專利名稱：一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有關(guān)液壓閥卡緊故障的方法，特別是一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法。
背景技術(shù)：
滑閥類閥芯機構(gòu)是各類液壓閥中采用最多的一種結(jié)構(gòu)形式。滑閥一般包括閥芯和閥體，閥體包括閥壁和閥腔。通過改變閥芯在閥體的閥腔里的位置，滑閥可以實現(xiàn)流體流向的改變及通斷?；y卡緊故障是液壓系統(tǒng)中最為常見的故障和失效形式之一，一般可分為液壓卡緊和機械卡緊兩大類。液壓卡緊是因機加工造成閥芯幾何性狀誤差和同軸度誤差產(chǎn)生徑向不平衡壓力引起的；而機械卡緊則由運行現(xiàn)場的顆粒污染物在滑閥間隙逐漸淤積而引起的?？ňo故障有輕度和重度的區(qū)分。 滑閥卡緊故障是液壓系統(tǒng)中最為常見的故障和失效形式之一。液壓系統(tǒng)作為大功率執(zhí)行機構(gòu)，一旦出現(xiàn)卡緊故障，輕者系統(tǒng)失效，重者還會危及設(shè)備甚至人身安全。因此，首先，及時發(fā)現(xiàn)卡緊故障對液壓系統(tǒng)的安全運行至關(guān)重要；其次，對卡緊故障的預報更能將故障扼殺在萌芽狀態(tài)，對提高整個系統(tǒng)的可靠性意義重大；第三，如果卡緊故障已發(fā)生，判斷閥芯卡緊在閥腔內(nèi)的那個側(cè)面位置對于卡緊故障的排除也很關(guān)鍵?，F(xiàn)有滑閥卡緊信息的獲取，主要是通過對液壓系統(tǒng)壓力、流量、位移等量的檢測來實現(xiàn)，屬于間接檢測診斷的方法，無法直接獲取閥芯工作狀態(tài)。特別的，影響壓力、流量、位移等參量的因素很多，而卡緊只是其中之一，因此卡緊檢測的準確性有待推敲。也有的學者提出利用疊加在閥芯上的顫振信號的變化來檢測卡緊卡澀故障，這種方法可以在一定程度上實現(xiàn)卡緊故障的檢測和預報，但由于其也是通過電磁場變化間接檢測閥芯機械運動狀態(tài)，存在判斷影響因素多，判斷閾值難以統(tǒng)一標定等問題。另外，對于卡緊后閥芯卡緊位置的檢測，則較少見諸報道。現(xiàn)有技術(shù)中，排除故障的方法主要有兩種一是在加工和現(xiàn)場運行過程中采取措施，減少發(fā)生故障的幾率。比如在系統(tǒng)中安裝精過濾器、閥芯上合理開設(shè)均壓槽、嚴格加工裝配質(zhì)量等；另一種方法就是在線實時故障診斷和故障排除。HERION公司設(shè)計制造的一種電磁換向閥，除了它的工作閥芯外，還有一個“擊錘”閥芯。正常工作時，“擊錘”閥芯不動作，當閥芯因卡緊無法歸位時，“擊錘”閥芯在彈簧力作用下敲擊工作閥芯，使其回位。這一方案的局限性在于，由于是靠上電時壓縮機械彈簧來獲得敲擊能量，“擊錘”閥芯只有一次敲擊動作，而且是單向的，無法確保故障排除，也無法應(yīng)用于伺服、比例閥控制系統(tǒng)。有鑒于此，本發(fā)明人結(jié)合從事液壓閥領(lǐng)域研究工作多年的經(jīng)驗，對上述技術(shù)領(lǐng)域的缺陷進行長期研究，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，可方便、準確、實時的預報、檢測滑閥閥芯卡緊故障、判斷卡緊位置，并可便捷的利用電磁力修復由污染和徑向力不平衡造成的卡緊故障，操作簡便，使用效果好。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，液壓閥包括比例電磁鐵、閥芯和帶閥腔的閥體。包括改造步驟、安裝步驟、標定基準步驟、檢測步驟和修復步驟，具體如下
其中改造步驟是指，將閥體的閥壁改造成特制閥壁，特制閥壁包括上下左右四塊閥壁主壁、將閥壁主壁分隔并分設(shè)于閥壁四個頂角的四條隔磁帶和四組帶導磁框架并分別套在四塊閥壁主壁上的螺線管線圈，閥芯和閥壁主壁由導磁體合金制成，隔磁帶由不導磁體合金制成；在閥芯與比例電磁鐵之間加裝閥芯磁化裝置，閥芯磁化裝置包括帶導磁框架的螺線管線圈和圓柱狀軸芯，軸芯和閥芯制成一體，軸芯由導磁體合金制成。 其中安裝步驟，是指將多個超聲換能器固定安裝于液壓閥閥體的外側(cè)面，超聲換能器的軸心線和閥體內(nèi)閥腔的中軸線垂直相交；所述超聲換能器和閥體外側(cè)面直接涂有聲耦合介質(zhì)；所述多個超聲換能器為六個以上的偶數(shù)，分成兩排、平行于閥體內(nèi)閥腔中軸線的安裝在閥體的相鄰兩外側(cè)面上，每一側(cè)面上的各超聲換能器等間隔排列。其中標定基準步驟，是指通過智能控制器以及受其控制的超聲換能器，進行智能控制器的超聲檢測控制和智能控制器的幅值輸出控制的操作，獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時和卡緊工況時的完整基準信號幅值。所述智能控制器包括中央處理器模塊、電磁力卡緊排除模塊、通用比例放大器模塊、超聲卡緊故障預報檢測定位模塊、無線通訊模塊、穩(wěn)壓電源模塊和磁化控制模塊；超聲卡緊故障預報檢測定位模塊包括高速A/D轉(zhuǎn)換模塊、回波信號濾波放大模塊、超聲發(fā)射模塊和多路切換模塊。其中，穩(wěn)壓電源模塊和中央處理器模塊、電磁力卡緊排除模塊、通用比例放大器模塊、超聲卡緊故障預報檢測定位模塊、無線通訊模塊、磁化控制模塊相連并提供所需電壓；中央處理器模塊和電磁力卡緊排除模塊、超聲卡緊故障預報檢測定位模塊、無線通訊模塊、穩(wěn)壓電源模塊、磁化控制模塊相連并控制整個電路的工作；無線通訊模塊和中央處理器模塊相連；通用比例放大器模塊和中央處理器模塊以及比例電磁鐵相連；電磁力卡緊排除模塊和中央處理器模塊以及四塊閥壁主壁上的四個螺線管線圈相連；磁化控制模塊和中央處理器模塊以及閥芯磁化裝置上的螺線管線圈相連；超聲卡緊故障預報檢測定位模塊和中央處理器模塊以及多個超聲波換能器相連，具體為中央處理器模塊和高速A/D轉(zhuǎn)換模塊相連可處理采集的回波信號，中央處理器模塊和超聲發(fā)射模塊相連可控制超聲脈沖產(chǎn)生，中央處理器模塊和多路切換模塊相連可用于在多個超聲換能器之間切換超聲發(fā)射、接收對象，超聲發(fā)射模塊和多路切換模塊相連，高速A/D轉(zhuǎn)換模塊和回波信號濾波放大模塊相連，回波信號濾波放大模塊和多路切換模塊相連，多路切換模塊和多個超聲換能器相連。智能控制器分別和超聲換能器、比例電磁鐵、閥芯磁化裝置和特制閥壁電連接； 所述智能控制器的超聲檢測控制，是指中央處理器模塊按程序首先控制多路切換模塊
接通某一超聲換能器，然后啟動超聲發(fā)射模塊發(fā)出電信號加在該超聲換能器上，該超聲換能器受激產(chǎn)生的超聲波脈沖通過聲耦合介質(zhì)進入閥壁并在其中傳播，在閥壁和閥芯之間的間隙處，由于間隙內(nèi)的液壓油和閥壁的聲阻抗不同，超聲波在間隙處產(chǎn)生發(fā)射，部分反射能量沿原入射途徑返回該超聲換能器，該超聲換能器又將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，該電脈沖信號通過回波信號濾波放大模塊后輸入到高速A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量發(fā)送到中央處理器模塊，中央處理器模塊將該采集的反射波電脈沖記錄并保存。所述智能控制器的幅值輸出控制，是指智能控制器的中央處理器模塊按程序，首先將智能控制器的超聲檢測控制中記錄并保存的反射波電脈沖，作為該監(jiān)測點的信號序列，其次根據(jù)液壓閥和超聲參數(shù)，計算閥芯閥壁間間隙的回波位置，最后根據(jù)該位置信息提取信號序列中的對應(yīng)幅值作為該監(jiān)測點的信號幅值。其中檢測步驟，是指針對液壓閥的一般工況，智能控制 器的中央處理器模塊控制超聲卡緊故障預報檢測定位模塊輪流激勵多個超聲波換能器定時產(chǎn)生超聲波脈沖并檢測回波信號(即反射波電脈沖)，超聲卡緊故障預報檢測定位模塊將該回波信號和基準信號幅值進行卡緊故障比較判別控制，最終向中央處理器模塊發(fā)出故障預報信號或發(fā)出故障預報信號和卡緊信號，中央處理器模塊驅(qū)動無線通訊模塊將該故障預報信號發(fā)送到中央控制室進行故障預警；
所述卡緊故障比較判別控制，是指將回波信號(即反射波電脈沖)經(jīng)幅頻分析處理后和正常工況時及卡緊工況時對應(yīng)的基準信號幅值相比較；當檢測到回波信號偏離正常工況時的基準信號幅值范圍時，向中央處理器模塊發(fā)出故障預報信號；當檢測到回波信號落在卡緊工況時的基準信號幅值范圍，除向中央處理器模塊發(fā)出故障預報信號外，還通過比較同一平面上三處以上超聲換能器的回波信號數(shù)值確定該平面法線方向的卡緊位置，檢測得到卡緊故障的發(fā)生位置，并向中央處理器模塊發(fā)出卡緊信號。其中修復步驟是指，智能控制器的中央處理器模塊根據(jù)檢測步驟發(fā)出的卡緊信號，決定閥芯磁化裝置上的螺線管線圈和特制閥壁上的四個螺線管線圈的通電方向、通電個數(shù)、順序、電流大小、通電時間和頻率等，并將該信息送到閥芯磁化裝置和電磁力卡緊排除模塊。閥芯磁化裝置和電磁力卡緊排除模塊據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除。進一步，所述標定基準步驟中通過智能控制器以及受其控制的超聲換能器，進行智能控制器的超聲檢測控制和智能控制器的幅值輸出控制的操作，是指包括標定正?；鶞什襟E和標定卡緊基準步驟；其中標定正?；鶞什襟E，是指將液壓閥調(diào)整到正常工況，即將閥芯調(diào)整到閥芯和閥腔的中軸線重合，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為特定超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時對應(yīng)的基準信號幅值，重復上述操作，最終獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時的完整基準信號幅值；其中標定卡緊基準步驟，是指將液壓閥調(diào)整到卡緊工況，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為特定超聲換能器所在監(jiān)測點卡緊工況時對應(yīng)的基準信號幅值，重復上述操作，最終獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點卡緊工況時的完整基準信號幅值。