一种磁流变阀性能测试实验系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种磁流变阀性能测试实验系统，主要由计算机、采集卡、电源、电机、齿轮泵、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、磁流变阀、溢流阀Ⅰ、溢流阀Ⅱ及油箱组成。实验开始前调节好溢流阀Ⅰ和溢流阀Ⅱ的预设压力值，电机带动齿轮泵转动，为系统提供动力源。操作人员通过控制电源电流大小，可实时控制通过磁流变阀阻尼间隙处的磁感应强度，导致磁流变阀进出口压力发生相应变化。与采集卡相连的计算机可实时处理及显示压力传感器Ⅰ和压力传感器Ⅱ检测到的磁流变阀进出口压力，完成磁流变阀相关性能检测。该测试实验系统可靠性高、动作快速灵敏、实时数据获取及更新快，特别适合于检测不同类型的磁流变阀工作性能。
【专利说明】一种磁流变阀性能测试实验系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种液压阀性能测试实验系统，尤其涉及一种磁流变阀性能测试实验系统。
【背景技术】
[0002]液压传动系统中控制元件选择不当或控制元件性能达不到工作所需要求，整个液压系统就不能很好地工作，这将对机械、汽车、航空、建筑等需要液压系统的行业领域带来很大的影响甚至是财产生命损失。
[0003]液压传动主要是通过液压阀的控制元件来实现控制的，液压阀的选择不仅涉及到它的类型而且性能要求更是重要影响因素。磁流变阀作为磁流变液系统的核心控制元件，它的性能直接影响系统的传动、控制、响应等。
[0004]磁流变阀是一种以磁流变液的磁流变效应为控制原理设计的新型智能液压控制元件。通过改变外加磁场强度的大小来调节磁流变阀的控制压力、流量及液流的流动方向，实现磁流变阀的智能控制，很好地解决了由于油液污染而引起的常规伺服阀不能正常工作的问题，也不需要结构复杂的精密零件，制造成本大大降低。同时磁流变阀由于没有可移动的机械部件，其通过的磁流变液的流量可由外加电流控制，因此响应速度快、噪声低、能耗小、工作稳定可靠，具有良好的工业应用前景。
[0005]一般情况下,最初设计出的磁流变阀响应时间较慢,磁流变液易渗透、易漏，信号采集困难、性能较不稳定。实际设计过程中，由于磁隙空间的限制，要同时实现增加阻尼间隙内的磁感应强度和提高有效阻尼间隙的长度比较困难。因此，设计一种性能稳定且结构相对紧凑的磁流变阀，使磁流变阀的进出口压差更大、压力控制范围更宽，是本行业亟需解决的问题，也是进一步拓宽磁流变阀工业应用的前提，需要通过不断优化设计并对其进行性能测试实验来验证是否达到设计要求。
【发明内容】
[0006]为了克服【背景技术】所存在的问题及满足磁流变阀在不同工况下的实际使用要求，本实用新型提供一种磁流变阀性能测试实验系统。基于磁流变效应连续、可逆、迅速和易于控制操作的特点，该测试实验系统能够成为电气控制与液压传动系统间简单且响应迅速的装置，既克服了一般液压传动系统液压油带来的污染、响应慢、机械连接要求精确、密封性要求强、不能实时采集、控制等问题；又能实现可靠性高、动作快速灵敏，可完成精确的磁流变阀性能测试实验，实时采集阀进出口压力相关数据，并且采集卡中数字化信号可以直接导入计算机，通过计算机进行处理分析并显示，同时可以通过计算机设置相应关键参数对系统进行控制。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括:计算机(I)、采集卡(2)、电源(3)、电机(4)、齿轮泵(5)、压力传感器I ￠)、压力传感器II (7)、磁流变阀(8)、溢流阀I (9)、溢流阀II (10)及油箱(11)。电机(4)和齿轮泵(5)通过联轴器刚性连接；齿轮泵(5)出口端分别与压力传感器I (6)进口端、磁流变阀(8)进口端和溢流阀I (9)进口端相连通。磁流变阀(8)的出口端分别与压力传感器II (7)进口端和溢流阀II (10)进口端相连通。齿轮泵(5)进口端、溢流阀I (9)出口端及溢流阀II (10)出口端分别与油箱(11)相连通。电源⑶分别与压力传感器I (6)电气接口、压力传感器II (7)电气接口和磁流变阀⑶励磁线圈相连通，为压力传感器I (6)、压力传感器II (7)和磁流变阀⑶提供工作电流。压力传感器I (6)可实时检测磁流变阀⑶进口端压力，压力传感器II (7)可实时检测磁流变阀(8)出口端压力。采集卡(2)通过相应的设置端口可实时采集压力传感器I (6)获取的磁流变阀⑶进口端压力电信号和压力传感器II (7)获取的磁流变阀⑶出口端压力电信号；采集卡(2)和计算机(I)通过数据线相连接，采集卡(2)将获得的电信号数字化导入计算机(I)中；计算机(I)对采集信号进行数据分析处理，并进行相关磁流变阀性能信息显示。采集卡(2)的数据模拟量输入为-1OflOV的电压信号；压力传感器I (6)和压力传感器II (7)分别为两线制电流输出，需要对其输出进行信号转换，考虑到采集卡
(2)模拟量输入端具有较大的输入阻抗，可将采集卡(2)设置端口与简易电路连接，即可对压力传感器I (6)和压力传感器II (7)输出信号类型进行转换。
