CN109374287A - 一种液力缓速器控制阀检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液力缓速器控制阀检测系统及方法，包括气压采集装置、阀控制装置、上位机终端和通信装置；控制阀固定设置，控制阀进气口连接有气源；气压采集装置测量端与控制阀出气口连接，用于实时采集控制阀出气口输出压力；阀控制装置输出端与控制阀控制端连接，用于向控制阀施加按设定规律变化的电流信号，阀控制装置输入端连接气压采集装置输出端；上位机终端与阀控制装置交互连接，用于显示并记录控制阀数据信号，且控制阀控制装置的启动和停止；通信装置分别与上位机终端和阀控制装置交互连接，用于上位机终端与阀控制装置之间的实时数据传输。能够对控制阀的各项数值进行显示，从而实现对控制阀的检测，可应用于控制阀售后故障分析。

Description

一种液力缓速器控制阀检测系统及方法

技术领域

本发明属于液力缓速器领域，涉及一种液力缓速器控制阀检测系统及方法。

背景技术

随着相关行业法规的发布，以及用户对缓速器产品认可度的提升，液力缓速器产量近年来得到了较大增长，相应的，缓速器各相关零部件的质量也成为了我们需要重点关注的问题。

控制阀是缓速器上的关键执行机构，它接收来自缓速器控制器的电流信号，转换为相应的气压并输出至油池壳，将油液压入工作腔使缓速器工作。控制阀品质的好坏直接影响着整个缓速器系统的性能，其一致性和灵敏度都需要保持在较高水平，才能保证液力缓速器输出的可靠性。

针对控制阀的检测，现有手段是将控制阀安装在缓速器总成上，通过操作手柄调整不同的档位，并通过压力计在缓速器加油口读取阀的输出压力。该检测方法运行成本高，需要专业人员协同操作，且不同供应商所提供控制阀产品的特性曲线和灵敏度不同，无法对被测件的性能进行精确测试。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种液力缓速器控制阀检测系统及方法，可应用于产品入厂检测，提升控制阀的入厂检测效率，同时，可应用于控制阀售后故障分析，有利于产品质量提升，从而保证缓速器产品的可靠性和稳定性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种液力缓速器控制阀检测系统，包括气压采集装置、阀控制装置、上位机终端和通信装置；

所述控制阀固定设置，控制阀进气口连接有气源；

所述气压采集装置测量端与控制阀出气口连接，用于实时采集控制阀出气口输出压力；

所述阀控制装置输出端与控制阀控制端连接，用于向控制阀施加按设定规律变化的电流信号，阀控制装置输入端连接气压采集装置输出端；

所述上位机终端与阀控制装置交互连接，用于显示并记录控制阀数据信号，且控制阀控制装置的启动和停止；

所述通信装置分别与上位机终端和阀控制装置交互连接，用于上位机终端与阀控制装置之间的实时数据传输。

优选的，控制阀通过压装卡具固定，压装卡具上设置有与控制阀进气口、出气口和排气口对应的进气接口、出气接口和排气接口。

优选的，所述气源为气压可调气源。

进一步，气压可调气源的气压值能够在0.6～1.2MPa间调节。

优选的，所述气压采集装置采用压力传感器。

优选的，所述通信装置采用Kvaser CAN分析仪。

优选的，阀控制装置采用控制器，控制器包括以下模块；

间隔定时模块，根据设置的时间间隔，将定时到达信号发送给综合判定模块；

综合判定模块，设置若干个电流值递增的测试点，收到间隔定时模块发送的定时到达信号，根据当前测试点的序号，确定当前测试点对应的下一个测试点，将下一个测试点序号发送给电流输出模块，并向控制器数据收发模块发送测试点序号及该测试点的目标压力值；

