[發明專利]一種液壓閥卡緊故障的檢測和定位方法

有效

• 申請號: 201210173996.7
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102721536A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 李偉波;張華芳
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01B17/00
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所 33220
• 代理人: 鄭宏幟

1.一種液壓閥卡緊故障的檢測和定位方法，液壓閥包括閥芯和閥體，閥體包括閥壁和閥腔，其特征在于：包括安裝步驟、標定正常基準步驟、標定卡緊基準步驟和檢測步驟，具體如下：

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面，超聲換能器的軸心線和閥體內閥腔的中軸線垂直相交；

其中標定正常基準步驟，是指將液壓閥調整到正常工況，即將閥芯調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測點正常工況時對應的基準信號幅值，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測點卡緊工況時對應的基準信號幅值，重復上述操作，最終獲得多個超聲換能器所在監測點卡緊工況時的完整基準信號幅值；

其中檢測步驟，是指針對液壓閥的一般工況，通過智能控制器的超聲檢測控制，以及智能控制器的檢測輸出控制，獲取該監測點是否存在卡緊故障以及卡緊故障輕重程度等的卡緊狀態信息；重復上述操作，最終獲得多個超聲換能器所在監測點是否存在卡緊故障以及卡緊故障輕重程度等的全面卡緊狀態信息，通過模糊算法處理，得出有關液壓閥是否存在卡緊故障以及卡緊故障輕重程度的卡緊檢測結論；

所述智能控制器包括中央處理器模塊、高速A/D轉換模塊、回波信號濾波放大模塊、超聲發射模塊和多路切換模塊；中央處理器模塊和高速A/D轉換模塊相連，可處理采集的回波信號；中央處理器模塊和超聲發射模塊相連，可控制超聲脈沖產生；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射、接收對象；超聲發射模塊和多路切換模塊相連，高速A/D轉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；

所述超聲換能器和閥體外側面直接涂有聲耦合介質；

所述智能控制器的超聲檢測控制，是指將超聲換能器和多路切換模塊相連，啟動中央處理器模塊工作；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，然后啟動超聲發射模塊發出電信號加在該超聲換能器上，該超聲換能器受激產生的超聲波脈沖通過聲耦合介質進入閥壁并在其中傳播，在閥壁和閥芯之間的間隙處，由于間隙內的液壓油和閥壁的聲阻抗不同，超聲波在間隙處產生發射，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變為電脈沖，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轉換模塊轉換為數字量發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1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，作為該監測點的信號序列，其次根據液壓閥和超聲參數，計算閥芯閥壁間間隙的回波位置，最后根據該位置信息提取信號序列中的對應幅值作為該監測點的信號幅值；

所述智能控制器的檢測輸出控制，是指智能控制器的中央處理器模塊1按程序，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，經幅頻分析處理后和該監測點卡緊工況時對應的基準信號幅值相比較，得出該監測點是否存在卡緊故障以及卡緊故障輕重程度等的卡緊狀態信息。

2.如權利要求1所述的一種液壓閥卡緊故障的檢測和定位方法，其特征在于：所述安裝步驟中，多個超聲換能器為六個以上的偶數，分成兩排、平行于閥體內閥腔中軸線的安裝在閥體的相鄰兩外側面上，每一側面上的各超聲換能器等間隔排列。

3.如權利要求2所述的一種液壓閥卡緊故障的檢測和定位方法，其特征在于：還包括定位步驟，所述定位步驟是指，當所述檢測步驟得出液壓閥存在卡緊故障時，所述智能控制器的中央處理器模塊按程序，根據檢測步驟中所獲取的多個超聲換能器所在監測點的全面卡緊狀態信息，綜合后得到三維的卡緊信息，即可得出閥芯的卡緊位置。

4.如權利要求1或2或3所述的一種液壓閥卡緊故障的檢測和定位方法，其特征在于：所述超聲換能器的頻率在10MHz以上。

5.如權利要求1或2或3所述的一種液壓閥卡緊故障的檢測和定位方法，其特征在于：所述智能控制器中高速A/D轉換模塊中的A/D轉換器選用ADS5485或同等性能的A/D芯片，所述超聲換能器選用直探頭，所述聲耦合介質為機油。