检测流体控制阀性能的试验装置 技术领域 本发明涉及阀件性能试验检测领域， 特别是涉及一种用于检测流体控制阀性能的 试验装置。
背景技术 为满足柴油机日益提高的性能与排放要求， 世界各国不断发展柴油机新技术。其 中， 电控燃油系统 ( 包括共轨系统、 泵喷嘴系统、 电控单体泵系统 ) 是改善排放、 降低油耗、 提高动力性能的重要手段。流体控制阀 ( 包括高速电磁阀、 流量调节阀、 共轨调压阀、 喷射 控制阀 ) 广泛应用于电控燃油系统的电控喷油器、 高压油泵和共轨管中 ； 流体控制阀的工 作性能直接影响着电控燃油系统的控制精确程度， 因而对电控燃油系统的性能起到举足轻 重的作用。
对流体控制阀进行研制， 性能试验设备是必不可少的。 目前， 针对流体控制阀的试 验装置一般只对流量特性或通断切换特性进行测试， 多用于流体控制阀产品质量控制， 若 用于流体控制阀研发过程的试验研究则显得功能不足， 难以满足研发试验研究需求。
现行针对流体控制阀的试验多在其应用系统集成后进行整体系统测试， 流体控制 阀的试验离不开其应用系统。例如， 用于共轨系统中电控喷油器喷射控制的高速电磁阀以 及高压油泵的流量调节阀的试验测试， 目前均是集成在共轨系统中进行性能测试。在没有 相应的应用系统时， 则难以进行流体控制阀的真实性能测试， 因此， 增大了流体控制阀研发 的难度和技术风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种检测流体控制阀性能的试验装置， 能够为流 体控制阀提供真实应用的外部条件， 使流体控制阀实物样件可以脱离其原应用系统进行独 立性能测试。
为解决上述技术问题， 本发明的检测流体控制阀性能的试验装置包括 ： 电气控制 装置、 基础实验台和测控装置 ；
所述电气控制装置为基础实验台和测控装置提供电源 ；
所述基础实验台为试验样件提供具有一定压力、 流量和温度的低压试验油和高压 试验油 ； 所述低压试验油由低压油源提供， 所述高压试验油由高压油源提供 ； 所述低压油 源和高压油源共用一个试验油箱 ；
所述测控装置与所述基础实验台相连接， 通过传感器采集所述基础实验台内的试 验样件的试验参数， 通过传感器采集所述基础实验台的参数 ； 所述测控装置通过基础实验 台上的低压油源和高压油源实现低压试验油和高压试验油的压力、 流量和温度控制。
所述试验样件的试验参数包括 ： 驱动电流、 电压、 温度、 位移、 力、 流量、 电感、 电阻、 磁场强度、 磁感应强度。
所述基础实验台的参数包括 ： 环境温度、 环境湿度、 大气压力、 液压油和试验油的压力、 液压油和试验油的温度、 液压油箱和试验油箱的液位、 冷却水压力。
本发明的试验装置采用了将可控的压力油源和可控的驱动电源、 完备的参数自动 检测分析平台、 多试验台位并行试验等多项技术集成的方法， 使该试验装置可以在脱离共 轨系统等应用系统的情况下进行独立的流体控制阀性能试验 ； 可开展各种流体控制阀的运 行试验， 参数设置灵活、 使用便捷， 降低流体控制阀性能试验的难度和研发风险 ； 可以设置 多个工位， 同时满足多组流体控制阀性能试验测试需求， 缩短试验周期， 减少试验成本。
本发明的试验装置能够满足流体控制阀产品研发过程的性能检测需求， 实现流体 控制阀的电参数、 驱动特性、 响应特性、 密封特性、 驱动力、 温升、 动态磁感应强度、 一致性等 试验项目的检测、 数据记录与结果分析。
