thực tế trong môi trường chất lỏng tại điểm (t), có<br /> còn thô sơ, được điều khiển bằng tay, không có chế độ seft- độ sâu h1:<br /> test kiểm tra tính chính xác và ổn định của các đồng hồ hoặc Ptương đối = ρ.g.h<br /> cảm biến đo áp suất, cơ chế an toàn và bảo vệ cho thiết bị còn Trong đó:<br /> hạn chế, có kích thước và khối lượng cồng kềnh không thể cơ P tương đối : Áp suất tương đối tại điểm (t) trong chất lỏng [Pa]<br /> động được và đặc biệt quan trọng là tính năng thử nghiệm ρ : Khối lượng riêng của chất lỏng [kg/m3]<br /> không đáp ứng được các yêu cầu của các trang bị kỹ thuật mua g : Gia tốc trọng trường [m/s2]<br /> sắm, nhập khẩu của các đơn vị. Trong quá trình thử nghiệm h : Chiều cao cột chất lỏng tính từ điểm (t) đến mặt thoáng [m]<br /> thực tế khả năng kín nước của các nhóm trang bị này ở điều Ta có khối lượng riêng của nước là 1.000 kg/m3 tại 4 oC,<br /> kiện thực tế ở cửa sông, ngoài biển phụ thuộc nhiều vào nhiều gia tốc trọng trường theo giá trị tiêu chuẩn bằng 9,8066 m/s2.<br /> yếu tố như: thời tiết, vị trí, độ sâu thực tế và đặc biệt là chi phí<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 68<br />  Từ đó, ta có bảng tính toán giữa áp suất tương đối và độ sâu III. SƠ ĐỒ KHỐI, CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG, PHẦN MỀM<br /> trong môi trường nước tại 4 oC như sau: ĐIỀU KHIỂN<br /> Áp suất tương đối trong Độ sâu cột nước 1. Sơ đồ khối của thiết bị<br /> TT<br /> môi trường nước tại 4 oC tương ứng<br /> 1 0,1 MPa = 100.000 Pa 10,1972 m V1<br /> P1 S1'<br /> 2 V5 V7<br /> 3 1<br /> 2 0,2 MPa = 200.000 Pa 20,3944 m S1 V3 1<br /> V4<br /> 3 B 2<br /> P<br /> <br /> <br /> <br /> 3 0,3 MPa = 300.000 Pa 30,5916 m Si<br /> V6<br /> 4 0,4 MPa = 400.000 Pa 40,7888 m<br /> 5 0,5 MPa = 500.000 Pa 50,9860 m Ghi chú:<br /> 6 0,6 MPa = 600.000 Pa 61,1832 m<br /> BT<br /> BT: Bình thử<br /> <br /> 7 0,7 MPa = 700.000 Pa 71,3804 m B: Nút chặn khí<br /> P: Máy nén khí<br /> Si: Nút giảm thanh<br /> <br /> Thiết bị thử kín nước TKN-GĐCL-19 mô phỏng lại áp suất S1,2: Cảm biến áp suất<br /> S1',2': Cảm biến áp suất (tuỳ chọn thêm)<br /> <br /> tương đối trong môi trường nước để kiểm tra khả năng kín<br /> V1: Van an toàn<br /> V2: Van thoát nước<br /> V3: Van nạp/thoát khí<br /> nước của thiết bị trong bình thử nghiệm theo giải pháp như sau: V4,7: Van điện từ 3/2<br /> V5: Van một chiều khí nén<br /> Theo định luật Pascal: Áp suất chất lỏng do ngoại lực tác V6: Van điều áp<br /> P1: Đồng hồ kim đo áp suất khí nén<br /> dụng lên mặt thoáng được truyền nguyên vẹn tới mọi điểm S2 S2'<br /> <br /> trong lòng chất lỏng; V2<br /> <br /> <br /> <br /> Vận dụng định luật Pascal, trong bình thử nghiệm của Thiết Hình 1. Sơ đồ khối bình thử nghiệm áp suất nước<br /> bị thử kín nước TKN-GĐCL-19 gồm có hai môi chất là nước Nguồn xoay Nguồn<br /> <br /> và không khí, khi nén phần khí ở trong bình làm tăng áp suất chiều<br /> 220 V/50 Hz<br /> một chiều<br /> (+ 12 V, + 24 V)<br /> <br /> khí trong bình đến P khí BTN, khi đó áp suất tại đáy bình sẽ được<br /> <br /> <br /> 220 VAC<br /> xác định theo công thức: Máy tính có<br /> Vi xử lý Cảm biến áp suất<br /> chương trình ADC<br /> P tại đáy BTN = P khí BTN + ρ1.g.h1<br /> 12 VDC<br /> LabVIEW Bo mạch 10 bit<br /> Bo mạch S1,S1',S2,S2'<br /> điều khiển Arduino Arduino<br /> <br /> <br /> <br /> Trong đó: Mức<br /> thấp/<br /> Mức<br /> 24 VDC<br /> <br /> <br /> P tại đáy BTN : Áp suất tại đáy bình thử nghiệm [Pa]<br /> cao<br /> Van điện từ 3/2<br /> V 4, V 7<br /> Hệ thống chuyển 220 VAC<br /> <br /> <br /> Pkhí BTN : Áp suất khí nén trong bình thử nghiệm [Pa] Ghi chú:<br /> <br /> Tín hiệu số<br /> mạch<br /> Relay NO-NC<br /> 12 VDC<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ρ1 : Khối lượng riêng của chất lỏng trong bình thử nghiệm [kg/m3] Tín hiệu tương tự<br /> <br /> Khởi động từ<br /> g : Gia tốc trọng trường [m/s2] Nguồn cung cấp<br /> 220 V/50 Hz<br /> Máy nén khí P<br /> <br /> <br /> h1 : Chiều cao cột nước tính từ mặt thoáng đến đáy bình thử<br /> nghiệm [m] Hình 2. Sơ đồ thiết bị - Phần điều khiển<br /> Áp suất tạo ra tại đáy bình thử nghiệm (P tại đáy BTN) của<br /> Thiết bị thử kín nước TKN-GĐCL-19 chính là áp suất tương Thiết bị bao gồm các khối cơ bản sau:<br /> đối trong môi trường nước cần mô phỏng để kiểm tra khả năng - Máy tính điều khiển;<br /> kín nước của các thiết bị. - Vi mạch điều khiển, hệ thống van khí (được tích hợp trong<br /> Môi chất sử dụng trong bình thử nghiệm của thiết bị thử kín vali kỹ thuật);<br /> nước TKN-GĐCL-19 là nước tinh khiết (khối lượng riêng xấp - Bình thử nghiệm;<br /> xỉ bằng 1.000 kg/m3 ) và không khí. Cột nước tinh khiết trong - Máy nén khí.<br /> bình thử nghiệm có chiều cao là 0,5 m và lấy gia tốc trọng 2. Chế độ hoạt động của thiết bị<br /> trường bằng 9,8066 m/s2 nên áp suất tạo ra của cột nước được Thiết bị có 03 chế độ làm việc được điều khiển từ phần<br /> tính như sau: mềm được cài đặt trong máy tính:<br /> Pcột nước = ρ1.g.h1 = 0,0049033 MPa - Chế độ tự kiểm tra Self-Test;<br /> Áp suất của cột nước trong bình thử nghiệm là rất nhỏ nên - Chế độ thử nghiệm thủ công Manual;<br /> có thể lấy xấp xỉ áp suất tại đáy bình thử nghiệm bằng áp suất - Chế độ thử nghiệm tự động Auto.<br /> khí trong bình thử nghiệm: Đối tượng thử nghiệm (Equipment under Test - EUT) là<br /> Ptại đáy BTN ≈ Pkhí BTN các thiết bị hoạt động trong môi trường nước, cần đánh giá<br /> Để mô phỏng lại áp suất tương đối trong môi trường nước kiểm tra sự kín nước cũng như khả năng hoạt động trong môi<br /> trong bình thử nghiệm, Thiết bị thử kín nước TKN-GĐCL-19 trường nước dưới tác động của áp suất.