一种可预报、检测和定位卡紧故障的液压阀制造技术

本实用新型专利技术涉及一种可预报、检测和定位卡紧故障的液压阀，包括阀芯和阀体，阀体包括阀壁和阀腔。还包括智能控制器和多个超声换能器，智能控制器包括中央处理器模块、高速A/D转换模块、回波信号滤波放大模块、超声发射模块和多路切换模块；超声换能器固定安装于液压阀阀体的外侧面，超声换能器的轴心线和阀体内阀腔的中轴线垂直相交。采用本技术方案，可方便、准确、实时的预报、检测滑阀阀芯卡紧故障、判断卡紧位置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种液压阀，特别是一种可预报、检测和定位卡紧故障的液压阀。
技术介绍
滑阀类阀芯机构是各类液压阀中采用最多的一种结构形式。滑阀一般包括阀芯和阀体，阀体包括阀壁和阀腔。滑阀卡紧故障是液压系统中最为常见的故障和失效形式之一。液压系统作为大功率执行机构，一旦出现卡紧故障，轻者系统失效，重者还会危及设备甚至人身安全。因此，首先，及时发现卡紧故障对液压系统的安全运行至关重要；其次，对卡紧故障的预报更能将故障扼杀在萌芽状态，对提高整个系统的可靠性意义重大；第三，如果卡紧故障已发生，判断阀芯卡紧在阀腔内的那个侧面位置对于卡 紧故障的排除也很关键。现有滑阀卡紧信息的获取，主要是通过对液压系统压力、流量、位移等量的检测来实现，属于间接检测诊断的方法，无法直接获取阀芯工作状态。特别的，影响压力、流量、位移等参量的因素很多，而卡紧只是其中之一，因此卡紧检测的准确性有待推敲。也有的学者提出利用叠加在阀芯上的颤振信号的变化来检测卡紧卡涩故障，这种方法可以在一定程度上实现卡紧故障的检测和预报，但由于其也是通过电磁场变化间接检测阀芯机械运动状态，存在判断影响因素多，判断阈值难以统一标定等问题。另外，对于卡紧后阀芯卡紧位置的检测，则较少见诸报道。有鉴于此，本专利技术人结合从事液压阀领域研究工作多年的经验，对上述
的缺陷进行长期研究，本案由此产生。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构简单、成本低廉的可预报、检测和定位卡紧故障的液压阀，可方便、准确、实时的预报、检测滑阀阀芯卡紧故障、判断卡紧位置。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下一种可预报、检测和定位卡紧故障的液压阀，包括阀芯和阀体，阀体包括阀壁和阀腔。还包括智能控制器和多个超声换能器，智能控制器包括中央处理器模块、高速A/D转换模块、回波信号滤波放大模块、超声发射模块和多路切换模块；中央处理器模块和高速A/D转换模块相连，可处理采集的回波信号；中央处理器模块和超声发射模块相连，可控制超声脉冲产生；中央处理器模块和多路切换模块相连，可用于在多个超声换能器之间切换超声发射、接收对象；超声发射模块和多路切换模块相连，高速A/D转换模块和回波信号滤波放大模块相连，回波信号滤波放大模块和多路切换模块相连，多路切换模块和多个超声换能器相连；超声换能器固定安装于液压阀阀体的外侧面，超声换能器的轴心线和阀体内阀腔的中轴线垂直相交。进一步，所述多个超声换能器为六个以上的偶数，分成两排、平行于阀体内阀腔中轴线的安装在阀体的相邻两外侧面上，每一侧面上的各超声换能器等间隔排列。从而更加方便、准确、实时的预报、检测滑阀阀芯卡紧故障、判断卡紧位置，且成本更加低廉，结构更加简单。进一步，所述超声换能器的频率在IOMHz以上，超声换能器和阀体外侧面直接涂有声耦合介质。该设计一方面是考虑到阀芯和阀壁间隙较小，从而更经济的实现上述技术效果，另一方面是考虑以较小成本实现更佳的超声探测效果，且检测、判断结果更准确。进一步，所述智能控制器中高速A/D转换模块中的A/D转换器选用ADS5485或同等性能的A/D芯片，所述超声换能器选用直探头，所述声耦合介质为机油。从而更经济的实现上述技术效果。本技术同现有技术相比有以下优点及效果1、将超声探伤的原理运用到液压阀卡紧故障检测，设计简单巧妙，功效显著；2、上述检测为无损检测，无需改动液压阀结构；3、可实现卡紧故障的预报、检测和故障位置定位；4、直接反馈阀芯位置信息，比间接检测可靠性更好；5、作为卡紧故障检测的信号单一，准确性高，受干扰性小。为了进一步解释本技术的技术方案，以下结合附图和实施例对本技术做进一步的详细描述。附图说明图I为本技术的结构流程图；图2为超声换能器安装位置示意图；图3为本技术卡紧故障检测工作原理示意图。具体实施方式本技术借鉴超声探伤的原理，给出了一种能够实时预报、检测滑阀阀芯卡紧故障、判断卡紧位置的液压阀。如图I至图3所示，是本技术的较佳实施例。