一种电液控制比例阀放大器状态监测试验台及其监测方法与流程

    专利查询2026-05-01  14


    本发明涉及喷水推进装置电液控制,特别涉及一种电液控制比例阀放大器状态监测试验台及其监测方法。


    背景技术:

    1、电液比例控制技术从发展至今历时50余年,是一门比较年轻且发展迅速的技术,是液体传动与控制领域的一个重要分支。在现代工业中,电液比例系统由于性能好,价格低,抗污染能力强,被广泛用于航空航天和军事工程等需要精确控制的场合。比例控制器作为电液比例控制系统中的关键组成部分,是电液比例控系统的“大脑”,其性能的优劣性直接影响整个系统的控制性能。

    2、喷水推进作为船艇的一种新型动力推进方式,在高航速下具有高推进效率、低噪声性能,具备优良的操纵性,锲合了高性能水面船艇推进技术的发展趋势,能满足新一代高速船艇等装备发展需求。

    3、作为船艇航行的关键设备,喷水推进装置电液控制的比例阀放大器健康状态直接决定了船艇能否正常航行。但由于喷水推进装置电液控制的比例阀放大器结构复杂,工况复杂多变,且通常要求高负荷、长时间运行,维护保养体系相对落后,导致喷水推进装置比例阀放大器故障时有发生,影响船艇的正常航行。而且艇员受经验和水平限制,很难做出正确的故障预判,更无法有效地排除故障。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是为了解决背景技术存在的技术问题,为此,提供了一种电液控制比例阀放大器状态监测试验台及其监测方法。

    2、为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:

    3、一种电液控制比例阀放大器状态监测方法,包括以下步骤:

    4、步骤s1:将监测试验台安装至与喷水推进装置相对应的位置;

    5、步骤s2:打开监测试验台的箱盖,将监测试验台与比例阀放大器进行线路连接;

    6、步骤s3:将监测试验台的电源插口插入电源,并开启电源;

    7、步骤s4:待开机结束后,显示系统界面;

    8、步骤s5:对比例阀放大器进行can通信指令接口监测,判断是否通过测试;

    9、步骤s6:对比例阀放大器进行0~5v接口监测,判断是否通过测试;

    10、步骤s7:对比例阀放大器进行4~20ma接口监测,判断是否通过测试;

    11、步骤s8:对比例阀放大器进行增益调节监测,判断是否通过测试;

    12、步骤s9:对比例阀放大器进行偏置调节监测,判断是否通过测试;

    13、步骤s10:对比例阀放大器进行门槛值调节监测,判断是否通过测试;

    14、步骤s11:对比例阀放大器进行斜坡时间监测,判断是否通过测试;

    15、步骤s12:对比例阀放大器进行震颤频率监测,判断是否通过测试;

    16、步骤s13:监测工作完成后,关闭监测试验台的电源开关,拆除测试线缆,合上监测试验台的箱盖,从喷水推进装置相对应的位置拆除监测试验台。

    17、以下为本发明中方法进一步限定的技术方案,在can通信指令接口监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从诊断区域中下拉选框选择can通信信号源;改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    18、以下为本发明进一步限定的技术方案,在0~5v接口监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从诊断区域中下拉选框选择0~5v信号源,改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    19、以下为本发明进一步限定的技术方案,在4~20ma接口监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从诊断区域中下拉选框选择4~20ma信号源,改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    20、以下为本发明进一步限定的技术方案,在增益调节监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从调节界面修改正负向增益,将控制信号源选择为内部信号,改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为修改后的正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    21、以下为本发明进一步限定的技术方案,在偏置调节监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从调节界面修改正负偏置值,将控制信号源选择为内部信号,改变控制量的百分比,调节至正负偏置值,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值的初始值为偏置值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值的初始值为非偏置值,则测试未通过。

    22、以下为本发明进一步限定的技术方案,在门槛值调节监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从调节界面修改门槛值,将控制信号源选择为内部信号,改变控制量的百分比,调节至门槛值范围内,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为0a,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非0a,则测试未通过;

    23、在门槛值范围内测试通过后,调节至门槛值范围外,改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    24、以下为本发明进一步限定的技术方案,在斜坡时间监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从斜坡界面修改斜坡响应时间,将控制信号源选择为内部信号,改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    25、以下为本发明进一步限定的技术方案,在震颤频率监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从震颤信号界面修改震颤频率,将控制信号源选择为内部信号,改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    26、一种电液控制比例阀放大器状态监测试验台,用于实现上述的监测方法,包括箱盖、箱体、显示屏、电压电流表、dc24v电源开关、使能按钮、dc24v供电端子、模拟电磁阀输出端子、0~5v输出端子、4~20ma输出端子、can通信端子、usb转can通信模块、4路电压和电流采集器、ac220v转dc24v开关电源、8路模拟量输出模块、模拟负载电阻;

    27、箱盖通过与箱体连接,实现监测试验台的密封功能;

    28、显示屏,用于监测试验台监测界面显示和数据处理;

    29、电压电流表,用于显示监测试验台工作电流和电压值;