<br /> sử dụng máy nén khí để tạo áp suất khí trong bình thử nghiệm Các bước kiểm tra, thử nghiệm kín nước gồm 04 bước:<br /> đến áp suất mong muốn, lắp ráp các cảm biến và đồng hồ đo Bước 1: Thử nghiệm viên kiểm tra EUT trước khi thử<br /> áp suất tương đối để đo áp suất trong bình thử nghiệm. nghiệm gồm: Kiểm tra ngoại quan, tình trạng bên ngoài (bao<br /> Sử dụng ngôn ngữ lập trình Labview xây dựng phần mềm gồm sự kín khít của thiết bị); sau đó thông điện kiểm tra khả<br /> thu thập, xử lý và hiển thị dữ liệu từ các cảm biến áp suất (sử năng hoạt động của thiết bị (ghi lại các thông số kiểm tra nếu<br /> dụng các thuật toán bù độ lệch theo các hàm fit đã khảo sát), cần thiết);<br /> kết hợp kỹ thuật vi xử lý giúp thiết bị hoạt động có độ ổn định<br /> Bước 2: Thử nghiệm viên kiểm tra thiết bị thử kín nước<br /> cao, đảm bảo tính chính xác cho phép đo áp suất đồng thời<br /> điều khiển tự động quá trình tăng, giảm áp suất trong bình thử TKN-GĐCL-19 trước khi thử nghiệm bao gồm đánh giá khả<br /> nghiệm. năng hoạt động của toàn bộ thiết bị đồng bộ thuộc hệ thống,<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 69<br /> tính chính xác của các cảm biến đo áp suất, khả năng điều 3. Phần mềm điều khiển<br /> khiển của phần mềm (Chế độ Seft- Test); Trong mục này sẽ mô tả chi tiết về phần mềm điều khiển<br /> Trước mỗi một lần thử, Chế độ Seft-Test có vai trò quan thiết bị với 3 chế độ hoạt động: Chế độ tự kiểm tra Self-Test,<br /> chế độ thử nghiệm thủ công Manual, chế độ thử nghiệm tự<br /> trọng, đặc biệt đối với đặc thù thiết bị phải thường xuyên di<br /> động Auto. Giao diện chính được chia ra làm 6 phần:<br /> chuyển, chế độ này giúp thử nghiệm viên đánh giá nhanh khả - Phần 1: Thông tin chung về phần mềm, nhóm tác giả<br /> năng hoạt động của thiết bị, cụ thể như sau: thực hiện;<br /> - Kiểm tra độ ổn định và tính chính xác của các cảm biến - Phần 2: Thông tin về EUT: tên gọi, ký hiệu, số hiệu, hãng<br /> đo áp suất: Các cảm biến được sử dụng đều phải đảm bảo độ sản xuất/đơn vị sản xuất, xuất xứ, năm sản xuất;<br /> ổn định và độ chính xác. Quá trình Seft-Test đưa ra đồ thị đặc - Phần 3: Cấu hình phép thử bao gồm: Cấu hình lựa chọn<br /> cảm biến áp suất; chọn địa chỉ giao tiếp với Arduino; thiết lập<br /> tuyến áp suất theo thời gian của các cảm biến, nhờ đó giúp thử<br /> mức áp suất thử (Plimit); địa chỉ file báo cáo mẫu;<br /> nghiệm viên đánh giá được tính ổn định của các cảm biến theo - Phần 4: Chế độ tự kiểm tra thiết bị Self-Test, khi bấm vào<br /> thời gian (trường hợp đối chiếu đặc tuyến của các cảm biến, nút thử trong mục này, phần