一种可预报、检测和定位卡紧故障的液压阀，包括阀芯和阀体，阀体包括阀壁和阀腔。上述为本领域的现有技术，此处不再赘述。如图I所示，还包括智能控制器和多个超声换能器，智能控制器包括中央处理器模块I、高速A/D转换模块2、回波信号滤波放大模块3、超声发射模块4和多路切换模块5 ;中央处理器模块I和高速A/D转换模块2相连,可处理米集的回波信号；中央处理器模块I和超声发射模块4相连，可控制超声脉冲产生；中央处理器模块I和多路切换模块5相连，可用于在多个超声换能器6之间切换超声发射、接收对象；超声发射模块4和多路切换模块5相连，高速A/D转换模块2和回波信号滤波放大模块3相连，回波信号滤波放大模块3和多路切换模块5相连，多路切换模块5和多个超声换能器6相连。实现上述功能的各个模块，其具体的电路、元器件等结构，由于属于现有技术，此处就不再赘述。智能控制器通过多路切换模块5和超声换能器6采用2芯或4芯的航空插头连接。超声换能器6固定安装于液压阀阀体的外侧面，超声换能器的轴心线和阀体内阀腔的中轴线垂直相交。超声环能器的数量、具体分布可以有多种。如图2所示，多个超声换能器6为六个以上的偶数，分成两排、平行于阀体内阀腔中轴线的安装在阀体8的相邻两外侧面上，每一侧面上的各超声换能器等间隔排列。在本实施例中，如图2所示，共六个超声波换能器，由中央压电陶瓷元件，前后金属盖板，预应力螺杆，电极片以及绝缘管组成，分成两排安装于液压阀阀体的外上侧面和外右侧面，每一侧面上的超声换能器为三个且落在一条直线上，该直线与阀体内阀腔中轴线平行，超声换能器具体安装位置在该表面的两侧和中间位置，三个超声换能器等间隔排列。从而更加方便、准确、实时的预报、检测滑阀阀芯卡紧故障、判断卡紧位置，且成本更加低廉，结构更加简单。考虑到阀芯和阀壁间隙较小，超声换能器的频率至少在IOMHz以上。超声换能器和阀体外侧面直接涂有声耦合介质，在本实施例中为机油。该设计一方面是考虑到阀芯和阀壁间隙较小，从而更经济的实现上述技术效果，另一方面是考虑以较小成本实现更佳的超声探测效果，且检测、判断结果更准确。超声换能器选用直探头，耦合剂为机油；高速A/D转换模块中的A/D转换器选用ADS5485或同等性能的A/D芯片。本技术方案的工作原理如下超声波是频率高于20千赫的机械波，这种机械波在材料中能以一定的速度和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面(如缺陷或被测物件的底面等)就会产生反射。这种反射现象可被用来进行超声波探伤，最常用的是脉冲回波探伤法。探伤时，脉冲振荡器发出的电压加在超声换能器(或者说超声探头，是用压电陶瓷或石英晶片制成的探测元件)上，超声换能器发出的超声波脉冲通过声耦合介质(如机油或水等)进入材料并在其中传播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途径返回超声换能器，超声换能器又将其转变为电脉冲。根据缺陷反射波电脉冲的位置和幅度(与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较)，即可测定缺陷的位置和大致尺寸。本技术借鉴上述超声探伤的机理，利用超声波在异质界面反射现象来实现阀芯卡紧的预报、检测和定位。如图3所示的液压阀在正常工作时，阀芯9和阀体8中阀腔的中轴线重合，超声发射模块发出的电信号加在超声换能器6上，然后产生的超声波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可预报、检测和定位卡紧故障的液压阀，包括阀芯和阀体，阀体包括阀壁和阀腔，其特征在于：还包括智能控制器和多个超声换能器，智能控制器包括中央处理器模块、高速A/D转换模块、回波信号滤波放大模块、超声发射模块和多路切换模块；中央处理器模块和高速A/D转换模块相连，可处理采集的回波信号；中央处理器模块和超声发射模块相连，可控制超声脉冲产生；中央处理器模块和多路切换模块相连，可用于在多个超声换能器之间切换超声发射、接收对象；超声发射模块和多路切换模块相连，高速A/D转换模块和回波信号滤波放大模块相连，回波信号滤波放大模块和多路切换模块相连，多路切换模块和多个超声换能器相连；超声换能器固定安装于液压阀阀体的外侧面，超声换能器的轴心线和阀体内阀腔的中轴线垂直相交。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟波，张华芳，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：实用新型
国别省市：