    30、dc24v电源开关,用于监测试验台的电源控制;

    31、使能按钮,用于比例阀放大器工作使能;

    32、dc24v供电端子,用于比例阀放大器工作供电电源;

    33、模拟电磁阀输出端子,用于模拟比例阀实物;

    34、0~5v输出端子,输出0~5v电压信号,用于比例阀放大器输入信号测试;

    35、4~20ma输出端子,输出4~20ma电流信号,用于比例阀放大器输入信号测试;

    36、can通信端子,用于比例阀放大器输入信号测试;

    37、usb转can通信模块,用于监测试验台将can通信转化为usb通信与显示屏进行数据交互;

    38、4路电压和电流采集器,用于电压信号和电流信号采集;

    39、ac220v转dc24v开关电源,用于将ac220v转dc24v供监测试验台使用;

    40、8路模拟量输出模块,用于0~5v信号和4~20ma信号产生;

    41、模拟负载电阻,用于电磁阀的驱动的模拟负载。

    42、相对于现有技术,本发明具有如下技术效果:

    43、本发明对喷水推进装置电液控制比例阀放大器的输出电流、响应斜坡速度、输出震颤频率等参数进行模拟激励和监测,将实际采集电流数据与激励电流进行对比,完成电液控制比例阀放大器状态判断,并对故障进行预警;实时采集喷水推进装置电液控制的比例阀放大器运行状态对相关数据进行采集、显示、报警、参数设定等功能,进一步提升原有喷水推进装置船舶的可靠性,也为了进一步扩大喷水推进装置市场的推广和应用,具有十分重要的应用前景和社会经济效益。

    44、下面结合附图与实施例,对本发明进一步说明。


    技术特征:

    1.一种电液控制比例阀放大器状态监测方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的一种电液控制比例阀放大器状态监测方法,其特征在于,在can通信指令接口监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从诊断区域中下拉选框选择can通信信号源;改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    3.如权利要求1所述的一种电液控制比例阀放大器状态监测方法,其特征在于,在0~5v接口监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从诊断区域中下拉选框选择0~5v信号源,改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    4.如权利要求1所述的一种电液控制比例阀放大器状态监测方法,其特征在于,在4~20ma接口监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从诊断区域中下拉选框选择4~20ma信号源,改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    5.如权利要求1所述的一种电液控制比例阀放大器状态监测方法,其特征在于,在增益调节监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从调节界面修改正负向增益,将控制信号源选择为内部信号,改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为修改后的正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    6.如权利要求1所述的一种电液控制比例阀放大器状态监测方法,其特征在于,在偏置调节监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从调节界面修改正负偏置值,将控制信号源选择为内部信号,改变控制量的百分比,调节至正负偏置值,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值的初始值为偏置值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值的初始值为非偏置值,则测试未通过。

    7.如权利要求1所述的一种电液控制比例阀放大器状态监测方法,其特征在于,在门槛值调节监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从调节界面修改门槛值,将控制信号源选择为内部信号,改变控制量的百分比,调节至门槛值范围内,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为0a,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非0a,则测试未通过;

    8.如权利要求1所述的一种电液控制比例阀放大器状态监测方法,其特征在于,在斜坡时间监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从斜坡界面修改斜坡响应时间,将控制信号源选择为内部信号,改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    9.如权利要求1所述的一种电液控制比例阀放大器状态监测方法,其特征在于,在震颤频率监测中,包括:在显示屏的操作界面上,从震颤信号界面修改震颤频率,将控制信号源选择为内部信号,改变控制量的百分比,分别调节至0%和100%,观察s1状态和s2状态;若s1状态和s2状态均正常,且电流值为正负增益值,则测试通过;若s1状态和s2状态的任一个为故障,或电流值非正负增益值,则测试未通过。

    10.一种电液控制比例阀放大器状态监测试验台,用于实现权利要求1-9任一项的监测方法,其特征在于,包括箱盖、箱体、显示屏、电压电流表、dc24v电源开关、使能按钮、dc24v供电端子、模拟电磁阀输出端子、0~5v输出端子、4~20ma输出端子、can通信端子、usb转can通信模块、4路电压和电流采集器、ac220v转dc24v开关电源、8路模拟量输出模块、模拟负载电阻;


    技术总结
    本发明属于喷水推进装置电液控制技术领域,具体涉及一种电液控制比例阀放大器状态监测试验台及其监测方法。对喷水推进装置电液控制比例阀放大器的输出电流、响应斜坡速度、输出震颤频率等参数进行模拟激励和监测,将实际采集电流数据与激励电流进行对比,完成电液控制比例阀放大器状态判断,并对故障进行预警;实时采集喷水推进装置电液控制的比例阀放大器运行状态对相关数据进行采集、显示、报警、参数设定等功能,进一步提升原有喷水推进装置船舶的可靠性,也为了进一步扩大喷水推进装置市场的推广和应用,具有十分重要的应用前景和社会经济效益。

    技术研发人员:杨斌,黄炼,龚征华,夏华猛,徐昌健
    受保护的技术使用者:中国船舶集团有限公司第七〇八研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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