[发明专利]一种基于阀口节流激振特性的阀故障诊断装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于阀微振动特性的采集、分析和智能识别的阀故障诊断，特别涉及一种基于阀口节流激振特性的阀故障诊断装置及方法。

背景技术                                                                                                                                                            液压阀是用于控制液体压力,流量和方向的元件，广泛应用于液压控制系统中。阀芯在液压阀中通过位置移动来控制液体的流向或流量等,是液压阀重要的组成部分。在液压系统实际使用过程中，由于阀体内部节流口流体的冲击特性，在管路油压或者流量发生变化时，液压阀阀芯会出现微小颤振。液压系统的生产实际表明阀芯颤振的频率特性与液压系统的工况有着直接的联系。然而，基于液压流体的不确定性，上述两者之间的相关关系较难通过理论模型进行推导，因此，需要研制一种基于阀芯振动特性的液压阀诊断装置，可较好地辨识由于阀芯加工误差,热胀冷缩或油污阻塞等原因，液压阀阀芯卡紧卡涩等现象。在生产过程中，该现象将导致液压系统无法正常工作，甚至造成重大生产事故。

目前，针对阀芯故障诊断的方法并不是很多。如专利号CN1026200047A的专利涉及一种实时在线的液压阀卡涩卡紧液压检测装置,其与电磁比例阀电连接,通过采样模块采集通过液压阀的电信号,通过卡紧卡涩判决模块根据输入震颤信号的频率、峰值等信息，利用模糊多准则判决等模块判断液压阀的卡紧卡涩情况的隶属度,同时该装置能根据负反馈回路，通过PID控制输出控制信号与震颤发生信号叠加，经放大电路驱动液压阀阀芯动作来修复轻微的卡涩情况，但改装置结构过于复杂，需要改变普通液压阀的结构及控制电路,使用不方便，应用受限。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于阀口节流激振特性的阀故障诊断装置及方法。

一种基于阀口节流激振特性的阀故障诊断装置，采集及放大模块，微处理器模块，人机界面模块，所述的采集及放大模块包括压电传感器Q1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2和运算放大器Q2，所述的微处理器模块包括DSP芯片U1TMS320F2812，所述的人机界面模块包括两块SN74ALVC64245电压转换芯片U2、U3和T6973C液晶显示器U4；

所述的压电传感器Q1的一端接地，另一端与第一电容C1的一端、第一电阻R1的一端和运算放大器Q2的反向输入端连接；运算放大器Q2的正向输入端与第二电容C2的一端和第二电阻R2的一端连接，负向电源输入端接地，输出端与第一电容C1的另一端、第一电阻R1的另一端、DSP芯片U1TMS320F2812的175脚连接，第二电容C2的另一端接地，第二电阻R2的另一端与DSP芯片U1TMS320F2812的174脚连接并接地；DSP芯片U1TMS320F2812的155脚、149脚、106脚、107脚分别与电压转换芯片U2 SN74ALVC64245的47脚、44脚、43脚、41脚连接，157脚分别与电压转换芯片U2 SN74ALVC64245的46脚和电压转换芯片U3 SN74ALVC64245的1脚连接，94脚、95脚、98脚、99脚、102脚、104脚、116脚、117脚分别与电压转换芯片U3 SN74ALVC64245的47脚、46脚、44脚、43脚、41脚、40脚、38脚、37脚连接；电压转换芯片U2 SN74ALVC64245的42脚和1脚接3.3V电源，7脚接5V电源，10脚、48脚和39脚接地，2脚、3脚、5脚、6脚、8脚分别与T6973C液晶显示器U4的18脚、19脚、20脚、21脚、2脚连接；电压转换芯片U3 SN74ALVC64245的42脚接3.3V电源，7脚接5V电源，10脚、48脚和39脚接地，2脚、3脚、5脚、6脚、8脚、9脚、11脚、12脚分别与T6973C液晶显示器U4的33脚、34脚、35脚、36脚、37脚、38脚、39脚、40脚连接；T6973C液晶显示器U4的32脚接5V电源，63脚接地。

一种基于阀口节流激振特性的阀故障诊断方法：该方法包括以下步骤：

第一步：信号采集及放大模块通过压电传感器采集液压阀振动信号；放大模块采用电荷放大芯片OPA128JM将信号放大为电压信号x(t)；