進一步，所述標定基準步驟中通過智能控制器以及受其控制的超聲換能器，進行智能控制器的超聲檢測控制和智能控制器的幅值輸出控制的操作，是指包括如下將液壓閥調(diào)整到正常工況，即將閥芯調(diào)整到閥芯和閥腔的中軸線重合，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為特定超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時對應(yīng)的基準信號幅值；將液壓閥調(diào)整到卡緊工況，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為特定超聲換能器所在監(jiān)測點卡緊工況時對應(yīng)的基準信號幅值；重復上述操作，最終獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時和卡緊工況時的完整基準信號幅值。進一步，所述閥芯磁化裝置和電磁力卡緊排除模塊據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除，是指閥芯磁化裝置60據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為N或S磁極，電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制使四塊閥壁主壁均磁化為和閥芯相同的磁極，閥芯和四塊閥壁主壁之間產(chǎn)生大小不等的電磁斥力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)；或者，電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制使四塊閥壁主壁均磁化為N或S磁極，閥芯磁化裝置據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為和閥壁主壁相同的磁極，閥芯和四塊閥壁主壁之間產(chǎn)生大小不等的電磁斥力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)。所述閥芯磁化控制是指，對閥芯磁化裝置上的螺線管線圈61通電，控制該螺線管線圈中的電流方向，將插入在螺線管線圈中的軸芯磁化為N或S磁極，和軸芯62 —體的閥芯41就同樣磁化為N或S磁極。 所述閥壁磁化控制是指，對四塊閥壁主壁上的四個螺線管線圈同時通電，各線圈電流相等，控制四個螺線管線圈中的電流方向，使四塊閥壁主壁被磁化為N或S磁極。進一步，所述閥芯磁化裝置60和電磁力卡緊排除模塊21據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除，還包括采取間斷循環(huán)控制，所述間斷循環(huán)控制是指，在閥芯磁化裝置60的螺線管線圈61和四塊閥壁主壁431上的螺線管線圈433通電一定時間后，同時使各個螺線管線圈斷電一定時間，然后繼續(xù)實施上述修復步驟，如此循環(huán)反復，使閥芯41在電磁力的作用下，沿閥腔42的徑向大幅振動?？紤]到閥芯相對兩側(cè)均產(chǎn)生不同程度卡緊的情況，采用上述技術(shù)方案可使得大顆污染顆粒和污粒餅受機械振動作用而破碎分解為小顆粒融于液壓油中，并隨油液循環(huán)被帶離滑閥機構(gòu)，進而達到清潔油液和解除機械卡緊故障的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處；可使徑向不平衡壓力得以減輕或消除，從而使閥芯懸浮在閥腔的中軸線附近，閥體內(nèi)表面和閥芯之間的摩擦系數(shù)顯著降低，避免閥芯被壓在閥體內(nèi)壁上無法動作，達到解除液壓卡緊的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處。進一步，所述閥芯磁化裝置和電磁力卡緊排除模塊據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除，是指閥芯磁化裝置據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為N或S磁極，電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制，使卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁磁化為和閥芯相反的磁極，閥芯和卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁之間產(chǎn)生電磁吸力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)；或者電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制使卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁磁化為N或S磁極，閥芯磁化裝置據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為和卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁相反的磁極，閥芯和卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁之間產(chǎn)生電磁吸力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)。所述閥芯磁化控制是指，對閥芯磁化裝置上的螺線管線圈通電，控制該螺線管線圈中的電流方向，將插入在螺線管線圈中的軸芯磁化為N或S磁極，和軸芯一體的閥芯就同樣磁化為N或S磁極。所述閥壁磁化控制是指，閥腔的閥芯卡緊所在的某一個或兩個側(cè)面為卡緊側(cè)面，卡緊側(cè)面對面的一個側(cè)面或兩個側(cè)面為卡緊對面?zhèn)让?，對卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁上的螺線管線圈通電，控制螺線管線圈中的電流方向，使得卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁被磁化為N或S磁極。進一步，所述閥芯磁化裝置和電磁力卡緊排除模塊據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除，還包括采取往復振動控制，所述往復振動控制是指，在卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁上的螺線管線圈通電一定時間后，使該螺線管線圈斷電，并隨后使卡緊側(cè)面的閥壁主壁上的螺線管線圈通電同樣的時間，如此循環(huán)反復，使閥芯在電磁力的作用下，沿閥腔的徑向大幅振動。考慮到閥芯相對兩側(cè)均產(chǎn)生不同程度卡緊的情況，采用上述技術(shù)方案，可使得大顆污染顆粒和污粒餅受機械振動作用而破碎分解為小顆粒融于液壓油中，并隨油液循環(huán)被帶離滑閥機構(gòu)，進而達到清潔油液和解除機械卡緊故障的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處；可使徑向不平衡壓力得以減輕或消除，從而使閥芯回到閥腔的中軸線附近，閥體內(nèi)表面和閥芯之間的摩擦系數(shù)顯著降低，避免閥芯被壓在閥體內(nèi)壁上無法動作，達到解除液壓卡緊的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處。進一步，所述往復振動控制中卡緊側(cè)面的閥壁主壁上的螺線管線圈的通電電流比·卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁上的螺線管線圈的通電電流小。從而提高電磁吸力解除卡緊的效果。進一步，所述超聲換能器的頻率在IOMHz以上。該設(shè)計是考慮到閥芯和閥壁間隙較小，從而更經(jīng)濟的實現(xiàn)上述技術(shù)效果。進一步，所述智能控制器中高速A/D轉(zhuǎn)換模塊中的A/D轉(zhuǎn)換器選用ADS5485或同等性能的A/D芯片，所述超聲換能器選用直探頭，所述聲耦合介質(zhì)為機油。從而更經(jīng)濟的實現(xiàn)上述技術(shù)效果。進一步，所述閥芯由高磁導合金1J87制成，所述閥壁主壁和圓柱狀軸芯由高磁導合金1J89制成，所述隔磁帶由YG8不導磁進口鎢鋼制成。從而進一步提高本技術(shù)方案中電磁力的修復效果，且使用效果更佳。采用本技術(shù)方案檢測卡緊故障的工作原理如下(圖5參見


部分)