mềm sẽ chuyển sang giao diện<br /> một trong các cảm biến có giá trị tăng/giảm bất thường so với Self-Test (chi tiết xem mục 4.4.1). Sau khi Self-Test được<br /> các cảm biến khác thì thử nghiệm viên có thể đánh giá cảm thực hiện, chương trình sẽ về giao diện chính và tại mục Self-<br /> biến đó đang không bình thường so với các cảm biến khác). Test sẽ có đồ thị áp suất như trong Hình 3;<br /> Về độ chính xác của các cảm biến, thiết bị được trang bị một - Phần 5: Chế độ thủ công/tự động Manual/Auto, khi bấm<br /> vào nút thử trong mục này, phần mềm sẽ chuyển sang giao<br /> đồng hồ kim đo áp suất, đảm bảo độ chính xác và có hiệu lực<br /> diện Manual hoặc Auto (chi tiết xem mục 4.4.2 và mục 4.4.3).<br /> kiểm định/hiệu chuẩn giúp thử nghiệm viên có thể đối chiếu Kết thúc quá trình thử, chương trình sẽ về giao diện chính và<br /> trực tiếp giá trị hiển thị trên các cảm biến và trên đồng hồ kim; tại mục này sẽ có đồ thị áp suất như trong Hình 3;<br /> - Kiểm tra khả năng hoạt động của phần mềm điều khiển, - Phần 6: Phím LƯU&DỪNG có chức năng lập báo cáo<br /> hoạt động của máy nén khí (bằng việc điều khiển bật/tắt máy căn cứ theo các đồ thị thử nghiệm được tạo ra ở Phần 5. Sau<br /> nén khí) và các thiết bị đồng bộ khác (kiểm tra việc đóng/mở đó, kết thúc chương trình<br /> của các van điện từ khí nén 3/2, kiểm tra ngõ thoát khí...).<br /> Bước 3: Sau khi đã đánh giá được khả năng hoạt động của<br /> thiết bị, thử nghiệm viên đưa EUT vào trong bình thử nghiệm,<br /> vận hành thiết bị thử kín nước TKN-GĐCL-19 tạo áp suất<br /> trong bình thử nghiệm thông qua phần mềm điều khiển được<br /> cài đặt trong máy tính. Thử nghiệm viên có thể chọn hai chế<br /> độ thử nghiệm:<br /> Thử nghiệm tự động Auto: Thử nghiệm viên thiết lập chu<br /> trình tăng, giảm áp (mức áp suất thử nghiệm, thời gian thử<br /> nghiệm, các bước tăng/giảm áp suất, thời gian nghỉ giữa các<br /> bước tăng/giảm áp suất) trong bình thử nghiệm trên phần mềm<br /> điều khiển. Quá trình tăng, giảm áp trong bình thử nghiệm<br /> được thực hiện hoàn toàn tự động bởi phần mềm điều khiển<br /> Hình 3. Giao diện chính của phần mềm điều khiển<br /> theo chu trình đã định sẵn do thử nghiệm viên thiết lập.<br /> Thử nghiệm thủ công Manual: Đối với trường hợp thử 4. Lưu đồ thuật toán<br /> nghiệm phức tạp như các bước tăng/giảm áp, thời gian nghỉ Lưu đồ thuật toán được nêu trong Hình 4.