CN101855029B - 独立振动器的监视 - Google Patents
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Abstract
在本发明的一个实施例中，公开了一种在气动振动试验系统中监视个体振动器的方法。该方法包括：提供包括至少一个振动器的气动振动试验系统，此处各振动器通过阀的输出连接到加压空气系统上。然后在已知压力下将加压空气供应至阀的输入。当空气供应给阀时，阀以有规则的脉冲将空气释放至振动器，且监视阀与振动器之间的压力。将阀和振动器之间的压力与已知压力进行比较，其显示振动器是否正在失效或已经失效。在优选实施例中，试验系统包括多个振动器和相等数目的阀，各振动器通过单独的阀连接到加压空气系统上。
Description
技术领域
本发明一般地涉及振动试验，并且更具体地，涉及在振动试验中用来监视独立振动器的方法和装置。
背景技术
很少有产品在由它们的制造商出售之前不进行一些类型的试验。此类试验可简单到人工确定特定部件是否牢固固定——或复杂到如“应力试验”。在应力试验(有时候被称为“应力筛选”)中，产品在试验期间显示出完全的“早期损坏率”失效。或者作为此类试验的结果，产品可显示出在工作环境中早期失效的迹象。
最普通的应力试验的方法之一涉及通过使产品面临在实际产品使用中可能遇到的类型的振动而试验产品。例如，美国专利2,438,756号(Larsen)解释了其中所述的装置被用来对用于飞机、船舶等的电子装置进行振动试验。在美国专利3,748,896号(Barrows)中所描述的单元据称被用于试验机动车的部件。且振动试验常与使用另一套体系(如温度)的试验联合进行。
已知一种振动试验为重复冲击试验。此类试验通常通过利用由若干振动器振动的台架(table frame)构成的试验装置来完成。这些振动器通常被气动地提供动力。在试验过程中期望一致的振动响应，因为其确保被试验的所有构件在整个台架上暴露于大致相等的振动水平。该一致的响应通过使用那些多个振动器而产生。然而，如果其中一个或多个振动器的性能下降，振动响应会变得不一致。尝试补偿此不一致的试验会对组件中的某些构件形成应力的放大，同时最小化对其它构件的应力，潜在地产生组件中的强度和脆弱的虚报。
已经开发出系统来在失效点之前针对失效特征对振动器进行监视。例如，一家名为Data Flare的公司(不再运营)开发的V-flare系统；该系统通过直接将传感器附着到各振动器上并监视冲击强度而工作。该系统是现有系统的附加件，并引入了可能失效的额外部件，且给试验过程加入了更高的成本。
发明内容
本发明的一个目标是提供用于对振动试验系统的振动器进行试验的改进的方法和装置；该方法和装置克服了现有技术的其中一些问题和缺点，包括上文所指的那些。
本发明的另一个目标是提供改进的方法和装置，用于对从设计阶段已经将振动器结合到系统中的振动试验系统的振动器进行试验。
本发明的另一个目标是提供改进的方法和装置，用于对提供改进的监视的振动试验系统的振动器进行试验。
由下文的描述和附图，这些和其它的目标是如何达成的将变得显而易见。
在本发明的第一实施例中，公开了一种在气动振动试验系统中监视个体振动器的方法。该方法包括：提供包括至少一个振动器的气动振动试验系统，此处各振动器通过阀的输出连接到加压空气系统上。然后在已知压力下将加压空气供应至阀的输入。当该空气被供应至阀时，该阀将空气以有规则的脉冲释放至振动器，并监视阀和振动器之间的压力。将阀和振动器之间的压力与已知压力进行比较，其显示振动器是否正在失效或已经失效。在优选实施例中，试验系统包括多个振动器和相等数目的阀，各振动器通过单独的相关联的阀连接到加压空气系统上。
在另一个实施例中，试验系统还包括在各振动器与相关联的阀之间的压力变换器。优选的是在该方法中使用的系统包括连接到所有压力变换器上的控制器，且此控制器能够监视来自压力变换器的压力数据。在一些优选实施例中，该方法还包括如下步骤：如果阀和其中任意一个振动器的振动器之间的压力与已知压力的比值变化大于预定量，则经由控制器发出警报。
