[发明专利]一种带健康状态指示的智能比例阀

权利要求书

1.一种带健康状态指示的智能比例阀，其特征在于包括：

比例阀阀体(1)，控制信号输入通道(2)，阀芯位置反馈通道(3)，采集单元(4)，计算单元(5)，输出单元(6)，设置单元(7)，报警指示灯和蜂鸣器(8)，健康状态指示灯组(9)；

比例阀阀体(1)，用于将电气控制信号转换为液压信号；

控制信号输入通道(2)，用于电气控制信号输入；

阀芯位置反馈通道(3)，用于比例阀阀芯位置反馈信号输出；

采集单元(4)，用于采集控制信号输入通道(2)输入的电气控制信号、阀芯位置反馈通道(3)输出的比例阀阀芯位置反馈信号，经采集处理后送给计算单元(5)；

计算单元(5)，采用比例阀健康状态计算方法，根据设置单元(7)输出的振荡电流变化幅值、振荡电流周期T、采样周期T_采，对采集单元(4)输入的电气控制信号和比例阀阀芯位置反馈信号进行算法处理，然后输出计算结果给输出单元(6)；

输出单元(6)，根据计算单元(5)输出结果K和设置单元(7)输出的比例阀健康标志信号变化率标准值k，输出驱动信号给报警指示灯和蜂鸣器(8)，以及健康状态指示灯组(9)；

设置单元(7)，用于设置控制参数：比例阀健康标志信号变化率标准值k、振荡电流变化幅值、振荡电流周期T、采样周期T_采；

设置单元(7)将比例阀健康标志信号变化率标准值k输出给输出单元(6)；

设置单元(7)将振荡电流变化幅值、振荡电流周期T、采样周期T_采输出给计算单元(5)；

报警指示灯和蜂鸣器(8)，接收输出单元(6)输出的驱动信号，当比例阀性能下降或比例阀有发生故障前兆或趋势时，输出单元(6)输出的信号驱动指示灯点亮和蜂鸣器蜂鸣时，提醒运行维护人员对健康状态不佳的比例阀进行更换维护；

健康状态指示灯组(9)，用于接受输出单元(6)输出的驱动信号控制，输出单元(6)输出的信号实时驱动健康状态指示灯组(9)显示比例阀健康状态；

计算单元(5)采用比例阀健康状态计算方法，选取比例阀健康标志信号及其变化率K作为比例阀健康状态信号，步骤如下:

第1步：初始化，n＝1，n为采样计算周期序号，进入第2步；

第2步：采集单元(4)实时采集当前周期比例阀给定信号，记作B_给定n；以及当前周期比例阀反馈信号，记作B_n，进入第3步；

第3步：若当前周期比例阀给定信号B_给定n变化幅值小于2倍振荡电流变化幅值，进入第4步；否则，n＝1，返回第2步；

第4步：计算单元(5)计算当前周期比例阀给定信号B_给定n和比例阀反馈信号B_n差值ΔB_n＝B_给定n-B_n，进入第5步；

第5步：根据比例阀振荡电流的周期T和比例阀给定和反馈信号采样周期T_采，确定采样样本数N＝T/T_采，进入第6步；

第6步：若nN-1，计算最近N个采样周期的ΔB_n平均值进入第7步；否则，进入第10步；

第7步：计算比例阀健康标志信号进入第8步；

第8步：若n＝N且比例阀健康标志信号基准值K_*未赋初值，则

进入第9步；否则直接进入第9步；

第9步：计算比例阀健康标志信号变化率K＝|K_n-K_*|/K_*，进入第10步；

第10步：n++，返回步骤2，进入下一轮循环。

2.根据权利要求1所述一种带健康状态指示的智能比例阀，其特征在于：该比例阀还包括电源模块(10)，用于接受外部电源输入，转换输出工作电源给比例阀阀体(1)，控制信号输入通道(2)，阀芯位置反馈通道(3)，采集单元(4)，计算单元(5)，输出单元(6)，设置单元(7)，报警指示灯和蜂鸣器(8)，健康状态指示灯组(9)。

3.根据权利要求1所述一种带健康状态指示的智能比例阀，其特征在于：健康状态指示灯组(9)由5个指示灯组成，灯组条状连续分布，左边第1个指示灯编号为①，以此往右分别编号为②、③、④、⑤，输出单元(6)采用以下控制逻辑驱动方法，驱动报警指示灯和蜂鸣器(8)和健康状态指示灯组(9)动作，步骤如下：

1、若0≦K﹤20％，则驱动健康状态指示灯组(9)中①号指示灯点亮；

2、若20％≦K﹤40％，则驱动健康状态指示灯组(9)中①②号指示灯点亮；

3、若40％≦K﹤60％，则驱动健康状态指示灯组(9)中①②③号指示灯点亮；

4、若60％≦K﹤80％，则驱动健康状态指示灯组(9)中①②③④号指示灯点亮；

5、若K≧80％，则驱动健康状态指示灯组(9)中①②③④⑤号指示灯点亮；

6、若K≧k并保持0.1秒，则驱动报警指示灯和蜂鸣器(8)。