<br /> giữa các bước không tuân theo một quy luật tuần hoàn vì vậy Trong chế độ tự kiểm tra thiết bị Self-Test, các cảm biến<br /> sẽ gửi tín hiệu liên tục về bo mạch Arduino qua các kênh A2,<br /> quá trình thử nghiệm tự động không thể đáp ứng được, do đó<br /> A3, A4, A5 (tương ứng với mỗi kênh là 1 cảm biến áp suất,<br /> chế độ thử nghiệm thủ công là cần thiết. Khi đó, quá trình thiết bị hỗ trợ tối đa 4 cảm biến – cấu hình tối thiểu là 1 cảm<br /> tăng/giảm áp trong bình thử nghiệm được điều khiển bởi thử biến áp suất nước, 1 cảm biến áp suất khí; cấu hình tối đa là<br /> nghiệm viên bằng các núm, nút mềm trên phần mềm điều 2 cảm biến áp suất nước, 2 cảm biến áp suất khí), với tần số<br /> khiển; 15 lần lấy mẫu cho một lần hiển thị giá trị, giá trị điện áp thu<br /> Bước 4: Thử nghiệm viên kiểm tra EUT sau khi kết thúc thập từ cảm biến được tính trung bình, sau đó bằng thuật<br /> thử nghiệm, đánh giá lại khả năng hoạt động, sự kín khít của toán nội suy (theo công bố của nhà sản xuất cảm biến) phần<br /> mềm sẽ quy đổi từ giá trị điện áp sang giá trị áp suất. Bơm<br /> thiết bị.<br /> khí vào bình để giá trị đo áp suất của các cảm biến nằm trong<br /> Đối với mỗi EUT khác nhau thì phương pháp đánh giá, dải 0,4 MPa ± 10 %, duy trì độ ổn định áp suất trong bình<br /> kiểm tra khả năng hoạt động và sự kín khít của từng thiết bị sẽ trong khoảng 5 phút. Vẽ đồ thị đặc tuyến áp suất theo thời<br /> khác nhau.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 70<br /> gian của các cảm biến, đối chiếu đường đặc tuyến của các bơm khí vào bình thử, và duy trì áp suất trong khoảng thời<br /> cảm biến với nhau để đánh giá tính ổn định của các cảm biến. gian đã được thiết lập trước khi thử, rồi tiến hành xả khí theo<br /> Bắt đầu chu trình đã thiết lập ban đầu. Nếu Ptb nằm ngoài dải nêu trên,<br /> - Nhập thông tin đối tượng thử nghiệm;<br /> thì phần mềm sẽ tự tối ưu điều chỉnh các van điện từ và máy<br /> nén khí như được nêu trong lưu đồ thuật toán.<br /> - Nhập giới hạn áp suất thử Plim;<br /> - Khai báo địa chỉ bo mạch Arduino;<br /> - Khai báo thông tin các cảm biến: Lựa chọn số Ghi chú:<br /> lượng cảm biến sử dung, file hệ số bù;<br /> - Cấu hình cho chế độ tự động: Bước tăng/giảm<br /> Pstep; thời gian nghỉ giữa các bước.<br /> * Thử nghiệm viên đóng/mở máy nén khí, các van điện bằng nút trên phần mềm;<br /> ** Số bước tăng/giảm áp suất, được tính N = Z(Plim/Pstep)<br /> Chú ý:<br /> Tự kiểm tra Đúng<br /> Đọc dữ liệu analog (1-5 V)<br /> thu thập từ các cảm biến<br /> Lấy giá trị trung<br /> bình 15 lần lấy mẫu<br /> Chuyển đổi từ<br /> điện áp (VDC)<br /> Bù áp suất theo<br /> bộ tham số áp<br /> Lấy giá trị<br /> trung bình<br /> - Như sơ đồ đã nêu ở Hình 1, thiết bị hỗ trợ tối đa 4 cảm<br /> Self- Test<br /> <br /> Sai<br /> qua 4 kênh A2, A3, A4,<br /> A5 của bo mạch Arduino<br /> từ các kênh A2,<br /> A3, A4, A5<br /> sang áp suất<br /> (MPa)<br /> suất được hiệu<br /> chuẩn<br /> đo áp suất<br /> Ptb biến áp suất đặt tại các vị trí khác nhau, trong đó tối đa là 2 vị<br /> Đóng van<br /> xả khí từ<br /> Kích hoạt<br /> máy nén