在另一个实施例中，阀为电子控制的电磁阀，且电磁阀被控制器控制。在此类实施例的优选形式中，预定量是第一预定量，且该方法还包括：如果阀和任意一个振动器的振动器之间的压力与已知压力的比值变化大于第二预定量，则经由控制器停止从电磁阀到振动器的空气流。
在本发明的另一个实施例中公开了一种振动试验系统。该系统包括台架和附接到台架上的至少一个振动器。气动空气源附接到振动器上，且阀连接在气动空气源上，用来控制到振动器的空气流。压力监视装置附接到阀和振动器之间的气动空气源上，且控制器连接到压力监视装置上，用于监视阀和振动器之间空气源内的压力。优选的是压力监视装置是压力变换器。
在其它的实施例中，压力变换器是第一压力变换器，且该系统还包括附接到阀之前的气动空气源上并附接到控制器上的第二压力变换器。此第二压力变换器允许监视供应至阀的压力，用于更精确的压力比较。
在又其它的优选实施例中，阀为连接到控制器上的电子控制电磁阀。同样地，其它实施例可包括安装到台架上并连接到控制器上的加速计。在一个最优选的实施例中，振动器、电磁阀和压力变换器形成振动器线路，并且该试验系统还包括多条振动器线路。
在本发明的另一个实施例中，公开了一种对物品进行振动试验的方法。该方法包括提供气动振动试验系统，其包括：台架，附接在台架上的至少一个振动器，各振动器通过阀的输出连接到加压空气系统上。然后将待试验的物品附到台架上，将已知压力下的加压空气供应至阀的输入，从而给振动器提供动力。监视阀和振动器之间的压力，且将该压力与已知压力进行比较。在优选实施例中，该系统包括附接到台架上的多个振动器和相等数目的阀，各振动器通过单独的相关联的阀连接到加压空气系统上。
在又另外的实施例中，试验系统还包括在各振动器和相关联的阀之间的压力变换器。优选的是该系统还包括连接到所有压力变换器上的控制器。在一些实施例中，该方法然后还包括如下步骤：如果阀和其中任意一个振动器的振动器之间的压力与已知压力的比值变化大于预定量，则经由控制器发出警报。高度优选的是系统的阀是电子控制的电磁阀，且电磁阀由控制器控制。
在其它实施例中，预定量为第一预定量，且该方法还包括如下步骤：如果阀和任意一个振动器的振动器之间的压力与已知压力的比值变化大于第二预定量，则停止从电磁阀到振动器的空气流。在不同实施例中，该方法还包括如下步骤：如果阀和该振动器的振动器之间的压力与已知压力的比值变化大于第三预定量，则控制电磁阀以增加从电磁阀到振动器的空气流。
附图说明
图1是振动试验系统的一个优选实施例的示意性视图。
图2是显示单个振动器随时间失效的图示。
具体实施方式
图1是振动试验系统10的优选实施例的示意性视图。系统10包括台架12和多个附接到台架12上如本领域中已知的振动器14。振动器14从气动空气源16提供动力。空气源16首先被导入调节器18，调节器18将来自空气源16的空气调节到已知的压力。空气源16从调节器18供应至多个电子控制的电磁阀20。如本领域内理解的，在空气源16和振动器14之间的所有连接都通过管道形成，管道能够输送来自空气源16的加压空气。在此图中，这些用连接的件之间的简单线条表示。在此优选实施例中，一个电磁阀20与各振动器14相关联，且各电磁阀20包括节流阀控制(未画出)，其允许阀允许不同量的空气通过。空气从电磁阀20供应至相关的振动器14。电磁阀20又连接到控制器22上。示意图中连接控制器22和其它部件的线条应理解为电连接。振动器14产生传递至台架12的振动；台架12又将振动/试验附到台上的物品(未示出)。各振动器14经由相关联的电磁阀20控制，允许来自空气源16的空气脉冲通过到达振动器14。
最终呈压力变换器24的形式的压力传感器处于适当的位置，以监视连接系统的不同部件的线路内的压力。第一压力变换器24a位于各电磁阀20和其相关联的振动器14之间。第二压力变换器24b位于调节器18和电磁阀20之间。所有的压力变换器24都连接到控制器22上，在此处它们可被监视和比较。
