[发明专利]力马达直动式三通伺服阀的检测系统及方法

权利要求书

1.一种力马达直动式三通伺服阀的检测系统，其特征在于：本检测系统包括计算机、信号发生器、指令信号隔离/切换模块、阀专用伺服放大器、阀芯位移变送器、阀信号切换/隔离模块、液压信号调理与转换模块、数据采集模块、压力传感器和流量计，所述计算机控制指令输出端连接所述信号发生器输入端，所述信号发生器输出端连接所述指令信号隔离/切换模块输入端，所述指令信号隔离/切换模块输出端连接所述阀专用伺服放大器输入端，所述阀专用伺服放大器输出端连接被测伺服阀驱动信号输入端，所述阀芯位移变送器输入端连接被测伺服阀阀芯位置传感器输出端，所述阀芯位移变送器输出端连接所述阀信号切换/隔离模块输入端，所述压力传感器和流量计分别检测被测伺服阀的压力信号和流量信号并输出端分别连接所述液压信号调理与转换模块输入端，所述液压信号调理与转换模块和阀信号切换/隔离模块输出端分别连接所述数据采集模块输入端，所述数据采集模块输出端连接所述计算机信号输入端。

2.根据权利要求1所述的力马达直动式三通伺服阀的检测系统，其特征在于：本检测系统还包括CAN总线控制模块，所述CAN总线控制模块分别与所述计算机、指令信号隔离/切换模块、阀信号切换/隔离模块、液压信号调理与转换模块双向连接。

3.一种力马达直动式三通伺服阀的检测方法，其特征在于：本方法包括如下步骤：

步骤一、搭建被测伺服阀液压试验油路，进油口底座、被测阀底座和流量计底座依次串接并首端、尾端及之间分别设置第一截止阀、第七截止阀、第二截止阀和第六截止阀，第一截止阀输入端连接液压油源，第七截止阀输出端连接回油，进油口底座输出端分别连接被测阀底座和流量计底座一油口并进油口底座与被测阀底座之间和被测阀底座与流量计底座之间分别设有第三截止阀和第四截止阀，被测阀底座另一油口通过第五截止阀连接流量计底座另一油口，第一压力传感器设于第二截止阀输出端，第二压力传感器设于第六截止阀输出端，第三压力传感器设于第四截止阀输入端，第四压力传感器设于第五截止阀输入端，通孔盖板设于进油口底座上，被测伺服阀通过过渡阀板和伺服阀阀板设于被测阀底座上，过渡阀板上设有测压接头，伺服阀阀板上设有冷却空气输入口，流量计通过流量计阀板设于流量计底座上；

步骤二、被测伺服阀恒定阀压降下输出流量特性测试，打开液压试验油路中第一截止阀、第二截止阀、第五截止阀、第六截止阀和第七截止阀，关闭第三截止阀和第四截止阀，设定液压油源的输出流量为试验流量的1.25倍，设定液压油源的供油压力为70 bar，伺服阀阀板冷却空气输入口连接干燥洁净的冷却空气，计算机控制信号发生器使控制电流按三角波扫描，使伺服阀阀芯根据控制电流动作，采集控制电流与通过流量计得到的伺服阀输出流量之间的第一关系曲线，然后打开第一截止阀、第三截止阀、第六截止阀、第七截止阀，关闭第二截止阀、第四截止阀、第五截止阀，依上述方法采集控制电流与通过流量计得到的伺服阀输出流量之间的第二关系曲线，第一关系曲线和第二关系曲线即为被测伺服阀流量特性曲线，根据该流量特性曲线，由计算机自动计算出被测伺服阀的滞环、零偏电流、零位流量和流量增益参数；

步骤三、检测和调整被测伺服阀的零偏电流和零位流量，依据被测伺服阀特性，步骤一的第一关系曲线与第二关系曲线交点对应的控制电流即为被测伺服阀的零偏电流值，输出流量为零位流量，零偏电流反映被测伺服阀阀芯的机械零位状态，零位流量反映被测伺服阀阀芯处于零位时阀的输出流量，如零偏电流与设定值存在偏差，则通过旋转被测伺服阀的零位调整螺钉，直至零偏电流与设定值匹配；

步骤四、被测伺服阀压力增益特性测试，打开液压试验油路中第一截止阀、第二截止阀、第六截止阀、第七截止阀，关闭第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀，采用测压软管连通过渡阀板的测压接头，设定液压油源的输出流量为30L/min、供油压力为140 bar，伺服阀阀板冷却空气输入口连接干燥洁净的冷却空气，计算机控制信号发生器使控制电流按三角波扫描，扫描幅值应使压力增益曲线出现饱和段，扫描周期为50-80秒，通过压力传感器检测被测伺服阀供油压力，得到被测伺服阀控制电流输入信号与控制压力关系曲线，并由计算机求取压力增益值，压力增益=控制压力变化量/被测阀额定控制电流X1%；

步骤五、被测伺服阀阶跃响应特性测试，打开液压试验油路中第一截止阀、第二截止阀、第六截止阀、第七截止阀，关闭第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀，采用测压软管连通过渡阀板的测压接头，设定液压油源的输出流量为30L/min、供油压力为100 bar，伺服阀阀板冷却空气输入口连接干燥洁净的冷却空气，计算机控制信号发生器输出方波电流信号，频率为0.1-0.5Hz，幅值为3A，采集被测伺服阀阀芯位移信号，得到阀芯位移与输入电流信号曲线，并通过计算机计算出上升时间和最大超调量，得到被测伺服阀的阶跃响应特性，上升时间为阶跃响应曲线从稳态值的10 %上升到90 %所需时间，最大超调量为阶跃响应曲线上阀芯位移稳态值与最大值之差；

步骤六、被测伺服阀频率响应特性测试，打开液压试验油路中第一截止阀、第二截止阀、第六截止阀、第七截止阀，关闭第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀，采用测压软管连通过渡阀板的测压接头，设定液压油源的输出流量为30L/min、供油压力为140 bar，伺服阀阀板冷却空气输入口连接干燥洁净的冷却空气，计算机控制信号发生器发出正弦激励电流信号扫频，频率为10-350Hz，电流幅值为1A，采集被测伺服阀阀芯位移信号，计算机计算信号发生器输出电流信号与输入电流信号的幅值比和相位差，采用连续测绘/记录方式，得到幅频特性响应曲线和相频特性响应曲线，并通过计算机求出幅频特性响应曲线在-3dB和相频特性响应曲线在-90°时的带宽，即为被测伺服阀的频率响应特性。