超聲波是頻率高于20千赫的機械波，這種機械波在材料中能以一定的速度和方向傳播，遇到聲阻抗不同的異質(zhì)界面(如缺陷或被測物件的底面等)就會產(chǎn)生反射。這種反射現(xiàn)象可被用來進行超聲波探傷，最常用的是脈沖回波探傷法。探傷時，脈沖振蕩器發(fā)出的電壓加在超聲換能器(或者說超聲探頭，是用壓電陶瓷或石英晶片制成的探測元件)上，超聲換能器發(fā)出的超聲波脈沖通過聲耦合介質(zhì)(如機油或水等)進入材料并在其中傳播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途徑返回超聲換能器，超聲換能器又將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖。根據(jù)缺陷反射波電脈沖的位置和幅度(與參考試塊中人工缺陷的反射波幅度作比較)，即可測定缺陷的位置和大致尺寸。本發(fā)明借鑒上述超聲探傷的機理，利用超聲波在異質(zhì)界面反射現(xiàn)象來實現(xiàn)閥芯卡緊的預報、檢測和定位。如圖5所示的液壓閥在正常工作時，閥芯41和閥體40中閥腔的中軸線重合，超聲發(fā)射模塊發(fā)出的電信號加在超聲換能器50上，然后產(chǎn)生的超聲波脈沖通過聲耦合介質(zhì)(機油)進入閥壁并在其中傳播，在閥壁和閥芯之間的間隙處，由于間隙內(nèi)的液壓油和閥壁的聲阻抗不同，超聲波在間隙處產(chǎn)生發(fā)射。部分反射能量沿原入射途徑返回超聲換能器，超聲換能器又將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，中央處理器模塊根據(jù)采集的反射波電脈沖的位置tl和幅值Vl，和基準位置t和基準幅度V進行模糊判決，進而得到此時為正常工況，不存在卡緊故障的判斷信息；而當液壓閥由于液壓卡緊或機械卡緊的原因，使得閥芯偏離閥腔中軸線位置。此時閥芯和閥壁之間的間隙變小(圖5中的卡澀工況)，中央處理器模塊根據(jù)采集的反射波電脈沖的位置還是tl (閥壁的邊界位置不變)，而幅值卻變?yōu)関2，和正常工況時的Vl相比顯著減小，由此可預報卡緊故障有發(fā)生的趨勢；當卡緊故障發(fā)生時，此時閥芯遠遠偏離中軸線，和閥壁之間幾乎沒有間隙(圖5中的卡澀工況)，中央處理器模塊根據(jù)采集的反射波電脈沖的位置還是tl，而幅值已變?yōu)関3，若將v3值設(shè)為卡緊故障的檢測閾值，則可通過判斷反射波幅值是否低于v3來判定卡緊故障的發(fā)生。反之，若圖5中的超聲換能器安裝在對面一側(cè)，則液壓閥在正常工況向卡緊工況轉(zhuǎn)變的過程中，Vl v2 v3的值則是遞增關(guān)系，則可通過判斷反射波幅值是否高于v3來判定對側(cè)面是否有卡緊故障的發(fā)生。作為優(yōu)選，為了更為準確的預報、檢測和定位卡緊故障，在閥芯的軸向截面上，至少需要兩個超聲換能器即可判定在該截面上卡緊發(fā)生的位置(至少有8種可能方位)；由于閥芯在軸向有一定的長度，卡緊有可能發(fā)生在軸向的任何一個位置，軸線上的至少3個換能器可以用來檢測卡緊在軸向上的位置。采用本技術(shù)方案修復機械卡緊故障的工作原理如下
電液比例閥產(chǎn)生機械卡緊故障時，和閥體閥芯的間隙尺寸接近的污染顆粒因閥體和閥芯表面不平而滯留形成大顆污染顆粒，同時較小顆粒被截留在大顆粒間，構(gòu)成動態(tài)生長污粒餅，兩者共同作用形成常見的污染卡緊。閥芯卡緊故障主要為兩種表現(xiàn)形式，要么閥芯主要卡在閥腔的某一個側(cè)面，要么閥芯主要卡在閥腔的某兩個側(cè)面(如上原理分析該較嚴重的兩側(cè)面一般是相鄰的)。對此我們可以通過上述裝置進行檢測、判斷。當判斷閥芯主要卡在閥腔的某一個或兩個側(cè)面，則閥芯磁化裝置的螺線管線圈通電，將插入在螺線管線圈中的軸芯磁化，使和軸芯相連的閥芯磁化為S或N磁極。同時，閥壁主壁上的四個螺線管線圈同時通電，各線圈電流相等。控制四個螺線管線圈中的電流方向使閥壁主壁被磁化為和閥芯相同的磁極。這時閥芯和閥壁主壁成為極性相同的兩塊磁鐵，它們之間產(chǎn)生電磁斥力。和閥芯貼近的那一個或兩個側(cè)面受到的電磁斥力較大，而其余幾個側(cè)面的電磁斥力較小，當斥力大于機械卡緊的作用力時，閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，卡緊狀態(tài)得到緩解?？紤]到閥芯相對兩側(cè)均產(chǎn)生不同程度污染卡緊的情況，在閥芯磁化裝置和四側(cè)閥壁主壁上的螺線管線圈通電一定時間后，同時使各個螺線管線圈斷電一定時間，如此循環(huán)反復，閥芯在電磁力的作用下，沿閥腔的徑向大幅振動，使得大顆污染顆粒和污粒餅受機械振動作用而破碎分解為小顆粒融于液壓油中，并隨油液循環(huán)被帶離滑閥機構(gòu)，從而達到清潔油液和解除卡緊故障的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處。當然上述電磁力也可以是電磁吸力，即啟動閥芯磁化不變，而僅使閥腔卡緊所在的某一個或兩個側(cè)面對面的一側(cè)或兩側(cè)的閥壁主壁上的螺線管線圈通電，使得該對應(yīng)的閥壁主壁被磁化，且控制螺線管線圈中的電流方向，使得閥芯和閥壁主壁成為極性相反的兩塊磁鐵，它們之間產(chǎn)生電磁吸力。當吸力大于機械卡緊的作用力時，閥芯開始向著對面?zhèn)然驅(qū)蔷€方向運動，卡緊狀態(tài)得到緩解?？紤]到閥芯相對兩側(cè)或四周均產(chǎn)生不同程度污染卡緊的情況，在一側(cè)或兩側(cè)閥壁主壁上的螺線管線圈通電一定時間后，該螺線管線圈斷電，并隨后使對面一側(cè)或兩側(cè)閥壁主壁上的螺線管線圈通電同樣的時間(作為優(yōu)選，后者螺線管線圈上的通電電流要比前者螺線管線圈上的小，從而提高電磁吸力解除卡緊的效果)，如此、循環(huán)反復，閥芯在電磁力的作用下，沿閥腔的徑向大幅振動，其效果同上。采用本技術(shù)方案修復液壓卡緊故障的工作原理如下
電液比例閥產(chǎn)生液壓卡緊故障的原因是因機加工造成閥芯幾何性狀誤差和同軸度誤差產(chǎn)生徑向不平衡壓力，使閥芯壓向閥體壁面，最終產(chǎn)生液壓卡緊。閥芯卡緊故障主要為兩種表現(xiàn)形式，要么閥芯主要卡在閥腔的某一個側(cè)面，要么閥芯主要卡在閥腔的某兩個側(cè)面(如上原理分析該較嚴重的兩側(cè)面一般是相鄰的)。對此我們可以通過上述裝置進行檢測、判斷。當判斷閥芯主要卡在閥腔的某一個或兩個側(cè)面，則閥芯磁化裝置的螺線管線圈通電，將插入在螺線管線圈中的軸芯磁化，使和軸芯相連的閥芯磁化為S或N磁極。同時，閥壁主壁上的四個螺線管線圈同時通電，各線圈電流相等?？刂扑膫€螺線管線圈中的電流方向使閥壁主壁被磁化為和閥芯相同的磁極。這時閥芯和閥壁主壁成為極性相同的兩塊磁鐵， 它們之間產(chǎn)生電磁斥力。和閥芯貼近的那一個或兩個側(cè)面受到的電磁斥力較大，而其余幾個側(cè)面的電磁斥力較小，當斥力大于機械卡緊的作用力時，閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，卡緊狀態(tài)得到緩解。在閥芯磁化裝置和四側(cè)閥壁主壁上的螺線管線圈通電一定時間后，同時使各個螺線管線圈斷電一定時間，如此循環(huán)反復，閥芯在電磁力的作用下，沿閥腔的徑向大幅振動，使徑向不平衡壓力得以減輕或消除，從而使閥芯懸浮在閥腔的中軸線附近，閥體內(nèi)表面和閥芯之間的摩擦系數(shù)顯著降低，避免閥芯被壓在閥體內(nèi)壁上無法動作，達到解除液壓卡緊的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處。當然上述電磁力也可以是電磁吸力，即啟動閥芯磁化不變，而僅使閥腔卡緊所在的某一個或兩個側(cè)面對面的一側(cè)或兩側(cè)的閥壁主壁上的螺線管線圈通電，使得該對應(yīng)的閥壁主壁被磁化，且控制螺線管線圈中的電流方向，使得閥芯和閥壁主壁成為極性相反的兩塊磁鐵，它們之間產(chǎn)生電磁吸力。當吸力大于液壓卡緊的作用力時，閥芯開始向著對面?zhèn)然驅(qū)蔷€方向運動，卡緊狀態(tài)得到緩解。在一側(cè)或兩側(cè)閥壁主壁上的螺線管線圈通電一定時間后，讓該螺線管線圈斷電，并隨后使對面一側(cè)或兩側(cè)閥壁主壁上的螺線管線圈通電同樣的時間(作為優(yōu)選，后者螺線管線圈上的通電電流要比前者螺線管線圈上的小，從而提高電磁吸力解除卡緊的效果)，如此循環(huán)反復，閥芯在電磁力的作用下，沿閥腔的徑向大幅振動，使徑向不平衡壓力得以減輕或消除，從而達到如上述的技術(shù)效果。在污染卡緊故障發(fā)生時，閥芯一般會偏離閥腔中軸線位置，為了提高電磁力解除卡緊的效果，靠近閥芯的那側(cè)或那兩側(cè)的閥壁上的螺線管上的通電電流要小一些。四個隔磁帶主要用于改善螺線管通電時的磁場分布，削弱相同磁極間的斥力。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點及效果1、將超聲探傷的原理運用到液壓閥卡緊故障檢測，設(shè)計簡單巧妙，可方便、準確、實時的預報、檢測滑閥閥芯卡緊故障、判斷卡緊位置并予以排除；2、上述檢測為無損檢測，無需改動液壓閥結(jié)構(gòu)；3、可實現(xiàn)卡緊故障的預報、檢測和故障位置定位；4、直接反饋閥芯位置信息，比間接檢測可靠性更好；5、作為卡緊故障檢測的信號單一，準確性高，受干擾性?。?、利用電磁鐵的雙向電磁吸力使閥芯沿徑向振動，從而粉碎大顆污染顆粒和污粒餅，排除污染卡緊故障；7、利用電磁鐵的雙向電磁吸力減輕或消除徑向不平衡壓力，從而降低閥體內(nèi)表面和閥芯之間的摩擦系數(shù)并使閥芯回歸中軸線附近，排除液壓卡緊故障；8、卡緊的方向是徑向，本發(fā)明通過徑向電磁力作用解除卡緊故障，其效果要強于通過軸向振動方式的卡緊解決方法；9、本技術(shù)方案中，電磁力所能達到的最終平衡點，剛好是比例閥的正常工況，即閥芯和閥腔的中軸線重合狀態(tài)，因此采用本技術(shù)方案最終能使閥芯能停留在閥腔中軸線處；10、本技術(shù)方案具有故障預報、檢測和在線自排除功能，并能通過無線傳輸模塊向中央控制室提供閥的實時狀態(tài)信息，提高了液壓閥的可靠度和使用壽命；11、采用本技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，操作簡便，使用效果好。為了進一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述。

