[发明专利]脉宽调制高速应答阀的测试系统和测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉宽调制高速应答阀的测试系统和测试方法。

背景技术

高速应答阀是一种新型的电液数字阀，其采用脉宽调制数字控制，由力矩马达、螺管式电磁铁或盘式电磁铁等作为电/机械转换器，驱动液压阀工作，通过调节阀口开、关的时间比来改变阀的输出流量。高速应答阀具有结构简单、价格低廉、对污染不敏感、抗干扰能力强、工作可靠、阀口压降小、功耗低、与计算机接口方便等优点。但高速应答阀流量和压力脉动较大，只能控制小流量或作为先导级控制大流量。

目前，各类高速应答阀已在工程机械、汽车等行业得到广泛应用，同时也应用于冶金行业中对响应要求不是太高的系统中，如连铸机扇形段开口度控制系统和结晶器调宽控制系统。

在高速应答阀中，如螺管电磁铁－锥阀式二位二通高速应答阀，当电磁线圈通电时，铁芯推动推杆位移，从而推动锥阀芯向下移动，阀口打开，油液从阀的P口到A口流动；当电磁线圈断电时，锥阀芯在弹簧的作用下复位，阀口关闭。在恒定的采样周期内，控制阀的开、关时间，形成间断的脉冲流量，即可得到不同的输出流量。

高速应答阀使用一段时间后，由于油液内固体污染物及阀高频动作，会发生泄漏量增大、阀芯卡滞甚至卡死故障。高速应答阀故障直接影响连铸机扇形段开口度控制和结晶器调宽控制精度，并最终影响连铸坯的板形精度。通常高速应答阀故障后需进行解体、清洗、维修，修复后的阀必须进行静、动态特性测试。但目前尚未有高速应答阀测试的相关系统及标准，使得修复后的高速应答阀特性无法把握。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种脉宽调制高速应答阀的测试系统和测试方法，本测试系统采集被试阀特性参数，并进行分析处理，实现高速应答阀的特性测试，本测试方法得到高速应答阀的静态和动态特性，从而把握修复后高速应答阀的特性状态，保证了高速应答阀的控制精度。

为解决上述技术问题，本发明脉宽调制高速应答阀的测试系统包括测控处理模块、阀驱动模块、数据采集模块、传感器单元、CAN总线单元和试验油路模块，所述传感器单元连接所述试验油路模块，所述数据采集模块接收所述传感器单元的检测信息并将检测信息传输至所述测控处理模块，被试高速应答阀连接于所述试验油路模块中，所述阀驱动模块采用脉宽调制信号控制被试高速应答阀并采集阀线圈电流信号，所述测控处理模块与阀驱动模块之间通过RS232串口通讯连接，所述CAN总线单元连接所述测控处理模块与阀驱动模块的数字量传输通道。

进一步，上述测控处理模块是工业控制计算机。

进一步，上述数据采集模块是数据采集板卡。

进一步，上述传感器单元包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述试验油路模块包括液压泵、单向阀、压力表、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、流量计、溢流阀和油箱，所述单向阀与第一截止阀串接，所述液压泵输入端连接所述油箱、输出端连接所述单向阀，所述溢流阀输入端连接所述液压泵输出端，所述溢流阀输出端连接所述油箱，所述压力表连接所述单向阀与第一截止阀之间，所述第一截止阀输出端连接被试高速应答阀P口，所述第三截止阀与流量计串接，所述第二截止阀并联于所述第三截止阀与流量计两端，所述第二截止阀输入端连接被试高速应答阀A口、输出端连接所述油箱，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别连接被试高速应答阀的P口和A口。

进一步，上述试验油路模块还包括过滤器，所述过滤器串接于所述单向阀与第一截止阀之间。    

一种脉宽调制高速应答阀的测试方法，本测试方法基于上述的测试系统，其包括如下步骤：

步骤一、高速应答阀额定流量特性测试，在阀口压差为额定压力条件下，阀芯位于最大开启位置所对应的输出流量值为高速应答阀额定流量，打开试验油路模块中的第一截止阀和第三截止阀，关闭第二截止阀，被试高速应答阀电磁铁断电，开启液压泵，设定液压泵输出流量为20l/min，调节溢流阀，使被试高速应答阀的P口压力至14MPa，通过阀驱动器使被试高速应答阀的阀口全开，由流量计测量出高速应答阀输出流量值即为其额定流量；

步骤二、高速应答阀内泄漏流量测试，高速应答阀的内泄漏流量是指阀处于完全关闭状态，且阀P口供油压力为指定常数的情况下，从阀的高压腔流到低压腔的流量，打开试验油路模块中的第一截止阀和第三截止阀，关闭第二截止阀，被试应答阀电磁铁断电，通过阀驱动器使阀口关闭，开启液压泵，设定液压泵输出流量为20l/min，调节溢流阀，使被试高速应答阀的P口压力至14MPa，由流量计测量出从高速应答阀P口至A口的流量值即为其内泄漏流量；