本发明的试验装置具有提供稳定的低压试验油 (0.10MPa ～ 2.50MPa) 和高压试验 油 (10 ～ 200MPa) 的能力， 油温、 油压可控， 以满足不同压力使用条件下的流体控制阀的压 力油源需求。
本发明的试验装置设置有检测信号处理系统 ( 即测控装置 )， 可提供力、 位移、 压 力、 流量、 温度、 磁场强度、 磁感应强度、 电阻、 电感、 电流、 电压等信号的检测、 存储、 分析。 附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明 ： 图 1 是本发明的检测流体控制阀性能的试验装置一实施例结构图 ； 图 2 是图 1 中的测控装置一实施例结构图 ； 图 3 是图 1 中基础实验台 2 的低压油源、 高压油源一实施例原理图。具体实施方式
参见图 1 所示， 在本发明的一实施例中， 所述检测流体控制阀性能的试验装置包 括电气控制装置 1、 基础实验台 2 和测控装置 3。
所述电气控制装置 1 具有 380V、 220V 两种电源， 为基础实验台 2 和测控装置 3 提 供电源， 通过主指令开关控制基础实验台 2、 测控装置 3 的电源供应。 在 220V 单相电源电路 和 380V 三相电源电路上分别设有电压表和电流表。
所述电气控制装置 1 设有四个加热指示灯， 用于显示所述试验装置的加热状态。 所述四个加热指示灯分成两组， 分别指示设置在基础实验台 2 内的试验油箱和液压油箱的 加热器工作状态， 每一个指示灯对应指示一个加热器的状态， 指示灯亮表示所指示的加热 器处于工作状态， 指示灯不亮表示该加热器未工作。所述电气控制装置 1 设有三个冷却指 示灯， 用于显示所述试验装置的冷却状态。所述 3 个冷却指示灯分别指示所述基础实验台 2 内的低压试验油、 低压油及液压油的冷却状态。冷却指示灯亮， 表示控制冷却水进入冷却 器的两位两通阀开启， 对试验油或液压油进行冷却 ； 冷却指示灯不亮表示控制冷却水进入 冷却器的两位两通阀关闭， 冷却水未进入冷却器， 试验油或液压油未被冷却。
所述电气控制装置 1 设有过热过载保护装置和漏电保护装置。
所述基础实验台 2 采用钢结构底座， 在该钢结构底座上设有采用铝合金型材构成 的框架 ( 该框架也可采用其它金属材料制成， 如角钢 )， 在所述框架上安装防护面板， 形成 一个封闭的壳体。试验时待检测的流体控制阀 ( 以下简称试验样件 ) 放置在所述基础实验台 2 壳体内进行隔离防护。所述基础实验台 2 上设有采用强化防护玻璃构成的观察窗， 该 观察窗可以开闭并与所述试验装置进行联锁， 且由 PLC 控制器 6 控制联锁。
所述基础实验台 2 封闭的空间内中间偏上的位置设置操作工作台， 试验样件安装 在该操作工作台上， 用于收集试验样件和操作工作台上泄漏试验油的集油槽位于所述操作 工作台下方， 试验油箱设置在基础实验台 2 的底座上， 位置低于集油槽， 集油槽通过管路与 试验油箱连接， 使收集的油利用自身的重力自然流入试验油箱。
所述基础实验台 2 为试验样件提供具有一定压力、 流量和温度的低压试验油和高 压试验油。
所述基础试验台 2 的冷却水进水总管上安装球阀 34.13、 温度表 30.2、 压力表 33.4、 压力传感器 32.4， 冷却水出水总管上安装球阀 34.14、 冷却水流动指示计 35。
所述低压试验油由低压油源提供， 该低压油源设置在所述基础实验台 2 内。所述 低压油源包括 ： 试验油箱， 该试验油箱为低压油源和高压油源共用， 试验油箱安装有球阀 15.1、 带温度显示的液位计 16.1、 吸油滤器 17.1、 吸油滤器 17.2、 加热器 18.1、 加热器 18.2、 带空滤的注油通气器 19.1、 温度传感器 20.1、 液位传感器 21.1。