随着时间的过去，系统10将开始磨损，导致失效。这会以多种形式发生。首先，且现在参考图2，当振动器14磨损时，其较低效地使用来自电磁阀20的空气脉冲。振动器14直接通过振动器14泄漏空气，而不是利用所有的空气来驱动振动器14。因此，如图表中所示，电磁阀20和振动器14之间的线路中的空气压力开始下降。然而，压力的下降也可由于其它的系统10失效引起，如泄漏的空气管线，或压力变换器24a的失效。这些失效中的任何一个都将导致振动器14不有效地运转，并且因而包括在如本申请中所讨论的监视各个体振动器的运行的概念中。如图表中所示，振动器的力(以GRMS显示)开始相对于由于任何原因而导致的空气压力下降而降低。
此信息用在多种方法中。首先，在提供系统10并由已知压力下的空气源16提供动力后，可监视电磁阀20和振动器14之间的压力。通过将电磁阀20和振动器14之间的压力和已知压力进行比较，可以确定振动器的效率是否正在减弱，且如果情况如此，是否需要更换振动器或系统中的另一构件。
其次，可将来自各第一压力变换器24a的压力与来自第二压力变换器24b的压力进行比较。由控制器22完成的此比较之后将产生来自各第一传感器的压力与来自第二传感器的压力的比值。控制器22然后被编程为如果该比值变化大于第一预定量则发出警报。在第三种使用方法中，控制器22还可编程为如果该比值变化大于第二预定量则关闭振动器。
第四，控制器22可编程来补偿压力的下降。在该方法中，响应于电磁阀20和其相关联的振动器14之间的压力的下降，控制器可以控制个体的电磁阀20。在此类方法中，控制器22将监视来自各第一压力变换器24a的压力与第二压力变换器24b的压力的比值，以感测该比值是否变化大于第三预定量。如果发生此类下降，控制器将增加来自对应电磁阀的空气流，直至该比值与第三预定量匹配。
在此优选实施例中，同时使用全部四种方法。在多数场合下，第三预定量将是第一个被达到的，且因此控制器22将控制电磁阀20来允许在每次脉冲中更多的空气流过，从而提高线路中的压力(控制电磁阀20的节流阀)。由于此压力的增加将倾向于使得系统将补偿正常的磨损，因此第一预定量将只会在振动器接近失效时才会达到。在这种情况下，在确定是否已经达到第一预定值时，控制器22可将电磁阀20正在利用的额外的空气量纳入考虑。换句话说，第一预定量可受到电磁阀20的节流阀正在被控制到何种程度影响。因此，系统的操作员将被就未来的问题被告警，但正在进行的任何试验将不会被干扰。然而，这些比较既可作为与台空置时的基线试验的比较而完成，又可作为对附在台上的物品的试验期间的连续监视而完成。还优选的是将加速计26附接到台架12和控制器22上，以监视总体振动的强度。
尽管已经联系具体实施例显示和描述了本发明的原理，但可以理解的是此类实施例是仅作为实例而不是限制性的。
Claims (18)
1.一种在气动振动试验系统中监视个体振动器的方法，该方法包括：
·提供包括至少一个振动器的气动振动试验系统，各振动器通过阀的输出连接到加压空气系统上；
·在已知压力下向所述阀的输入供应加压空气，所述已知压力为来自所述加压空气系统的向所述阀的输入供应的加压空气具有的已知压力；
·监视所述阀与所述振动器之间的压力；
·将所述阀与所述振动器之间的所述压力与所述已知压力进行比较以执行以下方法中的至少一种：
A)如果所述阀和所述振动器之间的压力与所述已知压力的比值变化大于第一预定量，则发出指示振动器效率的警报；
B)如果所述阀和所述振动器之间的压力与所述已知压力的比值变化大于第二预定量，则停止从所述阀到所述振动器的空气流；以及
C)如果所述阀和所述振动器之间的压力与已知压力的比值变化大于第三预定量，则通过经由所述阀向所述振动器供应更大量的空气来补偿振动器效率的识别下降。
2.根据权利要求1所述的在气动振动试验系统中监视个体振动器的方法，其特征在于，所述试验系统包括多个振动器和相等数目的阀，各振动器通过单独的相关联的阀连接到所述加压空气系统上。
3.根据权利要求2所述的在气动振动试验系统中监视个体振动器的方法，其特征在于，所述试验系统还包括位于各振动器与所述相关联的阀之间的压力变换器。
4.根据权利要求3所述的在气动振动试验系统中监视个体振动器的方法，其特征在于，还包括连接到所有压力变换器上的控制器。
5.根据权利要求4所述的在气动振动试验系统中监视个体振动器的方法，其特征在于，所述阀为电子控制的电磁阀，并且其中，所述电磁阀被所述控制器控制。
