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      基于數(shù)字變量泵先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試系統(tǒng)及其方法

      文檔序號:9543518閱讀:393來源:國知局
      基于數(shù)字變量泵先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試系統(tǒng)及其方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及液壓元件檢測技術(shù),尤其是設(shè)計一種基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試系統(tǒng)及其方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]高速開關(guān)閥具有結(jié)構(gòu)簡單、動作快、抗污染能力強(qiáng)、可靠性高、加工成本低的優(yōu)點,在工業(yè)控制和國防武器制導(dǎo)中具有較好的應(yīng)用前景。作為典型的數(shù)字液壓元件,其工作狀態(tài)只有開和關(guān)兩種,作為一種數(shù)字信號直接控制的閥,故其不需要運用D/A轉(zhuǎn)換接口就能將計算機(jī)控制技術(shù)和液壓系統(tǒng)相互結(jié)合,在計算機(jī)控制技術(shù)及嵌入式控制技術(shù)向各個領(lǐng)域滲透的大背景下,在接口層面有著獨有的優(yōu)勢。
      [0003]國外早在上個世紀(jì)70年代末的英國就已經(jīng)開始對高速開關(guān)閥進(jìn)行相應(yīng)的研究,開發(fā)出Colenoid閥和Helenoid閥這兩種有著特殊結(jié)構(gòu)的電磁開關(guān)閥。我國國內(nèi)直至上個世紀(jì)80年代才開始高速開關(guān)閥的研究,目前如何提高高速開關(guān)閥的響應(yīng)時間仍然是高速開關(guān)閥研究的一大難點。
      [0004]由于高速開關(guān)閥的動作行程和動作時間都很短,對其進(jìn)行動態(tài)特性的測量顯得尤為困難。通常用來測量傳統(tǒng)各類液壓閥元件的測試技術(shù),對于高速開關(guān)閥頻響的測量已經(jīng)不適用,故開發(fā)一種新型可靠的高速開關(guān)閥頻響測試方法顯得尤為重要。目前對高速開關(guān)閥響應(yīng)的測量主要可以分成兩種,一種是對其用于控制閥芯的高速電磁鐵的頻響進(jìn)行測量,另一種則是通過檢測閥芯受力的突變情況進(jìn)而間接測量高速開關(guān)閥的頻響。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試方法,能夠通過檢測數(shù)字變量栗出口處壓力、流量的變化,進(jìn)而間接的測量出高速開關(guān)閥在壓力油路中的實際頻響。
      [0006]為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
      [0007]基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試系統(tǒng)包括高速開關(guān)閥控制器、數(shù)字變量栗、高速開關(guān)閥、高速開關(guān)閥安裝閥塊、流量傳感器、壓力傳感器、測試系統(tǒng)控制器、數(shù)字變量栗斜盤;
      [0008]數(shù)字變量栗的出油口處連接壓力傳感器,流量傳感器安裝在數(shù)字變量栗斜盤上;高速開關(guān)閥安裝在高速開關(guān)閥安裝閥塊上,高速開關(guān)閥安裝閥塊安裝在數(shù)字變量栗端蓋的先導(dǎo)閥安裝處;高速開關(guān)閥的控制信號輸入端連接高速開關(guān)閥控制器,高速開關(guān)閥控制器的信號輸出端連接測試系統(tǒng)控制器,流量傳感器和壓力傳感器信號輸出端連接測試系統(tǒng)控制器。
      [0009]所述的測試系統(tǒng)控制器為可編程控制器。
      [0010]所述的高速開關(guān)閥安裝閥塊帶有減壓閥安裝孔。[0011 ] 所述的測試系統(tǒng)控制器包含數(shù)據(jù)采集模塊。
      [0012]所述測試系統(tǒng)的測試方法是:
      [0013]通過測試系統(tǒng)控制器設(shè)定數(shù)字變量栗的輸出壓力值,同時確定高速開關(guān)閥控制信號的初始測量頻率Π,通過改變高速開關(guān)閥的輸入PWM信號占空比,調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗的出口壓力產(chǎn)生一個階躍,記錄下此次試驗數(shù)字變量栗出口壓力、流量信號變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時間tl ;