两级带压差发生器的滤器 31.1、 31.2 通过管路串联在低压油源的进油通路中， 且 位于两级气体隔离式蓄能器 29.1、 29.2 之间。第一级带压差发生器的滤器 31.1 与第一级 气体隔离式蓄能器 29.1 的连接管路中设有流量计 28.1、 温度传感器 20.2、 温度表 30.1 ； 第 二级带压差发生器的滤器 31.2 与第二级气体隔离式蓄能器 29.2 的连接管路中设有两位两 通阀 26.2。螺杆输油泵 22.1 固定在基础实验台 2 的底座上， 并通过管路经两位三通阀 37 与流量计 28.1、 第一级气体隔离式蓄能器 29.1 连接。 电控比例溢流阀 23.1、 手动溢流阀 24.1 并联安装在螺杆输油泵 22.1 和试验油箱 之间。低压试验油经吸油滤器 17.1 进入螺杆输油泵 22.1， 经电控比例溢流阀 23.1 调节压 力后， 通过两级带压差发生器的滤器 31.1、 31.2 过滤后输送至试验样件。所述电控比例溢 流阀 23.1 用于调节为试验样件供给的低压试验油压力， 并由手动溢流阀 24.1 限制为试验 样件供给的低压试验油最大压力。电控比例溢流阀 23.1 和手动溢流阀 24.1 的回油进入冷 却器 25.1 进行热交换。
第一级气体隔离式蓄能器 29.1、 温度表 30.1、 温度传感器 20.2、 电控比例溢流阀 23.1、 手动溢流阀 24.1、 两位三通阀 27 安装在一个液压集成块上， 该液压集成块位于试验 油箱上面板。
第二级气体隔离式蓄能器 29.2、 两位两通阀 26.2、 压力表 33.1、 压力表 33.2、 压力 传感器 32.1、 压力传感器 32.2 安装在另一液压集成块上， 该液压集成块固定在基础实验台 2 的框架上。两个液压集成块之间通过管路连接。
冷却器 25.1 固定在试验油箱上面板。
低压油源还包括 ： 用于测量试验样件低压试验油流量的多个流量计 28.2 ～ 28.7， 用于关断试验油路的球阀 34.1 ～ 34.12。
所述低压油源采用两级气体隔离式蓄能器 29.1、 29.2 稳定低压试验油的油压， 第一级气体隔离式蓄能器 29.1 的稳压范围为 0.60 ～ 2.50MPa， 第二级气体隔离式蓄能器 29.2 的稳压范围为 0.10 ～ 0.70MPa。第一级气体隔离式蓄能器 29.1 一直与低压试验油进 油管路保持连通， 第二级气体隔离式蓄能器 29.2 与低压试验油进油管路之间设置一个两
位两通阀 26.2。当低压试验油压力小于 0.70MPa 时， 两位两通阀 26.2 不通电为常开状态， 第二级气体隔离式蓄能器 29.2 与低压试验油进油管路连通， 实现 0.10 ～ 0.70MPa 压力范 围内的稳压。当压力大于等于 0.70MPa 时， PLC 控制器 6 控制两位两通阀 26.2 通电使其处 于关闭状态， 第二级气体隔离式蓄能器 29.2 与低压试验油进油管路切断， 低压试验油的稳 压由第一级气体隔离式蓄能器 29.1 实现。第一级气体隔离式蓄能器 29.1 一直与低压试验 油进油管路连通， 压力为 0.60 ～ 0.70MPa 时第一级气体隔离式蓄能器 15.1 能起到稳压作 用， 压力低于 0.60MPa 时第一级气体隔离式蓄能器 29.1 无稳压作用。
低压试验油的温控 ： 所述试验油箱内设置两个加热器 18.1、 18.2， 用作两级加热， 低压试验油的温度由 PLC 控制器调节。