电流输出模块与控制阀控制端连接，根据当前接收到的测试点序号，得到与该测试点序号对应的电流值，并发送给控制器数据收发模块，并将电流值施加在控制阀上；

模拟量处理模块，用于接收气压采集装置输出的压力信号，并将其转换为实测压力值发送给控制器数据收发模块；

控制器数据收发模块，用于将其接收到的数据发送给上位机终端，并接收上位机终端发出的信号指令。

优选的，上位机终端包括以下模块；

上位机终端数据收发模块，用于接收控制器向其发送的数据，并将数据发送给数据缓冲模块；接收人机界面模块发出的信号指令，并发送给控制器数据收发模块；

数据缓冲模块，用于缓存实时数据，并将全部数据发送给数据存储模块和人机界面模块，将实测压力值与目标压力值发送给数据分析模块；

数据分析模块，用于计算实测压力值与目标压力值的偏差，并根据设定的容许误差判定是否需要对测试点进行标记，超过容许误差进行标记，未超过则不进行标记；

数据存储模块，用于记录接收到的数据，并将数据记录整合为表格；

人机界面模块，用于显示测试点序号、电流值、目标压力值和实测压力值，向上位机终端数据收发模块发送控制控制器启动或停止的信号指令。

一种液力缓速器控制阀检测方法，基于上述的检测系统，包括如下步骤，

步骤1，上位机终端向阀控制装置发送控制阀控制装置的启动的信号，控制阀控制装置的启动；

步骤2，控制信号经由通信装置传输至阀控制装置后，阀控制装置启动，设置若干个电流值递增测试点，设定每个测试点间的时间间隔，当测试点上持续的时间结束时，自动跳转下一个测试点，阀控制装置输出每个测试点对应的电流信号，并施加在控制阀上；

步骤3，控制阀根据接收到的电流信号调整其输出气压，并由气压采集装置在控制阀出气口处对气压进行采集；

步骤4，气压采集装置将采集到的压力信号转换为实测压力值，反馈给阀控制装置；

步骤5，阀控制装置将其测试点序号、目标压力值、电流值和接收到的实测压力值合并在一起，通过通信装置反馈给上位机终端；

步骤6，上位机终端将接收到的测试点序号、实测压力值、标压力值与电流值实时显示出来；

步骤7，检测数据记录完毕后，上位机终端向阀控制装置发送控制阀控制装置停止的信号，阀控制装置停止工作。

优选的，步骤2中，通过间隔定时模块设定一个时长，定时器从零开始计时，当时长结束时，定时器计时清零，重新计时，并将定时到达信号发送给综合判定模块；

通过综合判定模块设置若干个电流值递增或递减的测试点，收到间隔定时模块发送的定时到达信号，根据当前测试点的序号，确定当前测试点对应的下一个测试点，将下一个测试点序号发送给电流输出模块；

电流输出模块根据当前接收到的测试点序号，得到与该测试点序号对应的电流值，并发送给控制器数据收发模块，并将电流值施加在控制阀上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明阀控制装置向控制阀施加按设定规律变化的电流信号，并接收气压采集装置输出信号，将控制阀的各项数值通过通信装置传至上位机终端，能够对控制阀的各项数值进行显示，从而实现对控制阀的检测，仅需要操作上位机终端即可，因此测试人员一人即可独立完成操作，节省了大量的人力资源。可应用于产品入厂检测，提升控制阀的入厂检测效率，同时，可应用于控制阀售后故障分析，有利于产品质量提升，从而保证缓速器产品的可靠性和稳定性。

进一步，通过使用可调气源，气压值可在0.6～1.2MPa间调节，从而模拟整车的供气压力。

本发明所述方法根据控制阀特性，阀控制装置按照设定的自动跳转的测试点，对控制阀施加每个测试点对应的电流信号，并通过气压采集装置采集实测压力值，并将数据发送给上位机终端，通过上位机终端将测试点序号、实测压力值和该测试点序号对应的目标压力值与电流值实时显示出来，对比实测压力值和目标压力值便能够很容易发现问题所在，对控制阀的压力上升和下降过程均能进行检测，方法简单，仅需要提前设定好程序，开始检测后，只需要观察上位机终端显示的同一测试点下的实测压力值与目标压力值是否有太大偏差即可。

附图说明

图1为本发明所述系统的整体结构图；

图2为本发明所述系统的控制阀压力-电流特性曲线图；

图3为本发明所述系统的控制器电流信号变化图；

图4为本发明所述系统的信号流图；

图5为本发明所述系统的控制器检测程序整体架构图；

图6为本发明所述系统的上位机终端监控软件整体架构图。

其中：1-压装卡具；2-控制阀；3-气源；4-压力传感器；5-控制器；6-Kvaser CAN分析仪；7-上位机终端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1所示，本系统包括如下模块：