圖I為普通電液比例閥結(jié)構(gòu)示意 圖2為實施本發(fā)明的液壓閥的結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明中實施電磁力修復時沿垂直閥芯軸心線方向的剖面圖； 圖5為本發(fā)明中卡緊故障檢測工作原理示意 圖6為本發(fā)明中智能控制器的模塊框 圖7為智能控制器的中央處理器模塊和超聲卡緊故障預報檢測定位模塊中各模塊及超聲換能器之間的結(jié)構(gòu)框 圖8為閥芯磁化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施進一步詳細的描述。普通電液比例閥的結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括閥芯I’和閥體，閥體包括閥腔2’和閥壁3’。至于其他部件，一般還包括比例放大器5’、比例電磁鐵4’。比例電磁鐵4’也可以是單個，在另一端用復位彈簧代替。比例電磁鐵與閥芯相配合，通過比例電磁鐵驅(qū)動閥芯。一般比例電磁鐵4’的動鐵芯頂著閥芯I’。通過改變閥芯I’在閥體的閥腔里的位置，比例閥可以實現(xiàn)流體流向的改變及通斷。上述為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。如圖2至圖8所示，是實施本發(fā)明技術(shù)方案的液壓閥所涉結(jié)構(gòu)及原理的示意圖。一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，液壓閥包括比例電磁鐵30、閥芯41和帶閥腔42的閥體40，上述為本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。包括改造步驟、安裝步驟、標定基準步驟、檢測步驟和修復步驟，具體如下
其中改造步驟是指，將閥體的閥壁改造成特制閥壁43，特制閥壁43包括上下左右四塊閥壁主壁431、將閥壁主壁分隔并分設(shè)于閥壁四個頂角的四條隔磁帶432和四組帶導磁框架并分別套在四塊閥壁主壁上的螺線管線圈433，即帶線圈的螺線管。閥芯和閥壁主壁由導磁體合金制成，隔磁帶由不導磁體合金制成。在本實施例中，液壓閥沿垂直閥芯軸心線方向的剖面圖如圖3所示。41是閥芯，由高硬度、高磁導合金1J89制成；42是閥腔；432是由YG8不導磁進口鎢鋼制成隔磁帶，共四條，分別在矩形截面的四個頂角上，其尺寸如圖所示；431是由高硬度、高磁導合金1J89制成的閥壁主壁，共四塊，被隔磁帶分隔，和四條隔磁帶共同組成閥體閥壁；433是四組帶導磁框架的螺線管線圈，即帶線圈的螺線管，分別套在四塊閥壁主壁431上。從而進一步提高本技術(shù)方案中電磁吸力的修復效果，以較低的成本實現(xiàn)較佳的技術(shù)效果。四個隔磁帶主要用于改善螺線管通電時的磁場分布，削弱相同磁極間的斥力。如圖2、圖8所示,改造步驟還包括將閥芯磁化裝置60加裝于閥芯41與比例電磁鐵30之間。閥芯磁化裝置60包括帶導磁框架的螺線管線圈61 (即帶線圈的螺線管)和圓柱狀軸芯62，軸芯62和閥芯41制成一體。軸芯由導磁體合金制成。在本實施例中，閥芯磁化裝置60的結(jié)構(gòu)如圖8所示，由帶導磁框架的螺線管線圈61和高磁導合金1J89制成的圓柱狀軸芯62組成；軸芯62和閥芯41制成一體，制成一體的方式有很多，只要不影響磁化的軸芯62帶動閥芯41同極磁化即可，在本實施例中，兩者連成一體，軸心線重合，即可以將軸芯視為閥芯的延伸段。從而進一步提高本技術(shù)方案中電磁力的修復效果，且使用效果更佳。四個隔磁帶主要用于改善螺線管通電時的磁場分布，削弱相同磁極間的斥力。閥芯磁化裝置中的軸芯和閥芯采用的軟磁材料分別是高磁導合金1J89和高磁導合金1J87，其中1J87的導磁性能要比1J89更好，這樣設(shè)計的目的是改善通電后螺線管線圈周圍的磁場分別，提高閥芯的磁化效果。
要說明的是，現(xiàn)有的比例電磁鐵的推桿和閥芯是分離的兩部分，比例電磁鐵通電后推桿按比例推動閥芯運動。在本技術(shù)方案中，閥芯磁化裝置中，閥芯和閥芯磁化裝置的軸芯制成一體，而且閥芯段材料的導磁能力更強，目的是改善閥芯磁化裝置通電時的磁場分布，加強使閥芯那段材料的磁化程度。本技術(shù)方案中的比例電磁鐵的推桿在正常工況下推動閥芯磁化裝置的軸芯(和閥芯)運動。其中安裝步驟，是指將多個超聲換能器固定安裝于液壓閥閥體的外側(cè)面，超聲換能器的軸心線和閥體內(nèi)閥腔的中軸線垂直相交；所述超聲換能器和閥體外側(cè)面直接涂有聲耦合介質(zhì)；所述多個超聲換能器為六個以上的偶數(shù)，分成兩排、平行于閥體內(nèi)閥腔中軸線的安裝在閥體的相鄰兩外側(cè)面上，每一側(cè)面上的各超聲換能器等間隔排列。在本實施例中，超聲換能器50固定安裝于液壓閥閥體40的外側(cè)面，超聲換能器的軸心線和閥體內(nèi)閥腔42的中軸線垂直相交。超聲環(huán)能器的數(shù)量、具體分布可以有多種。如圖4所示，多個超聲換能器50為六個以上的偶數(shù)，分成兩排、平行于閥體內(nèi)閥腔中軸線的安裝在閥體40的相鄰兩外側(cè)面上，每一側(cè)面上的各超聲換能器等間隔排列。在本實施例中，如圖4所示，共六個超聲波換能器，由中央壓電陶瓷元件，前后金屬蓋板，預應(yīng)力螺桿，電極片以及絕緣管組成，分成兩排安裝于液壓閥閥體的外上側(cè)面和外右側(cè)面，每一側(cè)面上的超聲換能器為三個且落在一條直線上，該直線與閥體內(nèi)閥腔中軸線平行，超聲換能器具體安裝位置在該表面的兩側(cè)和中間位置，三個超聲換能器等間隔排列。從而更加方便、準確、實時的預報、檢測滑閥閥芯卡緊故障、判斷卡緊位置，且成本更加低廉，結(jié)構(gòu)更加簡單?？紤]到閥芯和閥壁間隙較小，超聲換能器的頻率至少在IOMHz以上。超聲換能器和閥體外側(cè)面直接涂有聲耦合介質(zhì)，在本實施例中為機油。該設(shè)計一方面是考慮到閥芯和閥壁間隙較小，從而更經(jīng)濟的實現(xiàn)上述技術(shù)效果，另一方面是考慮以較小成本實現(xiàn)更佳的超聲探測效果，且檢測、判斷結(jié)果更準確。超聲換能器選用直探頭，耦合劑為機油；高速A/D轉(zhuǎn)換模塊中的A/D轉(zhuǎn)換器選用ADS5485或同等性能的A/D芯片。其中標定基準步驟，是指通過智能控制器以及受其控制的超聲換能器，進行智能控制器的超聲檢測控制和智能控制器的幅值輸出控制的操作，獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時和卡緊工況時的完整基準信號幅值。其具體實施方法有多種，詳見下述工作過程中的具體說明。在本實施例中，如圖2所示，智能控制器10、多個超聲換能器50和閥芯磁化裝置60，閥體包括特制閥壁43，智能控制器10分別和超聲換能器、比例電磁鐵30、閥芯磁化裝置60和特制閥壁43電連接。如圖6、圖7所示，智能控制器10包括中央處理器模塊20、電磁力卡緊排除模塊21、通用比例放大器模塊(本實施例中采用RT-5001) 22、超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23、無線通訊模塊24、穩(wěn)壓電源模塊25和磁化控制模塊26 ;超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23包括高速A/D轉(zhuǎn)換模塊232、回波信號濾波放大模塊233、超聲發(fā)射模塊234和多路切換模塊235。其中，穩(wěn)壓電源模塊25和中央處理器模塊20、電磁力卡緊排除模塊21、通用比例放大器模塊22、超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23、無線通訊模塊24、磁化控制模塊26相連并提供所需電壓；中央處理器模塊20和電磁力卡緊排除模塊21、超聲卡緊故障預報檢測 定位模塊23、無線通訊模塊24、穩(wěn)壓電源模塊25、磁化控制模塊26相連并控制整個電路的工作；無線通訊模塊24和中央處理器模塊20相連；通用比例放大器模塊22和中央處理器模塊20以及比例電磁鐵30相連；電磁力卡緊排除模塊21和中央處理器模塊20以及四塊閥壁主壁431上的四個螺線管線圈相連；磁化控制模塊26和中央處理器模塊20以及閥芯磁化裝置60上的螺線管線圈相連。超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23和中央處理器模塊20以及多個超聲波換能器50相連，具體為中央處理器模塊20和高速A/D轉(zhuǎn)換模塊232相連可處理采集的回波信號，中央處理器模塊20和超聲發(fā)射模塊234相連可控制超聲脈沖產(chǎn)生，中央處理器模塊和多路切換模塊235相連可用于在多個超聲換能器50之間切換超聲發(fā)射、接收對象，超聲發(fā)射模塊234和多路切換模塊235相連，高速A/D轉(zhuǎn)換模塊232和回波信號濾波放大模塊233相連，回波信號濾波放大模塊233和多路切換模塊235相連，多路切換模塊235和多個超聲換能器50相連；
實現(xiàn)上述功能的各個模塊，其具體的電路、元器件等結(jié)構(gòu)，由于屬于現(xiàn)有技術(shù)，此處就不再贅述。智能控制器10分別和超聲換能器50采用2芯或4芯的航空插頭連接；智能控制器10和比例電磁鐵30通過7芯或12芯插頭相連。智能控制器10和特制閥壁43上的四個螺線管線圈以及閥芯磁化裝置60上的螺線管線圈通過2芯航空插頭連接。比例電磁鐵30的動鐵芯頂著閥芯磁化裝置的軸芯62。所述智能控制器的超聲檢測控制，是指中央處理器模塊按程序首先控制多路切換模塊接通某一超聲換能器，然后啟動超聲發(fā)射模塊發(fā)出電信號加在該超聲換能器上，該超聲換能器受激產(chǎn)生的超聲波脈沖通過聲耦合介質(zhì)進入閥壁并在其中傳播，在閥壁和閥芯之間的間隙處，由于間隙內(nèi)的液壓油和閥壁的聲阻抗不同，超聲波在間隙處產(chǎn)生發(fā)射，部分反射能量沿原入射途徑返回該超聲換能器，該超聲換能器又將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，該電脈沖信號通過回波信號濾波放大模塊后輸入到高速A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量發(fā)送到中央處理器模塊，中央處理器模塊將該采集的反射波電脈沖記錄并保存；
