[發(fā)明專利]一種液壓閥卡緊故障的檢測和定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210173996.7
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102721536A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉波;張華芳
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興文理學(xué)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(wù)所 33220
• 代理人: 鄭宏幟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液壓閥的卡緊故障，特別是一種液壓閥卡緊故障的檢測和定位方法。

背景技術(shù)

滑閥類閥芯機(jī)構(gòu)是各類液壓閥中采用最多的一種結(jié)構(gòu)形式。滑閥一般包括閥芯和閥體，閥體包括閥壁和閥腔。滑閥卡緊故障是液壓系統(tǒng)中最為常見的故障和失效形式之一。液壓系統(tǒng)作為大功率執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一旦出現(xiàn)卡緊故障，輕者系統(tǒng)失效，重者還會危及設(shè)備甚至人身安全。因此，首先，及時(shí)發(fā)現(xiàn)卡緊故障對液壓系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要；其次，對卡緊故障的預(yù)報(bào)更能將故障扼殺在萌芽狀態(tài)，對提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性意義重大；第三，如果卡緊故障已發(fā)生，判斷閥芯卡緊在閥腔內(nèi)的那個(gè)側(cè)面位置對于卡緊故障的排除也很關(guān)鍵。

現(xiàn)有滑閥卡緊信息的獲取，主要是通過對液壓系統(tǒng)壓力、流量、位移等量的檢測來實(shí)現(xiàn)，屬于間接檢測診斷的方法，無法直接獲取閥芯工作狀態(tài)。特別的，影響壓力、流量、位移等參量的因素很多，而卡緊只是其中之一，因此卡緊檢測的準(zhǔn)確性有待推敲。

也有的學(xué)者提出利用疊加在閥芯上的顫振信號的變化來檢測卡緊卡澀故障，這種方法可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)卡緊故障的檢測和預(yù)報(bào)，但由于其也是通過電磁場變化間接檢測閥芯機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)，存在判斷影響因素多，判斷閾值難以統(tǒng)一標(biāo)定等問題。

另外，對于卡緊后閥芯卡緊位置的判定方法，則較少見諸報(bào)道。

有鑒于此，本發(fā)明人結(jié)合從事液壓閥領(lǐng)域研究工作多年的經(jīng)驗(yàn)，對上述技術(shù)領(lǐng)域的缺陷進(jìn)行長期研究，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的液壓閥卡緊故障的檢測和定位方法，可方便、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的預(yù)報(bào)、檢測滑閥閥芯卡緊故障、判斷卡緊位置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

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。包括安裝步驟、標(biāo)定正常基準(zhǔn)步驟、標(biāo)定卡緊基準(zhǔn)步驟和檢測步驟，具體如下：

其中安裝步驟，是指將多個(gè)超聲換能器固定安裝于液壓閥閥體的外側(cè)面，超聲換能器的軸心線和閥體內(nèi)閥腔的中軸線垂直相交；

其中標(biāo)定正常基準(zhǔn)步驟，是指將液壓閥調(diào)整到正常工況，即將閥芯調(diào)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(jiān)測點(diǎn)正常工況時(shí)對應(yīng)的基準(zhǔn)信號幅值，重復(fù)上述操作，最終獲得多個(gè)超聲換能器所在監(jiān)測點(diǎn)正常工況時(shí)的完整基準(zhǔn)信號幅值；

其中標(biāo)定卡緊基準(zhǔn)步驟，是指將液壓閥調(diào)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(jiān)測點(diǎn)卡緊工況時(shí)對應(yīng)的基準(zhǔn)信號幅值，重復(fù)上述操作，最終獲得多個(gè)超聲換能器所在監(jiān)測點(diǎn)卡緊工況時(shí)的完整基準(zhǔn)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(jiān)測點(diǎn)是否存在卡緊故障以及卡緊故障輕重程度等的卡緊狀態(tài)信息；重復(fù)上述操作，最終獲得多個(gè)超聲換能器所在監(jiān)測點(diǎn)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(tài)信息，通過模糊算法處理，得出有關(guān)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(jié)論；

所述智能控制器包括中央處理器模塊、高速A/D轉(zhuǎn)換模塊、回波信號濾波放大模塊、超聲發(fā)射模塊和多路切換模塊；中央處理器模塊和高速A/D轉(zhuǎn)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(fā)射模塊相連，可控制超聲脈沖產(chǎn)生；中央處理器模塊和多路切換模塊相連，可用于在多個(gè)超聲換能器之間切換超聲發(fā)射、接收對象；超聲發(fā)射模塊和多路切換模塊相連，高速A/D轉(zhuǎn)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(gè)超聲換能器相連；

所述超聲換能器和閥體外側(cè)面直接涂有聲耦合介質(zhì)；

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(fā)射模塊發(fā)出電信號加在該超聲換能器上，該超聲換能器受激產(chǎn)生的超聲波脈沖通過聲耦合介質(zhì)進(jìn)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(nèi)的液壓油和閥壁的聲阻抗不同，超聲波在間隙處產(chǎn)生發(fā)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(zhuǎn)變?yōu)殡娒}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(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量發(fā)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；