Обнаружение переключателем давления уровня воды для автоматических стиральных машин
Обнаружение переключателем давления уровня воды для автоматических стиральных машин
Введение
Система контроля уровня воды – критически важный компонент любой современной автоматической стиральной машины. Она обеспечивает точное дозирование воды на разных этапах цикла стирки (замачивание, основная стирка, полоскание), предотвращает перелив и защищает двигатель и другие компоненты от работы без воды. Ключевым элементом этой системы является переключатель давления уровня воды (или реле давления). Надежность и точность его работы напрямую влияют на эффективность стирки и безопасность эксплуатации прибора. Данная статья посвящена ключевым аспектам испытаний этих переключателей.
1. Объекты испытаний
Объектом испытаний являются переключатели давления уровня воды, предназначенные для установки в автоматические стиральные машины бытового назначения. В испытаниях участвуют:
- Серийные образцы: Переключатели, отобранные из серийного производства после прохождения стандартного входного контроля.
- Прототипы: Новые или модифицированные конструкции переключателей на стадии разработки и доводки.
- Конструктивные варианты: Переключатели с различными типами электрических контактов (например, для разных максимальных токов), диапазонами срабатывания по давлению, типами присоединительных штуцеров и способами герметизации мембранного узла.
Основное внимание уделяется проверке их функциональных характеристик, надежности и безопасности.
2. Область испытаний
Испытания охватывают широкий спектр параметров и условий работы переключателя:
- Основные функциональные параметры:
- Давление срабатывания (Trip Point): Точное давление воздуха/воды, при котором переключатель замыкает или размыкает электрическую цепь для каждого из требуемых уровней воды (Низкий, Средний, Высокий и т.д.).
- Давление возврата (Reset Point): Давление, при котором переключатель возвращается в исходное состояние после срабатывания.
- Гистерезис: Разница между давлением срабатывания и давлением возврата. Является важной характеристикой стабильности работы.
- Время срабатывания/возврата: Скорость реакции переключателя на изменение давления.
- Надежность и долговечность:
- Циклическая стойкость: Способность выдерживать многократные циклы срабатывания (тысячи и десятки тысяч циклов) без изменения характеристик или повреждения.
- Механическая прочность: Устойчивость к вибрациям и умеренным ударным нагрузкам, характерным для работы стиральной машины.
- Устойчивость к давлению: Проверка на герметичность и отсутствие повреждений при воздействии давлений, превышающих максимальное рабочее (обычно в 1.5-2 раза).
- Старение: Оценка стабильности характеристик после длительного хранения и/или воздействия повышенных температур.
- Электрические параметры:
- Сопротивление контактов: В замкнутом и разомкнутом состоянии.
- Изоляционное сопротивление: Между контактами и корпусом/мембранным узлом.
- Электрическая прочность (испытание напряжением): Способность изоляции выдерживать высокое испытательное напряжение без пробоя.
- Коммутационная способность: Способность контактов надежно коммутировать номинальный ток нагрузки без подгорания или залипания.
- Влияние внешних факторов:
- Температурная стабильность: Изменение параметров срабатывания в рабочем диапазоне температур (обычно от ~0°C до +60°C или выше).
- Устойчивость к агрессивным средам: Воздействие паров моющих средств, смягчителей воды и других химикатов на герметичность и материалы корпуса/мембраны.
3. Методы испытаний
Испытания проводятся с использованием специализированных методов, имитирующих рабочие условия и экстремальные воздействия:
- Испытания функциональных параметров:
- Метод калиброванного давления: Переключатель подключается к герметичному испытательному стенду с прецизионным манометром или цифровым датчиком давления и регулируемым источником давления (сжатый воздух или жидкостная колонка). Давление медленно повышается/понижается с контролируемой скоростью. Фиксируются значения давления в момент замыкания и размыкания контактов (контролируется электрическим тестером).
- Метод ступенчатого давления: Давление изменяется дискретно с фиксацией состояния контактов на каждом шаге для построения полной характеристики срабатывания и гистерезиса.