当低压试验油目标温度高于实际温度的差值大于等于 5℃时， PLC 控制器控制两 个加热器 18.1、 18.2 同时工作进行加热 ； 当低压试验油目标温度高于实际温度的差值小于 5℃时， PLC 控制器 6 仅控制一个加热器工作进行加热， 且每隔十五分钟两个加热器 18.1、 18.2 进行轮换交替工作。试验运一定时间行后， 低压试验油温度高于设定值， PLC 控制器 6 控制低压油源冷却水进水管路上的两位两通阀 26.1 打开， 冷却水进入低压油源所配置的 冷却器 25.1 中， 低压油源的电控比例溢流阀 23.1 和手动溢流阀 24.1 的回油在冷却器 25.1 中被冷却。温度传感器 20.1 安装在试验油箱内部， PLC 控制器 6 通过模拟信号采集端口获 取温度传感器 20.1 的信号， 与设定目标值进行比较后， 再调节试验油箱中的低压试验油温 度。 低压试验油温度超高报警、 停机 ： PLC 控制器 6 测量获取的低压试验油温度实际值 与温度超高限值进行比较， 如果低压试验油温度实际值大于低压试验油温度超高限值， 则 PLC 控制器 6 启动声光报警器发出报警， 并紧急停机 ； 低压试验油温度超高限值在工控机 13 的测控软件中设置， 通过 RS232 接口传输至 PLC 控制器 6， 如果测控软件未设置该值， 则 PLC 控制器 6 采用其内部的默认温度超高限值。
低压试验油过滤 ： 吸油滤器 17.1 滤去低压试验油中可能存在的颗粒杂质， 起到保 护螺杆输油泵 22.1 作用， 避免颗粒杂质进入螺杆输油泵 22.1， 造成螺杆输油泵 22.1 磨损或 损坏。螺杆输油泵 22.1 输出的低压试验油经过两级带压差发生器的滤器 31.1、 31.2 过滤， 确保进入试验样件的低压试验油符合试验需求。
低压油源滤器堵塞报警 ： 带压差发生器的滤器 31.1、 31.2 发生堵塞时， 压差发生 器发出信号， PLC 控制器 6 侦测到该信号启动声光报警器发出声光报警， 控制面板 4 对应的 堵塞指示灯亮， PLC 控制器 6 同时将故障代码通过 RS232 接口传输至工控机 13， 工控机中 13 的测控软件故障显示窗口显示滤器堵塞故障信息。
低压试验油压力调节 ： 压力传感器 32.1 和压力表 33.1 位于安装第二级气体隔离 式蓄能器 29.2 的液压集成块上。压力传感器 32.1 设置在试验样件的低压试验油进油总管 路上， 其检测信号分三路， 一路传输至调压模块 5 用于电控比例溢流阀 23.1 闭环调节低压 试验油的供油压力。第二路传输至 PLC 控制器 6 用于超压报警监测。第三路传输至工控机 13 用于测控软件压力实时监测显示。
低压试验油超压安全保护及报警采用两种保护方式 ： 方式一， PLC 控制器 6 测量获 取的低压试验油压力实际值与超压设定值进行比较， 如果低压试验油压力实际值大于超压 设定值， 则 PLC 控制器 6 启动声光报警器发出报警， 并紧急停机 ； 低压试验油超压设定值利
用工控机 13 的测控软件设置， 通过 RS232 接口传输至 PLC 控制器 6 ； 如果测控软件未设置 该值， 则 PLC 控制器 6 采用其内部默认的超压设定值。方式二， 通过手动溢流阀 24.1 设定 低压油源最大运行压力， 从机械部件上确保低压油源的运行压力不超所设定的低压油源最 大运行压力。
低压试验油流量测量 ： 试验样件的低压试验油进油总管上安装一个流量计 28.1， 用于检测低压试验油的总流量 ； 每个试验样件的出油通路上各安装一个流量计 28.2 ～ 28.7， 用于检测每个试验样件的低压试验油流量， 试验样件的低压试验油的出油流回试验 油箱。