所述智能控制器的幅值輸出控制，是指智能控制器的中央處理器模塊按程序，首先將智能控制器的超聲檢測控制中記錄并保存的反射波電脈沖，作為該監(jiān)測點的信號序列，其次根據(jù)液壓閥和超聲參數(shù)，計算閥芯閥壁間間隙的回波位置，最后根據(jù)該位置信息提取信號序列中的對應(yīng)幅值作為該監(jiān)測點的信號幅值；
其中檢測步驟，是指針對液壓閥的一般工況，智能控制器的中央處理器模塊控制超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23輪流激勵多個超聲波換能器定時產(chǎn)生超聲波脈沖并檢測回波信號(即反射波電脈沖)，超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23將該回波信號和基準信號幅值進行卡緊故障比較判別控制，最終向中央處理器模塊20發(fā)出故障預報信號或發(fā)出故障預報信號和卡緊信號，中央處理器模塊20驅(qū)動無線通訊模塊24將該故障預報信號發(fā)送到中央控制室進行故障預警；
所述卡緊故障比較判別控制，是指將回波信號(即反射波電脈沖)經(jīng)幅頻分析處理后和正常工況時及卡緊工況時對應(yīng)的基準信號幅值相比較；當檢測到回波信號偏離正常工況時的基準信號幅值范圍時，向中央處理器模塊20發(fā)出故障預報信號(這里的檢測，可以是檢測到某個超聲換能器所在監(jiān)測點的回波信號偏離該監(jiān)測點正常工況時對應(yīng)的基準信號幅值范圍時就發(fā)出故障預報信號，也可以是全部檢測，獲得所有超聲換能器所在監(jiān)測點的回波信號與該監(jiān)測點正常工況時對應(yīng)的基準信號幅值相比較的信息后，通過模糊算法處理，得出回波信號偏離基準信號幅值范圍時才發(fā)出故障預報信號)；當檢測到回波信號落在 卡緊工況時的基準信號幅值范圍，除向中央處理器模塊20發(fā)出故障預報信號外(這里的檢測，除比較對象為卡緊工況時的基準信號幅值外，其余同上)，還通過比較同一平面上三處以上超聲換能器的回波信號數(shù)值確定該平面法線方向的卡緊位置，檢測得到卡緊故障的發(fā)生位置，并向中央處理器模塊20發(fā)出卡緊信號。上述幅頻分析處理，具體為頻域分析和幅值分析，這些分析技術(shù)均屬于現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。上述模糊算法屬于現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。其中修復步驟是指，智能控制器的中央處理器模塊20根據(jù)檢測步驟發(fā)出的卡緊信號，決定閥芯磁化裝置60上的螺線管線圈61和特制閥壁43上的四個螺線管線圈的通電方向、通電個數(shù)、順序、電流大小、通電時間和頻率等，并將該信息送到閥芯磁化裝置60和電磁力卡緊排除模塊21。閥芯磁化裝置60和電磁力卡緊排除模塊21據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除。所述閥芯磁化裝置60和電磁力卡緊排除模塊21據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除，其具體實施方法有多種，在本實施例中，具體介紹下述幾種
其一，這里細分又可以有兩種一，是指閥芯磁化裝置60據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為N或S磁極，電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制使四塊閥壁主壁均磁化為和閥芯相同的磁極，閥芯和四塊閥壁主壁之間產(chǎn)生大小不等的電磁斥力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)；二，或者是指電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制使四塊閥壁主壁均磁化為N或S磁極，閥芯磁化裝置60據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為和閥壁主壁相同的磁極，閥芯和四塊閥壁主壁之間產(chǎn)生大小不等的電磁斥力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)；
所述閥芯磁化控制是指，對閥芯磁化裝置上的螺線管線圈61通電，控制該螺線管線圈中的電流方向，將插入在螺線管線圈中的軸芯磁化為N或S磁極，和軸芯62 —體的閥芯41就同樣磁化為N或S磁極；所述閥壁磁化控制是指，對四塊閥壁主壁上的四個螺線管線圈同時通電，各線圈電流相等，控制四個螺線管線圈中的電流方向，使四塊閥壁主壁被磁化為N或S磁極。
另外，上述方法中，還可包括采取間斷循環(huán)控制，所述間斷循環(huán)控制是指，在閥芯磁化裝置60的螺線管線圈61和四塊閥壁主壁431上的螺線管線圈433通電一定時間后，同時使各個螺線管線圈斷電一定時間，然后繼續(xù)實施上述修復步驟，如此循環(huán)反復，使閥芯41在電磁力的作用下，沿閥腔42的徑向大幅振動。考慮到閥芯相對兩側(cè)均產(chǎn)生不同程度卡緊的情況，采用上述技術(shù)方案可使得大顆污染顆粒和污粒餅受機械振動作用而破碎分解為小顆粒融于液壓油中，并隨油液循環(huán)被帶離滑閥機構(gòu)，進而達到清潔油液和解除機械卡緊故障的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處；可使徑向不平衡壓力得以減輕或消除，從而使閥芯懸浮在閥腔的中軸線附近，閥體內(nèi)表面和閥芯之間的摩擦系數(shù)顯著降低，避免閥芯被壓在閥體內(nèi)壁上無法動作，達到解除液壓卡緊的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處。其二，這里細分又可以有兩種一，是指閥芯磁化裝置60據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為N或S磁極，電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制，使卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁磁化為和閥芯相反的磁極，閥芯和卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁之間產(chǎn)生電磁吸力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)；二，或者是指電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制使卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁磁化為N或S磁極，閥芯磁化裝置60 據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為和卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁相反的磁極，閥芯和卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁之間產(chǎn)生電磁吸力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)；
所述閥芯磁化控制是指，對閥芯磁化裝置上的螺線管線圈61通電，控制該螺線管線圈中的電流方向，將插入在螺線管線圈中的軸芯磁化為N或S磁極，和軸芯62 —體的閥芯41就同樣磁化為N或S磁極；所述閥壁磁化控制是指，閥腔的閥芯卡緊所在的某一個或兩個側(cè)面為卡緊側(cè)面，卡緊側(cè)面對面的一個側(cè)面或兩個側(cè)面為卡緊對面?zhèn)让?，對卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁上的螺線管線圈通電，控制螺線管線圈中的電流方向，使得卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁被磁化為N或S磁極。另外，上述方法中，還可包括采取往復振動控制，所述往復振動控制是指，在卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁上的螺線管線圈通電一定時間后，使該螺線管線圈斷電，并隨后使卡緊側(cè)面的閥壁主壁上的螺線管線圈通電同樣的時間，如此循環(huán)反復，使閥芯在電磁力的作用下，沿閥腔的徑向大幅振動?？紤]到閥芯相對兩側(cè)均產(chǎn)生不同程度卡緊的情況，采用上述技術(shù)方案，可使得大顆污染顆粒和污粒餅受機械振動作用而破碎分解為小顆粒融于液壓油中，并隨油液循環(huán)被帶離滑閥機構(gòu)，進而達到清潔油液和解除機械卡緊故障的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處；可使徑向不平衡壓力得以減輕或消除，從而使閥芯回到閥腔的中軸線附近，閥體內(nèi)表面和閥芯之間的摩擦系數(shù)顯著降低，避免閥芯被壓在閥體內(nèi)壁上無法動作，達到解除液壓卡緊的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處。實施例I :機械卡緊故障預報、檢測、定位和自排除(一側(cè)卡緊)
本實施方式中，智能控制器的無線通訊模塊24接收來自中央控制室的給定信號并將信號發(fā)送到中央處理器模塊20 ;中央處理器模塊20將該信號傳遞到通用比例放大器模塊22 ;通用比例放大器模塊22根據(jù)該信號經(jīng)電路處理輸出功率控制信號到比例電磁鐵30，此時磁化裝置60的螺線管線圈61不通電，比例電磁鐵30的動鐵芯推動軸芯62并帶動閥芯41按給定控制信號移動使液壓閥正常工作。