      [0014]改變高速開關(guān)閥控制信號的頻率為f2,再次通過改變高速開關(guān)閥的輸入PWM信號占空比,調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗的出口壓力產(chǎn)生一個階躍,記錄下此次試驗數(shù)字變量栗出口壓力、流量信號變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時間t2 ;
      [0015]不斷調(diào)節(jié)高速開關(guān)閥輸入信號的頻率,直至數(shù)字變量栗出口壓力、流量信號變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時間不再發(fā)生變化,那么此時高速開關(guān)閥輸入信號的頻率即為其實際工作頻率。
      [0016]本發(fā)明具有的有益效果是:
      [0017]1、可以測得在系統(tǒng)壓力作用下,高速開關(guān)閥的實際頻響。
      [0018]2、高速開關(guān)閥插裝在高速開關(guān)閥安裝閥塊中,在油液的作用下,有利于保護(hù)開關(guān)閥的閥芯不被磨損,同時有利于高速電磁鐵的散熱。
      [0019]3、壓力傳感器與流量傳感器可以實時反饋變量栗的輸出特性,可以實時的跟蹤高速開關(guān)閥的工作狀態(tài)。
      【附圖說明】
      [0020]圖1是基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試方法的系統(tǒng)原理圖。
      [0021]圖2是基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試方法的程序框圖。
      [0022]圖中:1、高速開關(guān)閥控制器,2、數(shù)字變量栗,3、高速開關(guān)閥,4、高速開關(guān)閥安裝閥塊,5、流量傳感器,6、壓力傳感器,7、測試系統(tǒng)控制器,8、數(shù)字變量栗斜盤。
      【具體實施方式】
      [0023]下面結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,本實施例不應(yīng)看作是對本發(fā)明的限定。
      [0024]如圖1所示,包括高速開關(guān)閥控制器1、數(shù)字變量栗2、高速開關(guān)閥3、高速開關(guān)閥安裝閥塊4、流量傳感器5、壓力傳感器6、測試系統(tǒng)控制器7、數(shù)字變量栗斜盤8 ;系統(tǒng)相互連接關(guān)系如下:數(shù)字變量栗2的出油口處連接壓力傳感器6,流量傳感器5安裝在數(shù)字變量栗斜盤8上;高速開關(guān)閥3安裝在高速開關(guān)閥安裝閥塊4上,高速開關(guān)閥安裝閥塊4安裝在數(shù)字變量栗2端蓋的先導(dǎo)閥安裝處;高速開關(guān)閥3的控制信號輸入端連接高速開關(guān)閥控制器1,高速開關(guān)閥控制器1的信號輸出端連接測試系統(tǒng)控制器7,流量傳感器5和壓力傳感器6信號輸出端連接測試系統(tǒng)控制器7 ;其中壓力傳感器6和流量傳感器5采集的數(shù)字變量栗2出口的壓力、流量的數(shù)據(jù)被實時的采集傳遞給測試系統(tǒng)控制器7。
      [0025]所述的測試系統(tǒng)控制器7為可編程控制器。所述的高速開關(guān)閥安裝閥塊4帶有減壓閥安裝孔。所述的測試系統(tǒng)控制器7包含數(shù)據(jù)采集模塊。
      [0026]如圖2所示,是實驗過程中,首先通過測試系統(tǒng)控制器7設(shè)定數(shù)字變量栗2的輸出壓力值同時確定高速開關(guān)閥3控制信號的初始測量頻率Π,通過改變高速開關(guān)閥3的輸入PWM信號占空比,調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗2的出口壓力產(chǎn)生一個明顯的階躍,記錄下此次試驗數(shù)字變量栗2出口壓力、流量信號變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時間tl。改變高速開關(guān)閥3控制信號的頻率為f2,再次通過改變高速開關(guān)閥3的輸入PWM信號占空比,調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗2的出口壓力產(chǎn)生一個明顯的階躍,記錄下此次試驗數(shù)字變量栗2出口壓力、流量信號變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時間t2。不斷調(diào)節(jié)高速開關(guān)閥3輸入信號的頻率,直至數(shù)字變量栗2出口壓力、流量信號變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時間不再發(fā)生變化時,那么此時高速開關(guān)閥輸入信號的頻率即為其實際工作頻率。