机械安装载体：通过压装卡具1对控制阀2进行固定，压装卡具1上带有与控制阀2进气口、出气口和排气口对应的进气接口、出气接口和排气接口；进气接口连接气源3，为控制阀输入稳定气压，本实施优选气源3使用气压可调气源，气压值可在0.6～1.2MPa间调节，从而模拟整车的供气压力。

气压采集装置：通过压力传感器4实时采集控制阀出气口输出压力，压力传感器4量程为0～0.4MPa。

阀控制装置：本实施例中优选采用控制器5，用于向控制阀2施加按一定规律自动变化的电流信号，并接收压力传感器4输出信号；通过控制器5向控制阀2施加稳定电流信号。液力缓速器的控制阀2为线性元件，其压力-电流特性曲线如图2所示，控制阀2输出压力与电流信号在一定范围内成线性关系，可以得到对应电流下的目标压力值。根据控制阀2特性，控制器5按电流值的变化设置若干测试点，电流值根据测试点序号依次递增，控制器5输出的电流信号可按照图3所示进行变化，在一个测试点所对应电流值上停留一段时间后自动阶跃至下一个测试点所对应电流值，从而对控制阀2的压力上升和下降过程进行检测。同时，控制器5能够根据不同控制阀2的特性曲线和灵敏度，对测试点数、起始电流、电流间隔、时间间隔进行设置。

人机接口：通过上位机终端7监控软件以图形化界面的形式实时显示各测试点上电流信号、目标压力、实测压力的变化，将采集到的数据进行保存。同时，监控软件能够设置各测试点上目标压力与实测压力的容许误差，并对压力超差的测试点进行标记，从而对控制阀2的输出一致性进行检测；同时控制控制器5检测程序的启动和停止。

通信装置：通过Kvaser CAN分析仪6，用于在上位机终端7与控制器5之间建立通信，实现上位机终端7与控制器5之间的实时数据传输。

如图4所示，为本系统的信号流图：

操作人员通过上位机终端7上的监控软件向控制器5发送控制信号，控制检测程序的启动。

控制信号经由Kvaser CAN分析仪6传输至控制器5后，控制器5内的检测程序启动，输出按设定规律自动变化的电流信号，并施加在控制阀2上。

控制阀2根据输入的电流信号调整其输出气压，并由压力传感器4在控制阀2出气口处对气压进行采集。

压力传感器4将采集到的气压转换为压力信号，实时反馈给控制器5。

控制器5将其测试点序号、目标压力值、电流值和接收到的实测压力值合并在一起，通过Kvaser CAN分析仪6实时反馈给上位机终端7。

上位机终端7通过监控软件将接收到的测试点序号、实测压力值、目标压力值、电流值实时显示出来。

检测数据记录完毕后，操作人员通过上位机终端7上的监控软件向控制器5发送控制信号，控制检测程序的停止。

控制信号经由Kvaser CAN分析仪6传输至控制器5后，控制器5内的检测程序停止，施加在控制阀2上的电流信号归零。

如图5所示，为控制器5检测程序整体架构图，包括如下模块：

间隔定时模块，设置相邻测试点间的时间间隔，本实施例优选时间间隔为5s～10s，根据设置的测试点间的时间间隔，通过定时器从零开始计时，当计时时间到达时间间隔，定时器计时清零，重新计时，并向综合判定模块发送定时到达信号。

综合判定模块，根据设置的测试点数，为各测试点分配序号，序号最小值为零，最大值为测试点数减一；同时根据当前测试点序号和模块内部升降标识，确定下一个测试点序号，若内部升降标识为上升，则下一个测试点序号为当前测试点序号加一，若内部升降标识为下降，则下一个测试点序号为当前测试点序号减一；当测试点序号达到最小值时，内部升降标识从下降变为上升，当测试点序号达到最大值时，内部升降标识从上升变为下降；当接收到来自间隔定时模块的定时到达信号时，将当前测试点序号更新为下一个测试点序号，并将测试点序号发送给电流输出模块和控制器数据收发模块，同时将与测试点相对应的目标压力值发送给控制器数据收发模块。

电流输出模块，根据设置的起始电流和电流间隔，结合测试点序号计算当前测试点上需要输出的电流值，将产生的电流信号输出至控制阀2，并将电流值发送给数据收发模块。

模拟量处理模块，用于接收压力传感器4输出的压力信号，转换为实测压力值，并将实测压力值发送给控制器数据收发模块。

控制器数据收发模块，接收来自电流输出模块的电流值，接收来自综合判定模块的测试点序号和目标压力值，接收来自模拟量处理模块的实测压力值，并处理控制器5与上位机终端7之间的数据通信，将其接收到的数据发送给上位机终端7，并接收上位机终端7发出的信号指令。

