CN105404321A - 一种重复敲击式振动台及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种重复敲击式振动台，包括振动台面、连接块、振动器、振动传感器、控制系统，振动台面与连接块刚性连接，振动器固定在连接块上，振动传感器设置在振动台面下侧并与控制系统连接，控制系统控制振动器直线运动来重复敲击连接块从而激发振动台面产生振动，连接块上至少固定一个振动器，振动器与振动台面的角度θ为33-37度，通过调节振动器与振动台面的角度，从而控制振动器对振动台面产生的振动力的强度及均匀性，不同角度的振动器对振动平台不同方向产生的振动力不同，调整振动器角度，提高振动台XYZ三个轴向振动量一致性、振动平台不同位置振动量均匀性，保证振动台面单一位置的振动量低波动度。

Description

一种重复敲击式振动台及控制方法
技术领域
本发明涉及一种重复敲击式振动台及控制方法。
背景技术
HALT试验方法已经广泛应用于众多电子产品的可靠性试验来发现产品的潜在失效。HALT试验可以在很短的时间内激发出产品的失效，其效率远高其它环境可靠性试验方法。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会于2012年专门针对HALT试验发布了GB/T29309-2012电工电子产品加速应力试验规程高加速寿命试验导则。
GB/T29309-2012标准对XY和Z轴的偏差要求为50％以内，而振动台面不同位置的均匀度偏差为40％以内，这样的一个偏差要求是很宽松的，而现有产品实际性能指标基本和标准要求接近。HALT箱发明了20多年，在这几个方面一直没有改善。
现有HALT箱的振动台全部采用多个振动器同时工作来重复敲击振动台来产生随机振动。现有HALT箱的控制方式和振动器的典型布局中，多个振动器的压缩空气是同一个气路进行统一控制，考虑到空气可压缩性和振动器生产误差，不同的振动器敲击时间的同步和敲击力大小的一致性就成为其先天性缺陷，所以造成振动台面的XYZ三个轴向的振动量差异很大，振动台面不同位置振动量均匀性很低，振动台面单一位置的振动量波动很大。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足而提供一种重复敲击式振动台，振动台XYZ三个轴向振动量一致性、振动平台不同位置振动量均匀性和振动台面单一位置的振动量低波动度，使得试验结果的可重复性得到极大的提升。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种重复敲击式振动台，包括振动台面、连接块、振动器、振动传感器、控制系统，振动台面与连接块刚性连接，振动器固定在连接块上，振动传感器设置在振动台面上并与控制系统连接，控制系统控制振动器直线运动来重复敲击连接块从而激发振动台面产生振动，连接块上至少固定一个振动器，振动器与振动台面的角度θ为33-37度，通过调节振动器与振动台面的角度，从而控制振动器对振动台面产生的振动力的强度及均匀性，不同角度的振动器对振动平台不同方向产生的振动力不同，调整振动器角度，提高振动台XYZ三个轴向振动量一致性。
进一步地，根据
Sinθ＝Cosθ╳Sin45°
注：振动器轴心于振动台面上的投影在振动台面平面上顺时针45度和逆时针45度为X和Y，垂直XY平面的向上方向为Z。
计算当θ为35.26438968时，振动器在振动平台不同方向产生的振动力相同，振动台XYZ三个轴向振动量一致，保证振动台面单一位置的振动量相同。
作为本发明所述的重复敲击式振动台的一种优选方案，一台振动台上的振动器为2-4个，任意两个振动器在振动台面上的投影的夹角为90度的整数倍，振动器的轴心线通过振动台面的几何中心。
作为本发明所述的重复敲击式振动台的一种优选方案，不同的振动器的振动力范围不同，当一台振动台上的振动器为2-4个时，不同振动器的动力大小不同，测试范围由振动力最小的振动器的最小值到振动力最大的振动器的最大值，大大扩大了振动台的测试范围，可以适用多种产品的测试。
作为本发明所述的重复敲击式振动台的一种优选方案，所述的控制系统包括信号采集与分析模块、调节阀、电磁阀、控制模块，信号采集与分析模块与振动传感器连接，控制模块分别与信号采集与分析模块、电磁阀、调压阀连接，调压阀同时与电磁阀连接，电磁阀与振动器连接。信号采集与分析模块通过采集振动传感器的信号来实时计算出振动台面的振动量并反馈给控制系统，控制系统将客户输入的振动量值与信号采集与分析模块反馈的振动量值进行对比，然后给调压阀输出控制信号，进而调节振动器的振动量。
作为本发明所述的重复敲击式振动台的一种优选方案，所述的振动器为电动振动器或液压振动器。
作为本发明所述的重复敲击式振动台的一种优选方案，所述的振动器为空气振动器，空气振动器的进气管与空气压缩机连接，进一步地，所述的空气振动器的进气管与空气压缩机间还设有过滤装置，过滤装置用来过滤压缩空气中的颗粒、水和油，为后面的振动器提供清洁的压缩气源。