超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23定時產(chǎn)生超聲波脈沖輪流激勵六個超聲波換能器并檢測回波信號，并將該回波信號和基準標定信號進行比較判別，當偏離正常數(shù)值范圍時，向中央處理器模塊20發(fā)出故障預報。中央處理器模塊20驅(qū)動無線通訊模塊24將該故障預報發(fā)送到中央控制室進行故障預警。若超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23檢測到回波信號落在卡緊數(shù)值范圍，除了向中央處理器模塊20發(fā)出故障報告外，同時還將檢測卡緊故障的發(fā)生位置——通過比較同一平面上三處超聲換能器的回波數(shù)值確定該平面法線方向的卡緊位置，并將該信息發(fā)送到中央處理器模塊20。中央處理器模塊20根據(jù)該信號決定閥芯磁化裝置60上的螺線管線圈61和特制閥壁43上的四個螺線管線圈5、6、7、8的通電方向、電流、時間和頻率，并將該信息送到閥芯磁化裝置60和電磁力卡緊排除模塊21。閥芯磁化裝置60和電磁力卡緊排除模塊21據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除。假定閥芯主要卡在閥腔的A側(cè)面(圖3所示的左側(cè)，即標注431和432側(cè)，其上有螺線管線圈8)，則該側(cè)面對面那側(cè)為B側(cè)面(圖3所示的右側(cè)，其上有螺線管線圈6)。則閥芯磁化裝置60上的螺線管線圈61通電,將軸芯62磁化為N磁極,和軸芯62 —體的閥芯41同 樣磁化為N磁極。同時四組(5、6、7、8)螺線管線圈433通電，使得被螺線管線圈433纏繞的四側(cè)閥壁主壁431都被磁化為N磁極，閥芯41和四側(cè)閥壁主壁431成為極性相同的兩塊磁鐵，它們之間產(chǎn)生電磁斥力。當斥力大于機械卡緊的作用力時，閥芯開始向閥腔中軸線方向運動，卡緊狀態(tài)得到緩解?？紤]到閥芯的AB兩側(cè)均產(chǎn)生不同程度污染卡緊的情況，在磁化裝置60的螺線管線圈61和四側(cè)閥壁主壁431上的螺線管線圈433通電一定時間后，同時使各個螺線管線圈斷電一定時間，如此循環(huán)反復，閥芯41在電磁力的作用下，沿閥腔42的徑向(A到B)大幅振動，使得大顆污染顆粒和污粒餅受機械振動作用而破碎分解為小顆粒融于液壓油中，并隨油液循環(huán)被帶離滑閥機構(gòu)，從而達到清潔油液和解除卡緊故障的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處。特別的，將超聲換能器按離閥芯磁化裝置60距離由近到遠將同一平面上的超聲換能器命名為50a、50b、50c，若檢測到的卡緊故障點分別在50a、50b、50c位置時，對應(yīng)的螺線管線圈5、6、7、8上的通電電流為ia、ib、ic，且ia〈ib〈ic。當然上述電磁力也可以是電磁吸力，即啟動閥芯41磁化不變，而僅使B側(cè)面閥壁主壁433上的螺線管線圈433通電，使B側(cè)閥壁主壁431和閥芯41成為極性相反的兩塊磁鐵，它們之間產(chǎn)生電磁吸力。當吸力大于機械卡緊的作用力時，閥芯開始向著B側(cè)方向運動，卡緊狀態(tài)得到緩解?？紤]到閥芯相對兩側(cè)均產(chǎn)生不同程度污染卡緊的情況，在B側(cè)閥壁主壁上的螺線管線圈通電一定時間后，該螺線管線圈斷電，并隨后使A側(cè)閥壁主壁上的螺線管線圈通電同樣的時間(作為優(yōu)選，A側(cè)螺線管線圈上的通電電流要比B側(cè)螺線管線圈上的小，從而提高電磁吸力解除卡緊的效果)，如此循環(huán)反復，閥芯在電磁力的作用下，沿閥腔的徑向大幅振動，其效果同上。實施例2 :液壓卡緊故障預報、檢測、定位和自排除(一側(cè)卡緊)
本實施方式中，智能控制器的無線通訊模塊24接收來自中央控制室的給定信號并將信號發(fā)送到中央處理器模塊20 ;中央處理器模塊20將該信號傳遞到通用比例放大器模塊22 ;通用比例放大器模塊22根據(jù)該信號經(jīng)電路處理輸出功率控制信號到比例電磁鐵30，此時磁化裝置60的螺線管線圈61不通電，比例電磁鐵30的動鐵芯推動軸芯62并帶動閥芯41按給定控制信號移動使液壓閥正常工作。
超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23定時產(chǎn)生超聲波脈沖輪流激勵六個超聲波換能器并檢測回波信號，并將該回波信號和基準標定信號進行比較判別，當偏離正常數(shù)值范圍時，向中央處理器模塊20發(fā)出故障預報。中央處理器模塊20驅(qū)動無線通訊模塊24將該故障預報發(fā)送到中央控制室進行故障預警。若超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23檢測到回波信號落在卡緊數(shù)值范圍，除了向中央處理器模塊20發(fā)出故障報告外，同時還將檢測卡緊故障的發(fā)生位置——通過比較同一平面上三處超聲換能器的回波數(shù)值確定該平面法線方向的卡緊位置，并將該信息發(fā)送到中央處理器模塊20。中央處理器模塊20根據(jù)該信號決定閥芯磁化裝置60上的螺線管線圈62和特制閥壁43上的四個螺線管線圈5、6、7、8的通電方向、電流、時間和頻率，并將該信息送到閥芯磁化裝置60和電磁力卡緊排除模塊21。閥芯磁化裝置60和電磁力卡緊排除模塊21據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除。假定閥芯主要卡在閥腔的A側(cè)面(圖3所示的左側(cè)，即標注431和432側(cè)，其上有螺線管線圈8)，則該側(cè)面對面那側(cè)為B側(cè)面(圖3所示的右側(cè)，其上有螺線管線圈6)。則閥芯磁化裝置60上的螺線管線圈61通電，將軸芯62磁化為N磁極，和軸芯62 —體的閥芯41 同樣磁化為N磁極。同時四組(5、6、7、8)螺線管線圈433通電，使得被螺線管線圈433纏繞的四側(cè)閥壁主壁431都被磁化為N磁極，閥芯41和四側(cè)閥壁主壁431成為極性相同的兩塊磁鐵，它們之間產(chǎn)生電磁斥力。當斥力大于液壓卡緊的作用力時，閥芯開始向閥腔中軸線方向運動，卡緊狀態(tài)得到緩解。在磁化裝置60的螺線管線圈61和四側(cè)閥壁主壁上的螺線管線圈433通電一定時間后，同時使各個螺線管線圈斷電一定時間，如此循環(huán)反復，閥芯41在電磁力的作用下，沿閥腔42的徑向(A到B)大幅振動，使徑向不平衡壓力得以減輕或消除，從而使閥芯回到閥腔的中軸線附近，閥體內(nèi)表面和閥芯之間的摩擦系數(shù)顯著降低，避免閥芯被壓在閥體內(nèi)壁上無法動作，達到解除液壓卡緊的目的，且最終使閥芯能停留在閥腔中軸線處。特別的，將超聲換能器按離閥芯磁化裝置60距離由近到遠將同一平面上的超聲換能器命名為50a、50b、50c，若檢測到的卡緊故障點分別在50a、50b、50c位置時，對應(yīng)的螺線管線圈5、6、7、8上的通電電流為ia、ib、ic，且ia〈ib〈ic。當然上述電磁力也可以是電磁吸力，即啟動閥芯41磁化不變，而僅使B側(cè)閥壁主壁431通電并使閥芯41和B側(cè)閥壁主壁431成為極性相反的兩塊磁鐵，它們之間產(chǎn)生電磁吸力。當吸力大于液壓卡緊的作用力時，閥芯開始向著B側(cè)方向運動，卡緊狀態(tài)得到緩解。在B側(cè)閥壁主壁上的螺線管線圈通電一定時間后，該螺線管線圈斷電，并隨后使A側(cè)閥壁主壁上的螺線管線圈通電同樣的時間(作為優(yōu)選，A側(cè)螺線管線圈上的通電電流要比B側(cè)螺線管線圈上的小，從而提高電磁吸力解除卡緊的效果)，如此循環(huán)反復，閥芯在電磁力的作用下，沿閥腔的徑向大幅振動，使徑向不平衡壓力得以減輕或消除，從而達到如上述的技術(shù)效果。如前述，卡緊的方向是徑向，本發(fā)明通過徑向電磁力作用解除卡緊故障，其效果要強于通過軸向振動方式的卡緊解決方法；同時，采用本技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，操作簡便，使用效果好。上述兩實施例中，超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23中各模塊和中央處理器模塊20進行卡緊故障預報、檢測和定位的工作過程如下述
將液壓閥安裝超聲換能器的那側(cè)表面擦拭干凈，抹上聲耦合介質(zhì)(在本實施例中為機油)，把多個超聲換能器(在本實施例中為六個)沿液壓閥的中軸線等距離均線放置。即將六個超聲換能器固定安裝于液壓閥閥體的外側(cè)面，超聲換能器的軸心線和閥體內(nèi)閥腔的中軸線垂直相交，或者說六個超聲換能器沿液壓閥的閥腔中軸線等距離均線放置。接著，進行標定基準步驟的操作，通過智能控制器以及受其控制的超聲換能器，進行智能控制器的超聲檢測控制和智能控制器的幅值輸出控制的操作，獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時和卡緊工況時的完整基準信號幅值。在本實施例中，具體介紹兩種
第一次使用時，將液壓閥調(diào)整到正常工況，即將閥芯調(diào)整到閥芯和閥腔的中軸線重合，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為I號超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時對應(yīng)的基準信號幅值，重復上述操作，最終獲得六個超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時的完整基準信號幅值；將液壓閥調(diào)整到卡緊工況，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為I號超聲換能器所在監(jiān)測點卡緊工況時對應(yīng)的基準信號幅值，重復上述操作，最終獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點卡緊工況時的完整基準信號幅值；