khí<br /> Mở van nạp<br /> khí từ máy Đúng<br /> 0,36 MPa Ptb<br /> suất khí (S1), 1 vị trí đo áp suất nước (S2). Trong chế độ thử<br /> thủ công và chế độ thử tự động, chỉ hiển thị 2 giá trị đo, 1 là<br /> thử* động*<br /> kết quả thử*<br /> Self-Test Đúng Sai<br /> dạng đồ Đếm Đóng van nạp<br /> <br /> giá trị đo áp suất nước và 1 là giá trị đo áp suất khí, khi đó nếu<br /> thị ra Sai thời Đóng van Ngắt máy<br /> khí từ máy nén<br /> trang bìa Delta T < 5 min gian xả khí từ nén khí hoạt<br /> khí đến bình<br /> của phần Delta T bình thử* động*<br /> thử*<br /> mềm<br /> có nhóm cảm biến (nhóm đo áp suất nước và nhóm đo áp suất<br /> Thử nghiệm<br /> thủ công<br /> Đúng Đọc dữ liệu analog (1-5 V)<br /> thu thập từ các cảm biến<br /> qua 4 kênh A2, A3, A4,<br /> Lấy giá trị trung<br /> bình 15 lần lấy mẫu<br /> từ các kênh A2,<br /> Chuyển đổi từ<br /> điện áp (VDC)<br /> sang áp suất<br /> Bù áp suất theo<br /> bộ tham số áp<br /> suất được hiệu<br /> Lấy giá trị<br /> trung bình<br /> đo áp suất<br /> khí) có 2 cảm biến thì giá trị hiển thị là giá trị trung bình cộng<br /> A5 của bo mạch Arduino<br /> Sai<br /> A3, A4, A5 (MPa) chuẩn Ptb<br /> của 2 cảm biến, nếu có nhóm nào chỉ có 1 cảm biến thì giá trị<br /> Đóng van<br /> xả khí từ<br /> Kích hoạt<br /> máy nén khí<br /> Mở van nạp Đúng<br /> khí từ máy<br /> nén khí đến<br /> Plim < Ptb hiển thị là giá trị của riêng cảm biến đó.<br /> - Giá trị Ptb là giá trị được lấy theo trung bình cộng của các<br /> bình thử* hoạt động*<br /> bình thử*<br /> Sai<br /> Đóng van nạp Đúng<br /> Mở van xả<br /> khí từ bình<br /> thử*<br /> Ngắt máy<br /> nén khí hoạt<br /> động*<br /> khí từ máy nén<br /> khí đến bình<br /> thử*<br /> 1,03Plim > Ptb cảm biến đo áp suất khí hoặc nước (việc lựa chọn lấy áp suất<br /> Dừng và Đúng<br /> lưu đồ thị Nhấn “Dừng”<br /> Sai<br /> Đếm<br /> thời Đóng van Ngắt máy<br /> Đóng van nạp<br /> khí từ máy nén<br /> Sai<br /> khí hay áp suất nước làm căn cứ so sánh tuỳ thuộc vào thử<br /> nghiệm viên và có thể đặt được trong phần thiết lập của phần<br /> gian thử xả khí từ nén khí hoạt<br /> tạo áp suất thủ công khí đến bình<br /> Delta T’ bình thử* động*<br /> thử thử*<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Thử nghiệm<br /> Đúng Xác định số bước<br /> Thực hiện chu trình<br /> tăng áp đến các mức<br /> mềm; ở chế độ mặc định Ptb lấy căn cứ theo áp suất trung bình<br /> khí). Trường hợp chỉ có 1 cảm biến đo áp suất thì Ptb là giá trị<br /> tăng/giảm áp suất i:=1<br /> tự động iPstep và nghỉ bước<br /> N**<br /> nghỉ đã thiết lập<br /> <br /> <br /> hiển thị của cảm biến áp suất đó.