一种重复敲击式振动台的一种优选方案，通过电磁阀控制振动台上的振动器，在同一时间只有一台振动器工作，最大限度的提高振动平台不同位置振动量均匀性和振动台面单一位置的振动量低波动度，使得试验结果的可重复性得到极大的提升。
附图说明
图1是所述的重复敲击式振动台结构示意图。
图2为所述的重复敲击式振动台连接关系框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，一种重复敲击式振动台，包括振动台面1、连接块2、振动器3、振动传感器4、控制系统(未画出)，振动台面1与连接块2刚性连接，振动器3固定在连接块2上，振动传感器4设置在振动台面上并与控制系统连接，控制系统控制振动器直线运动来重复敲击连接块从而激发振动台面产生振动，连接块2上固定4个振动器，4个振动器与振动台面的角度θ均为35.26438968度，任意两个振动器在振动台面上的投影的夹角为90度的整数倍，振动器的轴心线通过振动台面的几何中心，使振动器对振动平台XYZ三个轴向振动量一致，并保证振动平台不同位置振动量的均匀性。
如图2所示，控制系统包括信号采集与分析模块、调节阀、电磁阀、控制模块，信号采集与分析模块与振动传感器连接，控制模块分别与信号采集与分析模块、电磁阀、调压阀连接，调压阀同时与电磁阀连接，电磁阀与振动器连接。信号采集与分析模块通过采集振动传感器的信号来实时计算出振动台面的振动量并反馈给控制系统，控制系统将客户输入的振动量值与信号采集与分析模块反馈的振动量值进行对比，然后给调压阀输出控制信号，进而调节振动器的振动量。振动器为空气振动器，空气振动器的进气管与空气压缩机连接，进一步地，所述的空气振动器的进气管与空气压缩机间还设有过滤装置，过滤装置用来过滤压缩空气中的颗粒、水和油，为后面的振动器提供清洁的压缩气源。
4个振动器的振动力范围不同，4个振动器的振动力范围连续增大，振动力最小的振动器的最小值到振动力最大的振动器的最大值间连续，可以实现由振动力最小的振动器的最小值到振动力最大的振动器的最大值间振动力的测试。
首先设定振动台的输出Grms值，随后控制模块控制调节阀空气输出压力为最小振动器的工作压力的最低值，打开最小振动器的电磁阀开关使其开始工作，对比信号采集与分析模块所采集振动传感器信号的计算结果，如果反馈值低于设定的目标值，则控制模块控制调节阀提高输出空气的压力，当调节阀的输出空气压力达到振动器工作压力的最高值时反馈值依然低于设定目标值，则通过控制电磁阀来关闭当前工作的振动器，控制模块控制调节阀空气输出压力为下一个较大振动器的工作压力的最低值，打开下一个较大振动器的电磁阀开关使得其开始工作，继续对比反馈值和设定目标值，当两者一致时保持当前的压力并持续监控反馈值并进行实时对比，如果反馈值高于设定目标值，则控制模块控制调节阀降低输出空气的压力直至反馈值和设定目标值一致。在同一时间只有一台振动器工作，最大限度的提高振动平台不同位置振动量均匀性和振动台面单一位置的振动量低波动度，使得试验结果的可重复性得到极大的提升。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种重复敲击式振动台，包括振动台面、连接块、振动器、振动传感器、控制系统，振动台面与连接块刚性连接，振动器固定在连接块上，振动传感器设置在振动台面上并与控制系统连接，控制系统控制振动器直线运动来重复敲击连接块从而激发振动台面产生振动，其特征在于：连接块上至少固定一个振动器，振动器与振动台面的角度θ为33-37度。
2.根据权利要求1所述的重复敲击式振动台，其特征在于：一台振动台上的振动器为2-4个，任意两个振动器在振动台面上的投影的夹角为90度的整数倍，振动器的轴心线通过振动台面的几何中心。
3.根据权利要求1或2所述的重复敲击式振动台，其特征在于：振动器与振动台面的角度θ为35.26438968度。
4.根据权利要求2所述的重复敲击式振动台，其特征在于：不同的振动器的振动力不同。
5.根据权利要求3所述的重复敲击式振动台，其特征在于：所述的控制系统包括信号采集与分析模块、调节阀、电磁阀、控制模块，信号采集与分析模块与振动传感器连接，控制模块分别与信号采集与分析模块、电磁阀、调压阀连接，调压阀同时与电磁阀连接，电磁阀与振动器连接。
6.根据权利要求2所述的重复敲击式振动台，其特征在于：所述的振动器为电动振动器或液压振动器。
7.根据权利要求2所述的重复敲击式振动台，其特征在于：所述的振动器为空气振动器，空气振动器的进气管与空气压缩机连接。
8.根据权利要求7所述的重复敲击式振动台，其特征在于：所述的空气振动器的进气管与空气压缩机间还设有过滤装置。
9.一种重复敲击式振动台控制方法，其特征在于，通过电磁阀控制振动台上的振动器，在同一时间只有一台振动器工作。
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