如图6所示，为上位机终端7监控软件整体架构图，包括如下模块：

上位机终端数据收发模块，用于处理上位机终端7与控制器5之间的数据通信，接收控制器5向其发送的数据，并将数据发送给数据缓冲模块；接收人机界面模块发出的信号指令，并发送给控制器数据收发模块。

数据缓冲模块，接收来自数据收发模块的测试点序号、电流值、目标压力值和实测压力值，用于缓存大量实时数据，防止数据丢失，并将全部数据发送给数据存储模块和人机界面模块，将实测压力值与目标压力值发送给数据分析模块。

数据分析模块，接收来自数据缓冲模块的目标压力值和实测压力值，将目标压力值与实测压力值相减取绝对值，得出实际误差，并将实际误差与设定的容许误差进行比较，若实际误差大于容许误差，则对当前测试点进行标记。能够在一系列数据中，醒目的显示，更快捷的让测试人员发现问题。

数据存储模块，用于记录来自数据缓冲模块的各项数据，并将数据记录整合为表格，将每个测试点序号所对应的电流值、目标压力值和实测压力值罗列出来，方便浏览。

人机界面模块，用于显示来自数据缓冲模块的测试点序号、电流值、目标压力值和实测压力值，同时允许操作人员控制检测程序的启动和停止。

上位机终端7能够显示并保存采集到的数据，同时，能够设置各测试点上目标压力与实测压力的容许误差，并对压力超差的测试点进行标记，从而对控制阀2的输出一致性进行检测。

本发明设计专用于液力缓速器控制阀检测的系统，能够全面、便捷地对被测件的性能进行分析，运行能耗低，测试人员一人即可独立完成操作，节省检测成本。同时，检测系统对故障返回件的性能检测，有利于分析产品的故障原因，向控制阀2供应商提出改进要求，提升产品质量，节省产品的售后维护成本。

液力缓速器控制阀检测系统，其控制器5及上位机终端7监控软件可根据不同控制阀2的特性曲线、灵敏度、一致性进行配置，具有可扩展性，适用范围广；其监控软件还具有数据记录功能，能够为产品入厂检测及售后拆解提供大量的数据支撑，便于开发人员进行数据分析。

本发明控制器5向控制阀2施加按设定规律自动变化的电流信号，并接收压力传感器4输出信号，将控制阀2实时压力值、目标压力值、电流值通过通信装置传至上位机终端7，且控制器5能够根据不同控制阀2的特性曲线和灵敏度，对测试点数、起始电流、电流间隔、时间间隔进行设置。能够全面、便捷地对控制阀2一致性和灵敏度进行精确测试，运行能耗低，测试人员一人即可独立完成操作。可应用于产品入厂检测，提升控制阀2的入厂检测效率，同时，可应用于控制阀2售后故障分析，有利于产品质量提升，从而保证缓速器产品的可靠性和稳定性。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液力缓速器控制阀检测系统，其特征在于，包括气压采集装置、阀控制装置、上位机终端(7)和通信装置；

所述控制阀(2)固定设置，控制阀(2)进气口连接有气源(3)；

所述气压采集装置测量端与控制阀(2)出气口连接，用于实时采集控制阀(2)出气口输出压力；

所述阀控制装置输出端与控制阀(2)控制端连接，用于向控制阀(2)施加按设定规律变化的电流信号，阀控制装置输入端连接气压采集装置输出端；

所述上位机终端(7)与阀控制装置交互连接，用于显示并记录控制阀(2)数据信号，且控制阀控制装置的启动和停止；

所述通信装置分别与上位机终端(7)和阀控制装置交互连接，用于上位机终端(7)与阀控制装置之间的实时数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种液力缓速器控制阀检测系统，其特征在于，控制阀(2)通过压装卡具(1)固定，压装卡具(1)上设置有与控制阀(2)进气口、出气口和排气口对应的进气接口、出气接口和排气接口。