- Испытания на надежность и долговечность:
- Циклические испытания: Переключатель устанавливается на стенд, который автоматически создает циклические изменения давления между минимальным и максимальным рабочими значениями (или до срабатывания и возврата). Количество циклов может достигать десятков тысяч. Периодически контролируются основные параметры срабатывания.
- Испытания на сброс давления: Оценка времени и стабильности возврата контактов после быстрого сброса давления.
- Испытания на повышенное давление: Постепенное увеличение давления выше максимального рабочего с выдержкой для проверки герметичности и отсутствия остаточных деформаций.
- Вибрационные испытания: Переключатель закрепляется на вибростенде и подвергается воздействию вибраций заданной частоты и амплитуды, соответствующей условиям работы в стиральной машине. Контролируется состояние контактов во время и после испытаний.
- Электрические испытания:
- Измерение сопротивления: Проводится омметром.
- Испытание изоляции: Специализированным мегомметром подается высокое постоянное напряжение (обычно 500В или 1000В) между токоведущими частями и корпусом, измеряется сопротивление изоляции.
- Испытание электрической прочности: Подача переменного напряжения повышенного значения (например, 1250В или 1500В) на заданное время между токоведущими частями и корпусом. Отсутствие пробоя свидетельствует об успешности теста.
- Испытание коммутационной способности: Коммутация номинального тока активной или индуктивной нагрузки заданное количество раз на испытательном стенде, имитирующем нагрузку двигателя или клапанов стиральной машины. Визуальный и инструментальный контроль состояния контактов после испытаний.
- Климатические испытания:
- Термостатирование: Переключатель помещается в климатическую камеру, где при заданной температуре проводятся измерения его основных параметров срабатывания.
- Химическая стойкость: Воздействие на корпус и мембранный узел растворами моющих средств при повышенной температуре с последующей проверкой герметичности и функциональности.
4. Испытательное оборудование
Для проведения комплексных испытаний переключателей давления уровня воды требуется специализированное оборудование:
- Испытательные стенды давления:
- Источник регулируемого давления (компрессор с редуктором и точным регулирующим клапаном, жидкостная колонка).
- Прецизионные манометры (аналоговые класса точности 0.25-0.4 или цифровые датчики давления с высокой точностью и разрешением).
- Герметичные камеры или фитинги для подключения переключателя и датчика давления.
- Устройства сбора данных (DAQ-системы) для регистрации давления и состояния контактов в реальном времени.
- Циклические стенды: Автоматизированные установки с пневматическими или гидравлическими приводами, способные выполнять тысячи циклов изменения давления по заданной программе. Оснащены счетчиками циклов и средствами мониторинга состояния контактов.
- Электрическое испытательное оборудование:
- Омметры / мультиметры.
- Мегомметры (измерители сопротивления изоляции).
- Установки для испытания электрической прочности (Hi-Pot testers).
- Стенды для испытания на коммутационную способность (источники нагрузки, счетчики циклов коммутации).
- Климатическое оборудование:
- Термокамеры (диапазон охвата рабочих температур стиральной машины).
- Вибростенды (с возможностью задания требуемых частотных диапазонов и амплитуд вибрации).
- Контрольно-измерительные приборы общего назначения:
- Осциллографы (для анализа состояния контактов при коммутации).
- Таймеры.
- Визуальные средства контроля (лупы, микроскопы для осмотра контактов после испытаний на коммутацию).
- Эталонные средства измерения давления: Используются для периодической поверки рабочих манометров и датчиков давления на испытательных стендах.
Заключение
Испытания переключателей давления уровня воды – сложный и многогранный процесс, требующий точного оборудования и стандартизированных методик. Комплексная проверка функциональных характеристик, надежности, электрической безопасности и устойчивости к внешним воздействиям гарантирует, что этот критически важный компонент будет точно и безотказно управлять уровнем воды на протяжении всего срока службы автоматической стиральной машины, обеспечивая ее эффективную и безопасную эксплуатацию. Постоянное совершенствование методов испытаний способствует повышению качества и долговечности бытовой техники.
