基于數(shù)字變量泵先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)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(cè)技術(shù)，尤其是設(shè)計(jì)一種基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高速開(kāi)關(guān)閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作快、抗污染能力強(qiáng)、可靠性高、加工成本低的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制和國(guó)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(kāi)和關(guān)兩種，作為一種數(shù)字信號(hào)直接控制的閥，故其不需要運(yùn)用D/A轉(zhuǎn)換接口就能將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和液壓系統(tǒng)相互結(jié)合，在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及嵌入式控制技術(shù)向各個(gè)領(lǐng)域滲透的大背景下，在接口層面有著獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。
[0003]國(guó)外早在上個(gè)世紀(jì)70年代末的英國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始對(duì)高速開(kāi)關(guān)閥進(jìn)行相應(yīng)的研究，開(kāi)發(fā)出Colenoid閥和Helenoid閥這兩種有著特殊結(jié)構(gòu)的電磁開(kāi)關(guān)閥。我國(guó)國(guó)內(nèi)直至上個(gè)世紀(jì)80年代才開(kāi)始高速開(kāi)關(guān)閥的研究，目前如何提高高速開(kāi)關(guān)閥的響應(yīng)時(shí)間仍然是高速開(kāi)關(guān)閥研究的一大難點(diǎn)。
[0004]由于高速開(kāi)關(guān)閥的動(dòng)作行程和動(dòng)作時(shí)間都很短，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量顯得尤為困難。通常用來(lái)測(cè)量傳統(tǒng)各類液壓閥元件的測(cè)試技術(shù)，對(duì)于高速開(kāi)關(guān)閥頻響的測(cè)量已經(jīng)不適用，故開(kāi)發(fā)一種新型可靠的高速開(kāi)關(guān)閥頻響測(cè)試方法顯得尤為重要。目前對(duì)高速開(kāi)關(guān)閥響應(yīng)的測(cè)量主要可以分成兩種，一種是對(duì)其用于控制閥芯的高速電磁鐵的頻響進(jìn)行測(cè)量，另一種則是通過(guò)檢測(cè)閥芯受力的突變情況進(jìn)而間接測(cè)量高速開(kāi)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(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)試方法，能夠通過(guò)檢測(cè)數(shù)字變量栗出口處壓力、流量的變化，進(jìn)而間接的測(cè)量出高速開(kāi)關(guān)閥在壓力油路中的實(shí)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(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)包括高速開(kāi)關(guān)閥控制器、數(shù)字變量栗、高速開(kāi)關(guān)閥、高速開(kāi)關(guān)閥安裝閥塊、流量傳感器、壓力傳感器、測(cè)試系統(tǒng)控制器、數(shù)字變量栗斜盤(pán)；
[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(pán)上；高速開(kāi)關(guān)閥安裝在高速開(kāi)關(guān)閥安裝閥塊上，高速開(kāi)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(kāi)關(guān)閥的控制信號(hào)輸入端連接高速開(kāi)關(guān)閥控制器，高速開(kāi)關(guān)閥控制器的信號(hào)輸出端連接測(cè)試系統(tǒng)控制器，流量傳感器和壓力傳感器信號(hào)輸出端連接測(cè)試系統(tǒng)控制器。
[0009]所述的測(cè)試系統(tǒng)控制器為可編程控制器。
[0010]所述的高速開(kāi)關(guān)閥安裝閥塊帶有減壓閥安裝孔。[0011 ] 所述的測(cè)試系統(tǒng)控制器包含數(shù)據(jù)采集模塊。
[0012]所述測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法是:
[0013]通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)控制器設(shè)定數(shù)字變量栗的輸出壓力值，同時(shí)確定高速開(kāi)關(guān)閥控制信號(hào)的初始測(cè)量頻率Π，通過(guò)改變高速開(kāi)關(guān)閥的輸入PWM信號(hào)占空比，調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗的出口壓力產(chǎn)生一個(gè)階躍，記錄下此次試驗(yàn)數(shù)字變量栗出口壓力、流量信號(hào)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時(shí)間tl ；
[0014]改變高速開(kāi)關(guān)閥控制信號(hào)的頻率為f2，再次通過(guò)改變高速開(kāi)關(guān)閥的輸入PWM信號(hào)占空比，調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗的出口壓力產(chǎn)生一個(gè)階躍，記錄下此次試驗(yàn)數(shù)字變量栗出口壓力、流量信號(hào)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時(shí)間t2 ;
[0015]不斷調(diào)節(jié)高速開(kāi)關(guān)閥輸入信號(hào)的頻率，直至數(shù)字變量栗出口壓力、流量信號(hào)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時(shí)間不再發(fā)生變化，那么此時(shí)高速開(kāi)關(guān)閥輸入信號(hào)的頻率即為其實(shí)際工作頻率。
[0016]本發(fā)明具有的有益效果是:
[0017]1、可以測(cè)得在系統(tǒng)壓力作用下，高速開(kāi)關(guān)閥的實(shí)際頻響。
[0018]2、高速開(kāi)關(guān)閥插裝在高速開(kāi)關(guān)閥安裝閥塊中，在油液的作用下，有利于保護(hù)開(kāi)關(guān)閥的閥芯不被磨損，同時(shí)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(shí)時(shí)反饋?zhàn)兞坷醯妮敵鎏匦?，可以?shí)時(shí)的跟蹤高速開(kāi)關(guān)閥的工作狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)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(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)試方法的程序框圖。