      【主權(quán)項】
      1.一種基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試系統(tǒng),其特征在于:包括高速開關(guān)閥控制器⑴、數(shù)字變量栗(2)、高速開關(guān)閥(3)、高速開關(guān)閥安裝閥塊(4)、流量傳感器(5)、壓力傳感器(6)、測試系統(tǒng)控制器(7)、數(shù)字變量栗斜盤(8); 數(shù)字變量栗(2)的出油口處連接壓力傳感器¢),流量傳感器(5)安裝在數(shù)字變量栗斜盤⑶上;高速開關(guān)閥⑶安裝在高速開關(guān)閥安裝閥塊⑷上,高速開關(guān)閥安裝閥塊(4)安裝在數(shù)字變量栗(2)端蓋的先導(dǎo)閥安裝處;高速開關(guān)閥(3)的控制信號輸入端連接高速開關(guān)閥控制器(1),高速開關(guān)閥控制器(1)的信號輸出端連接測試系統(tǒng)控制器(7),流量傳感器(5)和壓力傳感器(6)信號輸出端連接測試系統(tǒng)控制器(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試系統(tǒng),其特征在于:所述的測試系統(tǒng)控制器(7)為可編程控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試系統(tǒng),其特征在于:所述的高速開關(guān)閥安裝閥塊(4)帶有減壓閥安裝孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試系統(tǒng),其特征在于:所述的測試系統(tǒng)控制器(7)包含數(shù)據(jù)采集模塊。5.一種如權(quán)利要求1所述測試系統(tǒng)的測試方法,其特征在于: 通過測試系統(tǒng)控制器(7)設(shè)定數(shù)字變量栗(2)的輸出壓力值,同時確定高速開關(guān)閥(3)控制信號的初始測量頻率Π,通過改變高速開關(guān)閥(3)的輸入PWM信號占空比,調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗(2)的出口壓力產(chǎn)生一個階躍,記錄下此次試驗數(shù)字變量栗(2)出口壓力、流量信號變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時間tl ; 改變高速開關(guān)閥(3)控制信號的頻率為f2,再次通過改變高速開關(guān)閥(3)的輸入PWM信號占空比,調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗(2)的出口壓力產(chǎn)生一個階躍,記錄下此次試驗數(shù)字變量栗(2)出口壓力、流量信號變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時間t2 ; 不斷調(diào)節(jié)高速開關(guān)閥(3)輸入信號的頻率,直至數(shù)字變量栗(2)出口壓力、流量信號變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時間不再發(fā)生變化,那么此時高速開關(guān)閥輸入信號的頻率即為其實際工作頻率。
      【專利摘要】本發(fā)明公開了基于數(shù)字變量泵先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開關(guān)閥動態(tài)特性測試系統(tǒng)及其方法。數(shù)字變量泵的出油口處連接壓力傳感器,流量傳感器安裝在數(shù)字變量泵斜盤上;高速開關(guān)閥安裝在高速開關(guān)閥安裝閥塊上,高速開關(guān)閥安裝閥塊安裝在數(shù)字變量泵端蓋的先導(dǎo)閥安裝處;高速開關(guān)閥的控制信號輸入端連接高速開關(guān)閥控制器,高速開關(guān)閥控制器的信號輸出端連接測試系統(tǒng)控制器,流量傳感器和壓力傳感器信號輸出端連接測試系統(tǒng)控制器。
      【IPC分類】F15B19/00
      【公開號】CN105298992
      【申請?zhí)枴緾N201510843532
      【發(fā)明人】楊華勇, 洪昊岑, 張斌, 鐘麒, 王雙, 關(guān)瑞豐, 謝輝
      【申請人】浙江大學(xué)
      【公開日】2016年2月3日
      【申請日】2015年11月26日
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