上述方法是調(diào)整到正常工況時逐個標定全部的超聲換能器，然后調(diào)整到卡緊工況時再逐個標定全部的超聲換能器。當然也可以采取下述方法，逐個超聲換能器，每一超聲換能器先標定正常工況，再標定卡緊工況。具體如下
第一次使用時，將液壓閥調(diào)整到正常工況，即將閥芯調(diào)整到閥芯和閥腔的中軸線重合，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為特定超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時對應(yīng)的基準信號幅值；將液壓閥調(diào)整到卡緊工況，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為特定超聲換能器所在監(jiān)測點卡緊工況時對應(yīng)的基準信號幅值；重復上述操作，最終獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時和卡緊工況時的完整基準信號幅值。另外，上述標定基準的步驟，是針對一未知的液壓閥而言的，如果是對某一相同種類或某一相同批次的液壓閥進行檢測，則可以直接復制之前第一次使用該同類液壓閥通過該兩步驟獲得的基準值，但是顯然首先，這一測量方法并不是省略了該兩步驟，而是在之前測量步驟的基礎(chǔ)上的直接復制；其次，為更準確的判斷，我們建議還是每一液壓閥逐一標定更佳，畢竟沒有完全一模一樣的液壓閥。針對液壓閥的一般工況，當卡緊故障可能發(fā)生時(或者說出現(xiàn)需要判斷液壓閥的卡緊故障信息時)，智能控制器的中央處理器模塊控制超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23輪流激勵多個超聲波換能器定時產(chǎn)生超聲波脈沖并檢測回波信號(即反射波電脈沖)，超聲卡緊故障預報檢測定位模塊23將該回波信號和基準信號幅值進行卡緊故障比較判別控制，最終向中央處理器模塊20發(fā)出故障預報信號或發(fā)出故障預報信號和卡緊信號，中央處理器模塊20驅(qū)動無線通訊模塊24將該故障預報信號發(fā)送到中央控制室進行故障預警?？ňo故障比較判別控制如前述。下面進一步說明下比較判別控制中的細節(jié)
當卡緊故障發(fā)生時，閥芯和某一側(cè)閥壁相接觸，則該側(cè)閥芯和閥壁間的間隙近乎消失，
此時，將回波信號(即反射波電脈沖)經(jīng)幅頻分析處理后和正常工況時及卡緊工況時對應(yīng)的基準信號幅值相比較，即可得出相應(yīng)的信號； 當檢測到回波信號落在卡緊工況時的基準信號幅值范圍，除向中央處理器模塊20發(fā)出故障預報信號外，還通過比較同一平面上三處以上超聲換能器的回波信號數(shù)值確定該平面法線方向的卡緊位置，檢測得到卡緊故障的發(fā)生位置。上述定位的工作原理如下當卡緊發(fā)生時，閥芯的一部分和閥壁壓緊，兩者間幾乎沒有空隙；而其余部分和閥壁之間留有空隙。這樣在超聲回波檢測的時候，空隙的大小可以通過對回波信號特征分析得出。沿閥芯軸向分布安裝的多頭超聲探頭可以得到這一切面的卡緊信息。若沿閥芯圓周方向分布安裝更多的超聲探頭，就可以得到關(guān)于卡緊的立體信息，閥芯卡緊的位置也可以在三維空間內(nèi) 被準確定位。以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，并非對本案設(shè)計的限制，凡依本案的設(shè)計關(guān)鍵所做的等同變化，均落入本案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，液壓閥包括比例電磁鐵、閥芯和帶閥腔的閥體，其特征在于包括改造步驟、安裝步驟、標定基準步驟、檢測步驟和修復步驟，具體如下 其中改造步驟是指，將閥體的閥壁改造成特制閥壁，特制閥壁包括上下左右四塊閥壁主壁、將閥壁主壁分隔并分設(shè)于閥壁四個頂角的四條隔磁帶和四組帶導磁框架并分別套在四塊閥壁主壁上的螺線管線圈，閥芯和閥壁主壁由導磁體合金制成，隔磁帶由不導磁體合金制成；在閥芯與比例電磁鐵之間加裝閥芯磁化裝置，閥芯磁化裝置包括帶導磁框架的螺線管線圈和圓柱狀軸芯，軸芯和閥芯制成一體，軸芯由導磁體合金制成； 其中安裝步驟，是指將多個超聲換能器固定安裝于液壓閥閥體的外側(cè)面，超聲換能器的軸心線和閥體內(nèi)閥腔的中軸線垂直相交；所述超聲換能器和閥體外側(cè)面直接涂有聲耦合介質(zhì)；所述多個超聲換能器為六個以上的偶數(shù)，分成兩排、平行于閥體內(nèi)閥腔中軸線的安裝在閥體的相鄰兩外側(cè)面上，每一側(cè)面上的各超聲換能器等間隔排列； 其中標定基準步驟，是指通過智能控制器以及受其控制的超聲換能器，進行智能控制器的超聲檢測控制和智能控制器的幅值輸出控制的操作，獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時和卡緊工況時的完整基準信號幅值； 所述智能控制器包括中央處理器模塊、電磁力卡緊排除模塊、通用比例放大器模塊、超聲卡緊故障預報檢測定位模塊、無線通訊模塊、穩(wěn)壓電源模塊和磁化控制模塊；超聲卡緊故障預報檢測定位模塊包括高速A/D轉(zhuǎn)換模塊、回波信號濾波放大模塊、超聲發(fā)射模塊和多路切換模塊；其中，穩(wěn)壓電源模塊和中央處理器模塊、電磁力卡緊排除模塊、通用比例放大器模塊、超聲卡緊故障預報檢測定位模塊、無線通訊模塊、磁化控制模塊相連并提供所需電壓；中央處理器模塊和電磁力卡緊排除模塊、超聲卡緊故障預報檢測定位模塊、無線通訊模塊、穩(wěn)壓電源模塊、磁化控制模塊相連并控制整個電路的工作；無線通訊模塊和中央處理器模塊相連；通用比例放大器模塊和中央處理器模塊以及比例電磁鐵相連；電磁力卡緊排除模塊和中央處理器模塊以及四塊閥壁主壁上的四個螺線管線圈相連；磁化控制模塊和中央處理器模塊以及閥芯磁化裝置上的螺線管線圈相連；超聲卡緊故障預報檢測定位模塊和中央處理器模塊以及多個超聲波換能器相連，具體為中央處理器模塊和高速A/D轉(zhuǎn)換模塊相連可處理采集的回波信號，中央處理器模塊和超聲發(fā)射模塊相連可控制超聲脈沖產(chǎn)生，中央處理器模塊和多路切換模塊相連可用于在多個超聲換能器之間切換超聲發(fā)射、接收對象，超聲發(fā)射模塊和多路切換模塊相連，高速A/D轉(zhuǎn)換模塊和回波信號濾波放大模塊相連，回波信號濾波放大模塊和多路切換模塊相連，多路切換模塊和多個超聲換能器相連； 智能控制器分別和超聲換能器、比例電磁鐵、閥芯磁化裝置和特制閥壁電連接； 所述智能控制器的超聲檢測控制，是指中央處理器模塊按程序首先控制多路切換模塊接通某一超聲換能器，然后啟動超聲發(fā)射模塊發(fā)出電信號加在該超聲換能器上，該超聲換能器受激產(chǎn)生的超聲波脈沖通過聲耦合介質(zhì)進入閥壁并在其中傳播，在閥壁和閥芯之間的間隙處，由于間隙內(nèi)的液壓油和閥壁的聲阻抗不同，超聲波在間隙處產(chǎn)生發(fā)射，部分反射能量沿原入射途徑返回該超聲換能器，該超聲換能器又將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，該電脈沖信號通過回波信號濾波放大模塊后輸入到高速A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量發(fā)送到中央處理器模塊，中央處理器模塊將該采集的反射波電脈沖記錄并保存；所述智能控制器的幅值輸出控制，是指智能控制器的中央處理器模塊按程序，首先將智能控制器的超聲檢測控制中記錄并保存的反射波電脈沖，作為該監(jiān)測點的信號序列，其次根據(jù)液壓閥和超聲參數(shù)，計算閥芯閥壁間間隙的回波位置，最后根據(jù)該位置信息提取信號序列中的對應(yīng)幅值作為該監(jiān)測點的信號幅值； 其中檢測步驟，是指針對液壓閥的一般工況，智能控制器的中央處理器模塊控制超聲卡緊故障預報檢測定位模塊輪流激勵多個超聲波換能器定時產(chǎn)生超聲波脈沖并檢測回波信號(即反射波電脈沖)，超聲卡緊故障預報檢測定位模塊將該回波信號和基準信號幅值進行卡緊故障比較判別控制，最終向中央處理器模塊發(fā)出故障預報信號或發(fā)出故障預報信號和卡緊信號，中央處理器模塊驅(qū)動無線通訊模塊將該故障預報信號發(fā)送到中央控制室進行故障預警； 所述卡緊故障比較判別控制，是指將回波信號(即反射波電脈沖)經(jīng)幅頻分析處理后和正常工況時及卡緊工況時對應(yīng)的基準信號幅值相比較；當檢測到回波信號偏離正常工況時的基準信號幅值范圍時，向中央處理器模塊發(fā)出故障預報信號；當檢測到回波信號落在卡緊工況時的基準信號幅值范圍，除向中央處理器模塊發(fā)出故障預報信號外，還通過比較同 一平面上三處以上超聲換能器的回波信號數(shù)值確定該平面法線方向的卡緊位置，檢測得到卡緊故障的發(fā)生位置，并向中央處理器模塊發(fā)出卡緊信號；其中修復步驟是指，智能控制器的中央處理器模塊根據(jù)檢測步驟發(fā)出的卡緊信號，決定閥芯磁化裝置上的螺線管線圈和特制閥壁上的四個螺線管線圈的通電方向、通電個數(shù)、順序、電流大小、通電時間和頻率等，并將該信息送到閥芯磁化裝置和電磁力卡緊排除模塊； 閥芯磁化裝置和電磁力卡緊排除模塊據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除。