6.根据权利要求5所述的在气动振动试验系统中监视个体振动器的方法，其特征在于，所述控制器将所述阀和所述振动器之间的压力与所述已知压力进行比较以便同时执行权利要求1中的三种方法A、B和C。
7.一种振动试验系统，包括：
·台架；
·附接到所述台架上的至少一个振动器；
·通过阀的输出连接到所述振动器上的气动空气源，所述气动空气源配置成以已知压力向所述阀的输入供应加压空气，所述已知压力为来自所述气动空气源的向所述阀的输入供应的加压空气具有的已知压力；
·附接到所述阀和所述振动器之间的所述气动空气源上的压力监视装置；以及
·连接到所述压力监视装置上并配置成将所述阀与所述振动器之间的压力与所述已知压力进行比较以执行以下方法中的至少一种的控制器：
A)如果所述阀和所述振动器之间的压力与所述已知压力的比值变化大于第一预定量，则发出指示振动器效率的警报；
B)如果所述阀和所述振动器之间的压力与所述已知压力的比值变化大于第二预定量，则停止从所述阀到所述振动器的空气流；以及
C)如果所述阀和所述振动器之间的压力与已知压力的比值变化大于第三预定量，则通过经由所述阀向所述振动器供应更大量的空气来补偿振动器效率的识别下降。
8.根据权利要求7所述的振动试验系统，其特征在于，所述压力监视装置是压力变换器。
9.根据权利要求8所述的振动试验系统，其特征在于，所述压力变换器是第一压力变换器，所述振动试验系统还包括附接到所述阀之前的所述气动空气源上并附接到所述控制器上的第二压力变换器。
10.根据权利要求9所述的振动试验系统，其特征在于，所述阀是连接到所述控制器上的电子控制电磁阀。
11.根据权利要求10所述的振动试验系统，其特征在于，还包括安装在所述台架上并连接到所述控制器上的加速计。
12.根据权利要求10所述的振动试验系统，其特征在于，所述振动器、电磁阀和压力变换器形成振动器线路，所述试验系统还包括多条振动器线路。
13.一种对物品进行振动试验的方法，所述方法包括：
·提供气动振动试验系统，其包括台架，附接到所述台架上的至少一个振动器，各振动器通过阀的输出连接到加压空气系统上；
·将待试验的物品附到所述台架上，
·将已知压力下的加压空气供应至所述阀的输入，所述已知压力为来自所述加压空气系统的向所述阀的输入供应的加压空气具有的已知压力；
·监视所述阀和所述振动器之间的压力；以及
·将所述阀和所述振动器之间的所述压力与所述已知压力进行比较以执行以下方法中的至少一种：
A)如果所述阀和所述振动器之间的压力与所述已知压力的比值变化大于第一预定量，则发出指示振动器效率的警报；
B)如果所述阀和所述振动器之间的压力与所述已知压力的比值变化大于第二预定量，则停止从所述阀到所述振动器的空气流；以及
C)如果所述阀和所述振动器之间的压力与已知压力的比值变化大于第三预定量，则通过经由所述阀向所述振动器供应更大量的空气来补偿振动器效率的识别下降。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述试验系统包括附接到所述台架上的多个振动器和相等数目的阀，各振动器通过单独的相关联的阀连接到所述加压空气系统上。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述试验系统还包括在各振动器和所述相关联的阀之间的压力变换器。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括连接到所有压力变换器上的控制器。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述阀是电子控制电磁阀，并且其中，所述电磁阀被所述控制器控制。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述控制器将所述阀和所述振动器之间的压力与所述已知压力进行比较以便同时执行权利要求13中的三种方法A、B和C。
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