[0008]本实用新型与【背景技术】相比，具有的有益效果是:
[0009]磁流变阀性能测试实验系统是一种以磁流变液智能材料为工作介质的液压传动系统，可完成不同结构的磁流变阀性能测试，包括磁流变阀压降特性、不同负载情况下磁流变阀进出口压力变化、磁流变阀进出口压差随磁流变阀结构、线圈激励电流、阻尼间隙的变化情况等；并且工作人员可通过计算机人机界面直观观察及处理分析结果；并能方便地实现相应关键参数的设置、数据修改、保存、传送、清除等。该测试实验系统可靠性高、动作快速、灵敏。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型结构示意图。
[0011]图2是本实用新型压力传感器输出信号简易转换电路示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0013]如图1所示，本实用新型包括计算机、采集卡、电源、电机、齿轮泵、压力传感器1、压力传感器I1、磁流变阀、溢流阀1、溢流阀II及油箱。电机和齿轮泵通过联轴器刚性连接。齿轮泵出口端分别与压力传感器I进口端、磁流变阀进口端和溢流阀I进口端相连通。磁流变阀的出口端分别与压力传感器II进口端和溢流阀II进口端相连通。齿轮泵进口端、溢流阀I出口端及溢流阀II的出口端分别与油箱相连通。电源分别与压力传感器I电气接口、压力传感器II电气接口和磁流变阀励磁线圈相连通，为压力传感器1、压力传感器II和磁流变阀提供工作电流。压力传感器I可实时检测磁流变阀进口端压力，压力传感器II可实时检测磁流变阀出口端压力。采集卡通过相应的设置端口可实时采集压力传感器I获取的磁流变阀进口端压力电信号和压力传感器II获取的磁流变阀出口端压力电信号。采集卡和计算机通过数据线相连接，采集卡将获得的电信号数字化导入计算机中；计算机对采集信号进行数据分析处理，并进行相关磁流变阀性能信息显示。
[0014]图2所示为本实用新型压力传感器输出信号简易转换电路示意图。采集卡的数据模拟量输入为-1OflOV的电压信号；压力传感器I和压力传感器II分别为两线制电流输出，需要对其输出进行信号转换，考虑到采集卡模拟量输入端具有较大的输入阻抗，可将采集卡设置端口与简易电路连接，即可对压力传感器I和压力传感器II输出信号类型进行转换。
[0015]本实用新型工作原理如下:
[0016]如图1和图2所示，溢流阀I作为液压回路的安全阀使用，控制液压回路中的主油路压力，对设备运行起保护作用；溢流阀II在液压回路中作为模拟负载使用，为磁流变阀提供背压，模拟磁流变阀不同工况；测试实验开始前调节好溢流阀1、溢流阀II的预设压力值，在接通外部电源启动电机转动后，电机将电能转化为机械能，为齿轮泵提供动力。齿轮泵作为液压系统的动力元件，将机械能转化为液压能，为液压回路提供动力源。操作人员通过控制电源电流大小，可实时控制通过磁流变阀阻尼间隙处的磁感应强度，导致磁流变阀进出口压力发生相应变化。此时计算机可实时处理及显示压力传感器I和压力传感器II采集到的磁流变阀进出口压力，完成磁流变阀相关性能测试。另外，对不同结构的磁流变阀进行性能测试分析时，只需要更换相应磁流变阀即可，测试实验系统无需作任何变动。
【权利要求】
1.一种磁流变阀性能测试实验系统，主要包括:计算机(I)、采集卡(2)、电源(3)、电机(4)、齿轮泵(5)、压力传感器I￠)、压力传感器II (7)、磁流变阀(8)、溢流阀I (9)、溢流阀II (10)及油箱(11);其特征在于:电机(4)和齿轮泵(5)通过联轴器刚性连接；齿轮泵(5)出口端分别与压力传感器I(6)进口端、磁流变阀⑶进口端和溢流阀I (9)进口端相连通；磁流变阀⑶的出口端分别与压力传感器II (7)进口端和溢流阀II (10)进口端相连通；齿轮泵(5)进口端、溢流阀I (9)出口端及溢流阀II (10)出口端分别与油箱(11)相连通；电源(3)分别与压力传感器I (6)电气接口、压力传感器II (7)电气接口和磁流变阀(8)励磁线圈相连通，为压力传感器I (6)、压力传感器II (7)和磁流变阀(8)提供工作电流；压力传感器I (6)可实时检测磁流变阀(8)进口端压力，压力传感器II (7)可实时检测磁流变阀(8)出口端压力；采集卡(2)通过相应的设置端口可实时采集压力传感器I (6)获取的磁流变阀(8)进口端压力电信号和压力传感器II (7)获取的磁流变阀(8)出口端压力电信号；采集卡(2)和计算机(I)通过数据线相连接，采集卡(2)将获得的电信号数字化导入计算机(I)中；计算机(I)对采集信号进行数据分析处理。
2.根据权利要求1所述的一种磁流变阀性能测试实验系统，其特征在于:采集卡(2)的数据模拟量输入为-1OVlOV的电压信号；压力传感器I (6)和压力传感器II (7)分别为两线制电流输出。
【文档编号】G01M13/00GK204008101SQ201420415574
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】胡国良, 张海云, 张小宇, 龚美慧, 徐 明, 龙铭 申请人:华东交通大学