基于LabVIEW的高压大流量插装阀测试系统及实现方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于LabVIEW的高压大流量插装阀测试系统的实现方法。该测试系统包括液压系统单元、传感器单元及虚拟仪器单元，该测试系统人机界面友好，提高了测试精度与效率，也降低了测试成本；主程序使用队列状态机结构，通过事件结构响应前面板的动作，避免了轮询方式大量占用CPU内存，程序拓展性好并且维护方便。各项性能测试程序均做成独立的子VI(VI, LabVIEW程序的简称)，模块化编程，程序采用“生产者—消费者”结构，使信号采集与信号处理分离，分别运行于不同的线程中，避免信号处理时间耗时过长影响测试精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测控分析领域，尤其涉及一种。
技术介绍
虚拟仪器技术是计算机辅助测试(CAT)技术发展的新高度，虚拟仪器技术把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，通过软件实现许多硬件的功能，例如示波器、频谱分析仪、绘图仪、信号发生器等等，从而降低测试系统的硬件成本。其中美国NI公司开发的LabVIEW软件是目前测试及控制领域最常用的软件，使用的是图形化编程语言，提高了编程效率，同时降低了对用户的专业要求。随着科技的进步，在大型的液压系统中对高压大流量插装阀的性能要求也越来越高，例如陶瓷压砖机中使用的插装阀，插装阀的性能直接影响砖块的成型质量。传统的插装阀性能测试是通过人工和仪器、仪表进行手工测试，测试结果需要用到示波器、X-Y绘图仪等辅助设备，测试成本高、测试精度低、效率低下、数据的存储不便。传统的测试方法已经远远不能满足现代的测试系统的要求。虚拟仪器技术在测试领域广泛的运用，使用虚拟仪器技术可以提高测试精度与效率，充分利用计算机资源，实现自动化测试。测试系统往往程序较为复杂，测试系统的规模也不断的扩大，系统的容易出错且排查困难；在测试系统中如果缺乏合理有效的程序运行框架，容易致使程序在运行时效率低，系统资源占用大，影响用户的使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种人机界面友好、测试精度高、测试效率高，降低了测试系统的硬件成本的。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是:一种基于LabVIEW的高压大流量插装阀测试系统，包括液压系统单元、传感器单元及虚拟仪器单元； 所述液压系统单元包括:变量栗及恒压栗，所述变量栗连接至比例溢流阀、第一比例节流阀，所述变量栗还与电液换向阀的P 口连接，所述电液换向阀的A 口连接至被试阀，所述被试阀与液控单向阀、第二比例节流阀串联形成试验油路，所述被试阀的出口还与截止阀、油杯形成测试外泄露的回路；所述恒压栗出口连接至溢流阀、所述电液换向阀的先导油口及电磁阀的P 口，所述电磁阀的A 口连接至所述液控单向阀的液控口形成控制油路； 所述传感器单元包括:用于测试所述变量栗出口压力的第一压力传感器及第一压力表、用于测试所述被试阀进口压力的第二压力传感器及第二压力表、用于测试所述被试阀出口压力的第三压力传感器及第三压力表、用于测试所述被试阀通油流量的流量传感器、用于测试所述控制油路压力的第四压力传感器及第四压力表； 所述虚拟仪器单元包括:包括计算机、多功能数据采集卡、第一至第三放大器、第一至第二继电器；所述多功能数据采集卡的模拟输入端与所述第一至第四压力传感器的信号输出端连接；所述第一至第三放大器的输入端分别连接至所述多功能数据采集卡的模拟输出端，所述第一至第三放大器的输出端分别连接至比例溢流阀的控制端、第一比例节流阀控制端及第二比例节流阀控制端；所述第一至第二继电器的输入端分别连接至所述多功能数据采集卡的数字输出端，所述第一至第二继电器的输出端分别连接至所述电液换向阀的控制端及所述电磁阀的控制端；所述多功能数据采集卡连接至计算机，通过LabVIEW软件完成数据采集和控制信号的输出。在本专利技术一实施例中，所述传感器单元还包括一用于测试所述电液换向阀温度的温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述多功能数据采集卡的模拟输入端连接。本专利技术还提供了一种基于LabVIEW的高压大流量插装阀测试系统的实现方法，包括如下步骤， 51:连接所述测试系统的液压系统单元、传感器单元及虚拟仪器单元； 52:设定插装阀的状态，通过计算机启动LabVIEW软件测试系统，该LabVIEW软件测试系统的软件界面前面板包括主页按钮、性能测试按钮、帮助按钮、退出按钮； 53:单击性能测试按钮进入性能测试界面选择要进行测试的试验项目，并单击该性能测试界面下的相应的试验项目的操作按钮进入对应的性能测试试验界面进行相应试验项目的测试； 54:进行测试结果保存，测试结束。