<br /> Sai<br /> Sai<br /> i:=i+1 i=N<br /> <br /> <br /> Thực hiện chu trình<br /> Đúng<br /> 5. Chế độ kiểm tra Self-Test<br /> Giao diện người dùng và giao diện lập trình chế độ tự kiểm<br /> tăng áp đến mức Plim<br /> i':=1<br /> và nghỉ bước nghỉ đã<br /> thiết lập<br /> <br /> Thực hiện chu trình<br /> giảm áp đến các mức<br /> i'Pstep và nghỉ bước<br /> tra Self-Test được mô tả trong Hình 5 và Hình 6. Góc bên trái<br /> nghỉ đã thiết lập<br /> <br /> Sai<br /> gồm có 3 phím mềm để điều khiển quá trình tăng/giảm áp<br /> i':=i'+1 i' = N<br /> suất; phía dưới vị trí 3 phím mềm là phím “Dừng thử” để kết<br /> Dừng và<br /> lưu đồ thị<br /> tạo áp suất<br /> Xả khí cho đến khi<br /> Ptb = 0,001 MPa<br /> Đúng<br /> thúc quá trình tự kiểm tra Self-Test. Ở giữa là 4 đồng hồ hiển<br /> thử<br /> thị giá trị áp suất, ở vị trí trên là 2 đồng hồ đo áp suất khí và ở<br /> Sai<br /> Lưu trữ<br /> vị trí dưới là 2 đồng hồ đo áp suất nước. Bên trong các đồng<br /> Đúng hồ kim có 1 đồng hồ hiển thị số với giá trị hiển thị đến 3 số<br /> Xuất dữ liệu ra Báo<br /> cáo thử nghiệm dạng<br /> file word<br /> sau dấu phảy. Ngoài cùng bên phải là đồ thị thể hiện đường<br /> đặc tuyến áp suất (MPa) theo thời gian (s). Với đồ thị này, thử<br /> Kết thúc nghiệm viên có thể dễ dàng quan sát đồng thời tối đa 4 kênh<br /> tín hiệu đo áp suất và đánh giá được độ ổn định của các kênh<br /> Hình 4. Lưu đồ thuật toán của chương trình đo áp suất.<br /> Trường hợp có một trong số các cảm biến đưa ra giá trị có<br /> biến động lớn thì cần phải xem xét kỹ lưỡng lại cảm biến đó vì<br /> rất có thể cảm biến đó gặp vấn đề. Đối chiếu giá trị hiển thị<br /> của các cảm biến với giá trị hiển thị trên đồng hồ chuẩn P đo<br /> áp suất dạng kim để đánh giá độ chính xác của các cảm biến<br /> đo áp suất. Ở chế độ tự kiểm tra thiết bị Self Test, việc điều<br /> khiển các thao tác bật/tắt máy nén khí, đóng/mở van điện từ<br /> được thực hiện bởi thử nghiệm viên;<br /> - Trong chế độ thủ công, quy trình thu thập dữ liệu từ cảm<br /> biến đưa về xử lý tương tự như trong chế độ tự kiểm tra Self-<br /> Test. Ở chế độ thử này, việc điều khiển các thao tác bật/tắt<br /> máy nén khí, đóng/mở van điện từ được thực hiện bởi thử<br /> nghiệm viên;<br /> - Trong chế độ tự động, quy trình thu thập dữ liệu từ cảm<br /> biến đưa về xử lý tương tự như trong chế độ tự kiểm tra Self Hình 5. Giao diện người dùng chế độ tự kiểm tra Self-Test<br /> Test và chế độ thủ công. Ở chế độ thử này, việc điều khiển các<br /> thao tác bật/tắt máy nén khí, đóng/mở van điện từ được thực<br /> hiện bởi phần mềm. So sánh giá trị Ptb với dải giá trị quy định<br /> thử từ Plim đến Plim + 3 %. Nếu Ptb nằm trong dải thì dừng việc<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 71<br />  7. Chế độ thử nghiệm tự động<br /> Giao diện người dùng và giao diện lập trình chế độ thử<br /> nghiệm tự động được mô tả trong Hình 9 và Hình 10. Tương<br /> tự như giao diện bên chế độ kiểm tra thủ công. Trong giao<br /> diện chế độ kiểm tra tự động, các phím mềm điều khiển không<br /> xuất hiện vì các quá trình tăng/giảm áp đã được thiết lập tự<br /> động. Chỉ còn lại phím “Dừng thử”, sử dụng khi đang trong<br /> quá trình thử gặp một sự cố nào đó mà cần tắt chương trình<br /> khẩn cấp.