2.如權(quán)利要求I所述的一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，其特征在于所述標定基準步驟中通過智能控制器以及受其控制的超聲換能器，進行智能控制器的超聲檢測控制和智能控制器的幅值輸出控制的操作，是指包括標定正常基準步驟和標定卡緊基準步驟；其中標定正常基準步驟，是指將液壓閥調(diào)整到正常工況，即將閥芯調(diào)整到閥芯和閥腔的中軸線重合，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為特定超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時對應(yīng)的基準信號幅值，重復上述操作，最終獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時的完整基準信號幅值；其中標定卡緊基準步驟，是指將液壓閥調(diào)整到卡緊工況，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為特定超聲換能器所在監(jiān)測點卡緊工況時對應(yīng)的基準信號幅值，重復上述操作，最終獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點卡緊工況時的完整基準信號幅值。
3.如權(quán)利要求I所述的一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，其特征在于所述標定基準步驟中通過智能控制器以及受其控制的超聲換能器，進行智能控制器的超聲檢測控制和智能控制器的幅值輸出控制的操作，是指包括如下將液壓閥調(diào)整到正常工況，即將閥芯調(diào)整到閥芯和閥腔的中軸線重合，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為特定超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時對應(yīng)的基準信號幅值；將液壓閥調(diào)整到卡緊工況，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的幅值輸出控制，獲取信號幅值作為特定超聲換能器所在監(jiān)測點卡緊工況時對應(yīng)的基準信號幅值；重復上述操作，最終獲得多個超聲換能器所在監(jiān)測點正常工況時和卡緊工況時的完整基準信號幅值。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，其特征在于所述閥芯磁化裝置和電磁力卡緊排除模塊據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除，是指閥芯磁化裝置據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為N或S磁極，電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制使四塊閥壁主壁均磁化為和閥芯相同的磁極，閥芯和四塊閥壁主壁之間產(chǎn)生大小不等的電磁斥力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)；或者，電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制使四塊閥壁主壁均磁化為N或S磁極，閥芯磁化裝置據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為和閥壁主壁相同的磁極，閥芯和四塊閥壁主壁之間產(chǎn)生大小不等的電磁斥力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)； 所述閥芯磁化控制是指，對閥芯磁化裝置上的螺線管線圈61通電，控制該螺線管線圈中的電流方向，將插入在螺線管線圈中的軸芯磁化為N或S磁極，和軸芯62 —體的閥芯41就同樣磁化為N或S磁極； 所述閥壁磁化控制是指，對四塊閥壁主壁上的四個螺線管線圈同時通電，各線圈電流相等，控制四個螺線管線圈中的電流方向，使四塊閥壁主壁被磁化為N或S磁極。
5.如權(quán)利要求4所述的一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，其特征在于所述閥芯磁化裝置和電磁力卡緊排除模塊據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除，還包括采取間斷循環(huán)控制，所述間斷循環(huán)控制是指，在閥芯磁化裝置的螺線管線圈和四塊閥壁主壁上的螺線管線圈通電一定時間后，同時使各個螺線管線圈斷電一定時間，然后繼續(xù)實施上述修復步驟，如此循環(huán)反復，使閥芯41在電磁力的作用下，沿閥腔42的徑向大幅振動。
6.如權(quán)利要求5所述的一種檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，其特征在于所述超聲換能器的頻率在IOMHz以上；所述智能控制器中高速A/D轉(zhuǎn)換模塊中的A/D轉(zhuǎn)換器選用ADS5485或同等性能的A/D芯片，所述超聲換能器選用直探頭，所述聲耦合介質(zhì)為機油；所述閥芯和閥壁主壁由高磁導合金1J89制成，所述隔磁帶由YG8不導磁進口鎢鋼制成。
7.如權(quán)利要求2或3所述的一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，其特征在于所述閥芯磁化裝置和電磁力卡緊排除模塊據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除，是指閥芯磁化裝置據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為N或S磁極，電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制，使卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁磁化為和閥芯相反的磁極，閥芯和卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁之間產(chǎn)生電磁吸力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)；或者電磁力卡緊排除模塊據(jù)此采取閥壁磁化控制使卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁磁化為N或S磁極，閥芯磁化裝置據(jù)此采取閥芯磁化控制使閥芯磁化為和卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁相反的磁極，閥芯和卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁之間產(chǎn)生電磁吸力，從而使閥芯開始向閥腔的中軸線方向運動，緩解卡緊狀態(tài)； 所述閥芯磁化控制是指，對閥芯磁化裝置上的螺線管線圈通電，控制該螺線管線圈中的電流方向，將插入在螺線管線圈中的軸芯磁化為N或S磁極，和軸芯一體的閥芯就同樣磁化為N或S磁極； 所述閥壁磁化控制是指，閥腔的閥芯卡緊所在的某一個或兩個側(cè)面為卡緊側(cè)面，卡緊側(cè)面對面的一個側(cè)面或兩個側(cè)面為卡緊對面?zhèn)让?，對卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁上的螺線管線圈通電，控制螺線管線圈中的電流方向，使得卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁被磁化為N或S磁極。
8.如權(quán)利要求7所述的一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，其特征在于所述閥芯磁化裝置和電磁力卡緊排除模塊據(jù)此動作使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除，還包括采取往復振動控制，所述往復振動控制是指，在卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁上的螺線管線圈通電一定時間后，使該螺線管線圈斷電，并隨后使卡緊側(cè)面的閥壁主壁上的螺線管線圈通電同樣的時間，如此循環(huán)反復，使閥芯在電磁力的作用下，沿閥腔的徑向大幅振動。
9.如權(quán)利要求8所述的一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，其特征在于所述往復振動控制中卡緊側(cè)面的閥壁主壁上的螺線管線圈的通電電流比卡緊對面?zhèn)让娴拈y壁主壁上的螺線管線圈的通電電流小。
10.如權(quán)利要求9所述的一種檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，其特征在于所述超 聲換能器的頻率在IOMHz以上；所述智能控制器中高速A/D轉(zhuǎn)換模塊中的A/D轉(zhuǎn)換器選用ADS5485或同等性能的A/D芯片，所述超聲換能器選用直探頭，所述聲耦合介質(zhì)為機油；所述閥芯和閥壁主壁由高磁導合金1J89制成，所述隔磁帶由YG8不導磁進口鎢鋼制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能檢測并修復液壓閥卡緊故障的方法，包括改造、安裝、標定基準、檢測和修復步驟。改造步驟是指，將閥體的閥壁改造成特制閥壁；安裝步驟，是指將多個超聲換能器固定安裝于閥體的外側(cè)面；其中修復步驟是指，智能控制器的中央處理器模塊根據(jù)檢測步驟發(fā)出的卡緊信號，決定閥芯磁化裝置上的螺線管線圈和特制閥壁上的四個螺線管線圈的通電方向、通電個數(shù)、順序、電流大小、通電時間和頻率等，據(jù)此使相應(yīng)的螺線管線圈通電實施卡緊故障排除。采用本技術(shù)方案，可方便、準確、實時的預報、檢測滑閥閥芯卡緊故障、判斷卡緊位置，并可便捷的利用電磁力修復由污染和徑向力不平衡造成的卡緊故障，操作簡便，使用效果好。
文檔編號F16K29/00GK102734528SQ20121018703
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者張華芳, 李偉波 申請人:紹興文理學院