在本专利技术一实施例中，单击所述主页按钮、性能测试按钮、帮助按钮、退出按钮分别进入主页界面、性能测试界面、帮助界面及退出LabVIEW软件测试系统； 所述主页界面用于显示高压大流量插装阀性能测试系统的硬件组成，以及系统压力、流量和温度对测试系统进行状态监测； 所述性能测试界面用于显示各项试验项目的操作按钮，单击各项试验项目的操作按钮即可进入各项性能测试试验界面； 所述帮助界面用于介绍程序的操作方法、试验方法、注意事项帮助新用户尽快了解测试系统的试验方法和操作流程。在本专利技术一实施例中，所述试验项目包括压力稳定性试验、进出口压力变化试验、外泄露试验、稳态压力-流量特性试验、响应特性试验及耐久性试验。 在本专利技术一实施例中，所述各项试验项目分别设计有各自的VI程序，采用队列状态机结构，性能测试程序按功能可划分为: 信号发生器模块:提供包括三角波信号、方波信号、斜坡信号、阶跃信号； 控制信号输出模块:信号发生器的输出端连接至多功能数据采集卡的模拟输出端，所述多功能数据采集卡完成控制信号的输出，从而控制比例溢流阀、第一比例节流阀及第二比例节流阀阀口的开度； 信号采集模块:传感器输出的电信号经信号调理后转换为电压信号，连接至多功能数据采集卡的模拟输入端，完成信号采集； 信号处理模块:把电信号转换成相应的物理量，对信号进行滤波、去除奇异点处理，并于前面板上显示测量曲线； 数据保存模块:将数据保存为常用的TDMS格式，并命名。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果:本专利技术实现手工测试到智能化测试的改进，通过对程序的修改，可以实现不同插装阀的性能测试，测试系统灵活可靠，提高了测试精度与测试效率； 本专利技术测试系统通过LabVIEW程序实现波形显示、数据分析、数据存储等功能，人机界面友好、降低测试系统的硬件成本；由于改变了测试方式，在测试过程中测试人员不必近距离接触试验台，提高测试过程的安全性； 本专利技术在测试系统中使用队列状态机结构设计主程序，提高程序的运行效率、降低系统资源的占用率；使用“生产者一消费者”结构设计各个性能测试试验子程序并模块化编程，提高程序的运行效率、避免数据丢失、提高测试精度。【附图说明】图1是本专利技术实施例高压大流量插装阀减压阀的测试系统图。图2是本专利技术实施例测试系统主程序的前面板。图3是本专利技术实施例的插装阀性能测试流程图。图4是本专利技术实施例主程序中使用的队列状态机示意图。图中:1A-液压变量栗，IB-液压恒压栗当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LabVIEW的高压大流量插装阀测试系统，其特征在于：包括液压系统单元、传感器单元及虚拟仪器单元；所述液压系统单元包括：变量泵及恒压泵，所述变量泵连接至比例溢流阀、第一比例节流阀，所述变量泵还与电液换向阀的P口连接，所述电液换向阀的A口连接至被试阀，所述被试阀与液控单向阀、第二比例节流阀串联形成试验油路，所述被试阀的出口还与截止阀、油杯形成测试外泄露的回路；所述恒压泵出口连接至溢流阀、所述电液换向阀的先导油口及电磁阀的P口，所述电磁阀的A口连接至所述液控单向阀的液控口形成控制油路；所述传感器单元包括：用于测试所述变量泵出口压力的第一压力传感器及第一压力表、用于测试所述被试阀进口压力的第二压力传感器及第二压力表、用于测试所述被试阀出口压力的第三压力传感器及第三压力表、用于测试所述被试阀通油流量的流量传感器、用于测试所述控制油路压力的第四压力传感器及第四压力表；所述虚拟仪器单元包括：包括计算机、多功能数据采集卡、第一至第三放大器、第一至第二继电器；所述多功能数据采集卡的模拟输入端与所述第一至第四压力传感器的信号输出端连接；所述第一至第三放大器的输入端分别连接至所述多功能数据采集卡的模拟输出端，所述第一至第三放大器的输出端分别连接至比例溢流阀的控制端、第一比例节流阀控制端及第二比例节流阀控制端；所述第一至第二继电器的输入端分别连接至所述多功能数据采集卡的数字输出端，所述第一至第二继电器的输出端分别连接至所述电液换向阀的控制端及所述电磁阀的控制端；所述多功能数据采集卡连接至计算机，通过LabVIEW软件完成数据采集和控制信号的输出。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈淑梅，苏学臻，杜恒，黄彬，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35