输胶喉管电气连接可靠性测试的研究

（福建信息职业技术学院 福建 福州 350003）

热熔胶机主要是用来热熔胶喷胶，目前已应用于多种行业。热熔胶首先在熔缸中加热，并通过一定的加压装置送入输胶喉管，再传送至枪体中，最终通过电磁阀控制压缩空气控制施胶，因此胶的传送路径输胶喉管、枪体均需要加热，这两个部件内部均需要加装感温元件和加热元件，为便于使用，目前都使用可拔插的航空插头作为热熔胶机主机、输胶喉管、枪体三者间的电气连接元件。但是通过对多年来的设备故障统计发现，输胶喉管两端的航空插头连接处成为最容易出现的故障之一，生产现场表现为温度值跳动、不加热、控温不稳，连锁反应可能表现为爆管，严重影响生产效益。

1.输胶喉管电气连接可靠性测试装置存在的问题

目前在热熔胶喷涂设备制造领域，还没有一种有效的检测设备可以检测并避免这类故障发生，设备制造厂家一般在出厂前对输胶喉管进行一定的预加热测试，这种方法虽然可以一定程度上减少了此类故障的发生，但对于内部虚焊或者焊接不良的问题无法完全排除，此类问题往往是经过运输搬运、安装挪动后故障才表现出来，造成停产。总之，仅使用上电预加热进行出厂检验的方式存在以下几个弊端：

（1）无法对输胶喉管两端的航空插头连接处的接触电阻进行测量，只能测出电气回路“通”或者“不通”，而当该处处于虚焊的情况时，由于连接电阻被加入温度传感器的测量回路而造成温度值跳动。

（2）无法对输胶喉管两端的航空插头连接质量进行数据评估，因而无法形成可供长期使用的合格品检验数据标准。

（3）检验效率低。使用上电预加热的方法需要将输胶喉管逐根加热检验，不仅效率低下，而且由于输胶喉管一般功率较大，这种测试方法也将浪费较多的电能。

针对以上缺点，本文提供一种能够快速检测输胶喉管电气连接可靠性的测试装置，并且该装置还可以针对一定数量合格品与不合格品的测试进行数据统计，从而形成可供长期使用的合格品检验数据标准。

2.快速检测输胶喉管电气连接可靠性的装置

针对以上缺点，本文提供一种能够快速检测输胶喉管电气连接可靠性的测试装置，并且该装置还可以针对一定数量合格品与不合格品的测试进行数据统计，从而形成可供长期使用的合格品检验数据标准。

2.1 用户的二次仪表对感温元件检测的原理框图

图1 用户二次仪表对感温元件检测的原理框图

如图1所示，用户的二次仪表对感温元件RZ进行测量时，使用航空插头进行连接，各种引线电阻、接触电阻、材料电阻将必然被加入测量环节中，当接触良好时，由于这部分值相对于RZ较小则可以忽略不计，但是当接触不良、线路虚焊时，将导致二次仪表检测RZ时发生温度值跳变等情况。

2.2 测试电路原理框图

如图2所示，为本文所述的输胶喉管电气连接可靠性测试装置的整体框图，主要由CPU（1）、可控恒流输出单元（2）、高精度电压测量单元（3）、高精度电压测量单元（4）共4个部分组成，各个部分内部均使用光电隔离元件进行信号隔离。其特征在于，控恒流输出单元（2）、高精度电压测量单元（3）、高精度电压测量单元（4）分别与CPU（1）连接，CPU（1）根据用户元件的大小控制可控恒流输出单元（2）输出一合适的测试恒流电流流经用户元件和引线电阻、接触电阻以及材料电阻，并在引线电阻、接触电阻以及材料电阻上产生电压降，通过精密电压测量单元测量引线电阻、接触电阻以及材料电阻的电压降即可得出引线电阻、接触电阻以及材料电阻的大小。

图2 测试电路原理框图

2.3 测试原理图

本文所述装置测试原理如图3所示，R1/R2代表各引线电阻、接触电阻、材料电阻的总和值，恒流源A代表图2所述的可控恒流输出单元（2），V1代表图2所述的高精度电压测量单元（3），V2代表图2所述的高精度电压测量单元（4），RZ为用户元件，可为感温器、加热器等。

图3 测试原理图

CPU（1）根据用户元件RZ大小控制可控恒流输出单元（2）输出一合适的测试恒流电流，输出的恒流源以合适的电流值I流经R1/RZ/R2，并在R1/R2上产生电压降，通过精密电压测量单元V1/V2分别测量这两个电压降即可得出连接电阻R1/R2的大小。

可控恒流输出单元（2）的具体电路如图4所示，分成光电隔离部分、D/A部分、V/I变换部分，其中V/I变换部分同时兼具信号放大及输出保护等。D/A部分采用D/A芯片，光电隔离部分中采用了多组光电隔离器以便隔离CPU(1)和D/A芯片间的逻辑信号，每组光电隔离器的输入正端接一限流电阻至驱动电源+Vb(该电源与CPU供电电源一致)，光电隔离器输入负端接CPU(1)控制引脚，光电隔离器输出发射极接D/A部分的公共地，集电极接一上拉电阻至+Vd，同时接D/A芯片对应的逻辑控制引脚。D/A芯片的模拟量输出端接运算放大器A1的输入+端，A1的输入-端与输出端相接组成跟随器输出后接 R3，R3的另外一端接运放A2的输入-端，运放A2的输入正端接于固定的参考电源，同时运放A2的输入负端与输出端接一电阻R4，运放A2的输出端接电阻R5，R5的另外一端接运放A3的输入+端，运放A3的输入-端接电阻R6，R6的另一端接MOS管D1的S端，MOS管D1的S端同时接电阻R7，R7的另一端接电源+V。MOS管D1的G端接运放A3的输出端，MOS管D1的D端即为测试恒流电流的输出端。

图4 可控恒流输出单元电路图

CPU（1）根据测试需要动态通过光电隔离部分设置D/A的控制逻辑，使得D/A按要求输出电压值，然后通过V/I部分变换成电流输出，该电流经过图1所示的航空插头的一端输入（此时二次仪表脱离），经过各引线电阻、焊接电阻、材料电阻、接触电阻等后至RZ，然后再至航空插头的另外一端的各引线电阻、焊接电阻、材料电阻、接触电阻等，然后回到公共地，此时各引线电阻、焊接电阻、材料电阻、接触电阻等由于此恒流电流流过将产生一电压值V，通过测量V的大小即可得知这部分电阻的影响程度。

另外，由于采集速度无需太快，高精度电压测量单元（3）、高精度电压测量单元（4）可使用现成成熟的24位A/D芯片实现。

3.装置特点

本文所述的输胶喉管电气连接可靠性测试装置的特点如下所述：

（1）恒流电流通过喉管航空插头注入，通过电压测量单元测量所注入的电流在航空头连接处产生的压降来计算连接电阻，有效剔除电气接触不良的输胶喉管。

（2）本装置的电压测量单元被分别接于待测回路的两端。

（3）本装置主要采用CPU控制D/A变换器以便输出可调的恒流电流值，从而可以分别适应感温元件和加热元件连接处的测试需要。

（4）本装置使用多组恒流电流和多组电压测量单元，即可单次测得多引脚航空插头的连接电阻。

4.结束语

本文所述的新型输胶喉管电气连接可靠性测试装置，可以有效测量喉管连接处的接触电阻，避免了虚焊以及可能的不良元器件等造成的接触不良，防止由于此原因造成的二次仪表温度测量值跳动、控温不稳等，相较于当前其他测试方法，更有测试速度更快、可靠性高的特点。