<br /> Hình 6. Giao diện lập trình Blog Diagram chế độ tự kiểm tra Self-Test<br /> <br /> 6. Chế độ thử nghiệm thủ công<br /> Giao diện người dùng và giao diện lập trình chế độ thử<br /> nghiệm thủ công được mô tả trong Hình 7 và Hình 8. Giao<br /> diện trong phần thử nghiệm thủ công tương tự như trong phần<br /> tự kiểm tra Self-Test. Có một số điểm khác như sau:<br /> - Xuất hiện thêm cột độ sâu nước được quy đổi tương<br /> đương từ đại lượng áp suất. Thang đo của cột độ sâu nước đến<br /> 80 m;<br /> - Có 2 đồng hồ đo giá trị áp suất. Ở vị trí trên là đồng hồ<br /> đo áp suất khí, trong trường hợp sử dụng 2 cảm biến, giá trị<br /> hiển thị trong đồng hồ sẽ là giá trị trung bình của 2 cảm biến.<br /> Ở vị trí dưới là đồng hồ đo áp suất nước, tương tự như đồng Hình 9. Giao diện người dùng chế độ thử nghiệm tự động<br /> hồ đo áp suất khí, trong trường hợp sử dụng 2 cảm biến, giá trị<br /> hiển thị trong đồng hồ sẽ là giá trị trung bình của 2 cảm biến.<br /> Dải đo của các đồng hồ được thiết lập đến 1 MPa.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 10. Giao diện lập trình Blog Diagram chế độ thử<br /> nghiệm tự động<br /> 8. Phần lưu trữ dữ liệu thử nghiệm<br /> Kết thúc quá trình thử nghiệm, phần mềm điều khiển sẽ<br /> xuất báo cáo thử nghiệm dưới dạng file word, thuận lợi cho<br /> việc lưu trữ và in ấn.<br /> IV. KẾT QUẢ<br /> Thiết bị thử kín nước TKN-GĐCL-19 đã được kiểm định<br /> an toàn và kiểm tra kỹ thuật đo lường, kết quả kiểm tra đáp<br /> Hình 7. Giao diện người dùng chế độ thử nghiệm thủ công ứng được các yêu cầu theo quy định.<br /> Hiệu quả đã đạt được của sáng kiến cải tiến kỹ thuật:<br /> - Giải quyết được vấn đề về thử nghiệm khả năng kín nước<br /> cũng như khả năng làm việc của các thiết bị hoạt động trong<br /> môi trường nước đến 70 m, chủ yếu là nhóm trang thiết bị đi<br /> kèm người nhái..<br /> - Tiết kiệm kinh tế, thời gian, nguồn nhân lực, đảm bảo an<br /> toàn trong việc tổ chức triển khai nghiệm thu, kiểm tra khả<br /> năng kín nước cũng như khả năng hoạt động của các thiết bị<br /> trong môi trường nước.<br /> - Góp phần giúp giám định viên, thử nghiệm viên đánh giá<br /> chính xác chất lượng của nhóm vũ khí trang bị hoạt động<br /> Hình 8. Giao diện lập trình Blog Diagram chế độ thử trong môi trường nước; giúp đơn vị trong việc khai thác, đảm<br />