[0022]圖中:1、高速開(kāi)關(guān)閥控制器，2、數(shù)字變量栗，3、高速開(kāi)關(guān)閥，4、高速開(kāi)關(guān)閥安裝閥塊，5、流量傳感器，6、壓力傳感器，7、測(cè)試系統(tǒng)控制器，8、數(shù)字變量栗斜盤(pán)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施例不應(yīng)看作是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0024]如圖1所示，包括高速開(kāi)關(guān)閥控制器1、數(shù)字變量栗2、高速開(kāi)關(guān)閥3、高速開(kāi)關(guān)閥安裝閥塊4、流量傳感器5、壓力傳感器6、測(cè)試系統(tǒng)控制器7、數(shù)字變量栗斜盤(pán)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(pán)8上；高速開(kāi)關(guān)閥3安裝在高速開(kāi)關(guān)閥安裝閥塊4上，高速開(kāi)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(kāi)關(guān)閥3的控制信號(hào)輸入端連接高速開(kāi)關(guān)閥控制器1，高速開(kāi)關(guān)閥控制器1的信號(hào)輸出端連接測(cè)試系統(tǒng)控制器7，流量傳感器5和壓力傳感器6信號(hào)輸出端連接測(cè)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(shí)時(shí)的采集傳遞給測(cè)試系統(tǒng)控制器7。
[0025]所述的測(cè)試系統(tǒng)控制器7為可編程控制器。所述的高速開(kāi)關(guān)閥安裝閥塊4帶有減壓閥安裝孔。所述的測(cè)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先通過(guò)測(cè)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(shí)確定高速開(kāi)關(guān)閥3控制信號(hào)的初始測(cè)量頻率Π，通過(guò)改變高速開(kāi)關(guān)閥3的輸入PWM信號(hào)占空比，調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗2的出口壓力產(chǎn)生一個(gè)明顯的階躍，記錄下此次試驗(yàn)數(shù)字變量栗2出口壓力、流量信號(hào)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時(shí)間tl。改變高速開(kāi)關(guān)閥3控制信號(hào)的頻率為f2，再次通過(guò)改變高速開(kāi)關(guān)閥3的輸入PWM信號(hào)占空比，調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗2的出口壓力產(chǎn)生一個(gè)明顯的階躍，記錄下此次試驗(yàn)數(shù)字變量栗2出口壓力、流量信號(hào)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時(shí)間t2。不斷調(diào)節(jié)高速開(kāi)關(guān)閥3輸入信號(hào)的頻率，直至數(shù)字變量栗2出口壓力、流量信號(hào)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時(shí)間不再發(fā)生變化時(shí)，那么此時(shí)高速開(kāi)關(guān)閥輸入信號(hào)的頻率即為其實(shí)際工作頻率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于數(shù)字變量栗先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:包括高速開(kāi)關(guān)閥控制器⑴、數(shù)字變量栗(2)、高速開(kāi)關(guān)閥(3)、高速開(kāi)關(guān)閥安裝閥塊(4)、流量傳感器(5)、壓力傳感器(6)、測(cè)試系統(tǒng)控制器(7)、數(shù)字變量栗斜盤(pán)(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(pán)⑶上；高速開(kāi)關(guān)閥⑶安裝在高速開(kāi)關(guān)閥安裝閥塊⑷上，高速開(kāi)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(kāi)關(guān)閥(3)的控制信號(hào)輸入端連接高速開(kāi)關(guān)閥控制器(1)，高速開(kāi)關(guān)閥控制器(1)的信號(hào)輸出端連接測(cè)試系統(tǒng)控制器(7)，流量傳感器(5)和壓力傳感器(6)信號(hào)輸出端連接測(cè)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(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的測(cè)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(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的高速開(kāi)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(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的測(cè)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(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于: 通過(guò)測(cè)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(shí)確定高速開(kāi)關(guān)閥(3)控制信號(hào)的初始測(cè)量頻率Π，通過(guò)改變高速開(kāi)關(guān)閥(3)的輸入PWM信號(hào)占空比，調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗(2)的出口壓力產(chǎn)生一個(gè)階躍，記錄下此次試驗(yàn)數(shù)字變量栗(2)出口壓力、流量信號(hào)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時(shí)間tl ; 改變高速開(kāi)關(guān)閥(3)控制信號(hào)的頻率為f2，再次通過(guò)改變高速開(kāi)關(guān)閥(3)的輸入PWM信號(hào)占空比，調(diào)節(jié)數(shù)字變量栗(2)的出口壓力產(chǎn)生一個(gè)階躍，記錄下此次試驗(yàn)數(shù)字變量栗(2)出口壓力、流量信號(hào)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時(shí)間t2 ; 不斷調(diào)節(jié)高速開(kāi)關(guān)閥(3)輸入信號(hào)的頻率，直至數(shù)字變量栗(2)出口壓力、流量信號(hào)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)所用的響應(yīng)時(shí)間不再發(fā)生變化，那么此時(shí)高速開(kāi)關(guān)閥輸入信號(hào)的頻率即為其實(shí)際工作頻率。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了基于數(shù)字變量泵先導(dǎo)調(diào)節(jié)的高速開(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)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(pán)上；高速開(kāi)關(guān)閥安裝在高速開(kāi)關(guān)閥安裝閥塊上，高速開(kāi)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(kāi)關(guān)閥的控制信號(hào)輸入端連接高速開(kāi)關(guān)閥控制器，高速開(kāi)關(guān)閥控制器的信號(hào)輸出端連接測(cè)試系統(tǒng)控制器，流量傳感器和壓力傳感器信號(hào)輸出端連接測(cè)試系統(tǒng)控制器。
【IPC分類】F15B19/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105298992
【申請(qǐng)?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(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日