气动电磁阀响应特性参数的综合测试系统研究

发布时间：2020-08-27 20:40

【摘要】：随着技术的发展和环保意识的提高,气动系统的使用越来越广泛,气动电磁阀作为气动系统的关键组成部分,其响应特性对于整个气动系统的性能有着重要的影响,因此对于电磁阀响应特性的检测变得十分关键。本文针对气动电磁阀响应特性参数的测量需求,在总结国内外电磁阀测量系统的测试方法及参考相关测试标准的基础上,设计并搭建了一套气动电磁阀响应特性参数综合测试系统。该测量系统结合传感器技术、嵌入式系统、信号处理、误差补偿等技术和方法,解决了泄漏、响应时间、启动气压、最大切换频率等电磁阀响应特性参数的测量问题。系统操作方便,自动化程度高。主要成果和结论如下:为了深入分析电磁阀的响应特性,采用了CFD方法,使用FLUENT软件对电磁阀的流场进行分析,并得到传统公式难以获得的气动力参数。建立电磁阀的数学模型,代入流场仿真得到的气动力参数,最终在Simulink中完成计算,并根据仿真结果分析了入口压力、线圈匝数、驱动电压等参数对电磁阀响应特性的影响。构建了电磁阀响应特性测试系统的软硬件平台。硬件系统由气路模块、信号采集模块、控制模块组成。将被测阀接入气路进行测试,信号采集模块通过传感器将压力等信号转换为电信号,经过滤、数字化发送到上位机进行处理,控制模块完成对各元件的控制。软件系统完成数据的采集与处理、结果显示、生成检测报告等工作。选取多种不同电磁阀进行了大量响应特性参数测试,并分析了动作频率及入口压力对于电磁阀响应特性的影响,试验表明:实测结果与仿真结果保持一致。最后,对电磁阀测试系统进行了标定,并通过误差分析、密封性分析、重复性分析等对系统进行了评定。结果表明,系统压力控制误差≤1.25%FS,压力测量误差≤1%FS,电流测量误差≤0.3%FS,时间测量误差≤0.7ms,可以测量响应时间在ms级别的气动电磁阀响应特性参数。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH138
【图文】：

示意图,微阀,电磁驱动,试验装置

图 1.1 电磁驱动微阀试验装置示意图 Klaus Mutschler 等人利用网络仿真的方法在仿真软件的不同部分和相应的物理关系使用偏微分方程表示，阀完整模型，通过对比计算结果与试验结果，验证了尔滨工业大学的李松晶等人基于 FLUENT 流体计算的动边界条件函数，通过计算不同阀口开度下的流场度成正比例关系[3]。彬采用有限元方式对液压支架电磁阀进行了仿真研究用试验方式进行了验证。根据得到验证的模型对电磁

示意图,液压支架,电磁阀,仿真模型

图 1.1 电磁驱动微阀试验装置示意图德国弗莱堡大学 Klaus Mutschler 等人利用网络仿真的方法在仿真软件 SABAR 中对电磁阀进行建模，阀门的不同部分和相应的物理关系使用偏微分方程表示，建立包括电、机械体动力特性的分配阀完整模型，通过对比计算结果与试验结果，验证了模型的正确性[2]。在国内方面，哈尔滨工业大学的李松晶等人基于 FLUENT 流体计算软件，采用 UDF 编义了气动电磁微阀的动边界条件函数，通过计算不同阀口开度下的流场，得出阀出口流量-出口压差、阀口开度成正比例关系[3]。浙江大学的王扬彬采用有限元方式对液压支架电磁阀进行了仿真研究，根据计算的结果了数学模型，并采用试验方式进行了验证。根据得到验证的模型对电磁阀进行了研究[4]。的模型如图 1.2。

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南京航空航天大学硕士学位论文利莱彻大学的 ArcangeloMessina 等人为研究气动系统图 1.3，可测实际气动系统中气动开关电磁阀的响应时理，通过采集执行机构气缸内活塞杆的运动信息，再关电磁阀的响应时间，并设计了相应的误差补偿部分

【参考文献】