3.根据权利要求1所述的一种液力缓速器控制阀检测系统，其特征在于，所述气源(3)为气压可调气源。

4.根据权利要求3所述的一种液力缓速器控制阀检测系统，其特征在于，气压可调气源的气压值能够在0.6～1.2MPa间调节。

5.根据权利要求1所述的一种液力缓速器控制阀检测系统，其特征在于，所述气压采集装置采用压力传感器(4)。

6.根据权利要求1所述的一种液力缓速器控制阀检测系统，其特征在于，所述通信装置采用Kvaser CAN分析仪(6)。

7.根据权利要求1所述的一种液力缓速器控制阀检测系统，其特征在于，阀控制装置采用控制器(5)，控制器(5)包括以下模块；

间隔定时模块，根据设置的时间间隔，将定时到达信号发送给综合判定模块；

综合判定模块，设置若干个电流值递增的测试点，收到间隔定时模块发送的定时到达信号，根据当前测试点的序号，确定当前测试点对应的下一个测试点，将下一个测试点序号发送给电流输出模块，并向控制器数据收发模块发送测试点序号及该测试点的目标压力值；

电流输出模块与控制阀(2)控制端连接，根据当前接收到的测试点序号，得到与该测试点序号对应的电流值，并发送给控制器数据收发模块，并将电流值施加在控制阀(2)上；

模拟量处理模块，用于接收气压采集装置输出的压力信号，并将其转换为实测压力值发送给控制器数据收发模块；

控制器数据收发模块，用于将其接收到的数据发送给上位机终端(7)，并接收上位机终端(7)发出的信号指令。

8.根据权利要求1所述的一种液力缓速器控制阀检测系统，其特征在于，上位机终端(7)包括以下模块；

上位机终端数据收发模块，用于接收控制器(5)向其发送的数据，并将数据发送给数据缓冲模块；接收人机界面模块发出的信号指令，并发送给控制器数据收发模块；

数据缓冲模块，用于缓存实时数据，并将全部数据发送给数据存储模块和人机界面模块，将实测压力值与目标压力值发送给数据分析模块；

数据分析模块，用于计算实测压力值与目标压力值的偏差，并根据设定的容许误差判定是否需要对测试点进行标记，超过容许误差进行标记，未超过则不进行标记；

数据存储模块，用于记录接收到的数据，并将数据记录整合为表格；

人机界面模块，用于显示测试点序号、电流值、目标压力值和实测压力值，向上位机终端数据收发模块发送控制控制器(5)启动或停止的信号指令。

9.一种液力缓速器控制阀检测方法，其特征在于，基于权利要求1-7所述的检测系统，包括如下步骤，

步骤1，上位机终端(7)向阀控制装置发送控制阀控制装置的启动的信号，控制阀控制装置的启动；

步骤2，控制信号经由通信装置传输至阀控制装置后，阀控制装置启动，设置若干个电流值递增测试点，设定每个测试点间的时间间隔，当测试点上持续的时间结束时，自动跳转下一个测试点，阀控制装置输出每个测试点对应的电流信号，并施加在控制阀(2)上；

步骤3，控制阀(2)根据接收到的电流信号调整其输出气压，并由气压采集装置在控制阀(2)出气口处对气压进行采集；

步骤4，气压采集装置将采集到的压力信号转换为实测压力值，反馈给阀控制装置；

步骤5，阀控制装置将其测试点序号、目标压力值、电流值和接收到的实测压力值合并在一起，通过通信装置反馈给上位机终端(7)；

步骤6，上位机终端(7)将接收到的测试点序号、实测压力值、标压力值与电流值实时显示出来；

步骤7，检测数据记录完毕后，上位机终端(7)向阀控制装置发送控制阀控制装置停止的信号，阀控制装置停止工作。

10.根据权利要求9所述的一种液力缓速器控制阀检测方法，其特征在于，步骤2中，通过间隔定时模块设定一个时长，定时器从零开始计时，当时长结束时，定时器计时清零，重新计时，并将定时到达信号发送给综合判定模块；

通过综合判定模块设置若干个电流值递增或递减的测试点，收到间隔定时模块发送的定时到达信号，根据当前测试点的序号，确定当前测试点对应的下一个测试点，将下一个测试点序号发送给电流输出模块；

电流输出模块根据当前接收到的测试点序号，得到与该测试点序号对应的电流值，并发送给控制器数据收发模块，并将电流值施加在控制阀(2)上。