参见图 3 所示， 所述高压试验油由高压油源提供， 包括 ： 低压系统和液压系统两部 分。
高压油源的低压系统包括 ：
试验油箱 ( 与低压油源共用一个试验油箱 )， 吸油滤器 17.2、 齿轮输油泵 22.2、 带 压差发生器的滤器 31.3、 带压差发生器的滤器 31.4、 冷却器 25.2、 压力表 33.3、 压力传感器 32.3、 手动溢流阀 24.2、 温度表 30.3、 温度传感器 20.3、 两位两通阀 26.3。
所述吸油滤器 17.2 位于试验油箱中。两级带压差发生器的滤器 31.3、 31.4 通过 管路串联在低压油进油通路中。温度表 30.3、 温度传感器 20.3、 手动溢流阀 24.2 安装在一 个液压集成块上位于试验油箱上面板。 压力表 33.3、 压力传感器 32.3 安装在另一液压集成 块上， 该液压集成块固定在所述基础实验台 2 框架上。两个液压集成块之间通过管路连接。 低压油的冷却器 25.2 固定在试验油箱上面板。齿轮输油泵 22.2 固定在基础实验 台 2 底座框架上。
高压油源的液压系统包括 ：
液压油箱， 固定在所述基础实验台 2 的底座上。 液压油箱内设有加热器 18.3、 加热 器 18.4、 带空滤的注油通气器 19.2、 温度传感器 20.5、 液位传感器 21.2、 回油滤器 31.5、 吸 油滤器 31.6。带温度显示的液位计 16.2 位于液压油箱侧面板上。用于清理液压油箱的放 油的球阀 15.2 安装在液压油箱底部。
螺杆输油泵 22.3 固定在基础实验台 2 的底座上。
电控比例溢流阀 23.2、 手动溢流阀 24.3、 压力传感器 32.5、 压力表 33.5、 温度传感 器 20.4、 温度表 30.4 安装在一个液压集成块上， 该液压集成块固定在液压油箱上面板。三 位四通换向阀 22 安装在另一个液压集成块上， 该液压集成块固定在基础实验台 2 的框架 上。两个液压集成块之间通过管路连接。
液压系统的双向连续作用增压器 37 固定在基础实验台 2 的框架上。
液压油的冷却器 25.3 固定在液压油箱上面板。
此外， 高压油源还包括 ： 高压压力传感器 32.6、 高压压力传感器 32.7、 蓄能器 38、 流量计 28.8、 流量计 28.9、 用于高压试验油缓冲消雾的消雾器 39.1、 39.2、 用于冷却水控制 的两位两通阀 26.4。
高压油源的低压油温控 ： 所述试验油箱内设置两个加热器 18.1、 18.2， 用作两级 加热， 高压油源的低压油温度由 PLC 控制器 6 调节。
当高压油源的低压油目标温度高于实际温度的差值大于等于 5℃时， PLC 控制器 6 控制两个加热器 18.1、 18.2 同时工作进行加热 ； 当高压油源的低压油目标温度高于实际温
度的差值小于 5℃时， PLC 控制器 6 仅控制一个加热器工作进行加热， 且每隔十五分钟两个 加热器 18.1、 18.2 进行轮换交替工作。试验运行一定时间后， 高压油源的低压油高于设定 值， PLC 控制器 6 控制冷却水进水管路上的两位两通阀 26.3 打开， 冷却水进入高压油源所 配置的冷却器 25.2 中， 手动溢流阀 24.2 的回油在冷却器 25.2 中被冷却。温度传感器 20.1 安装在试验油箱内部， PLC 控制器 6 通过模拟信号采集端口获取温度传感器 20.1 的信号， 与设定目标值进行比较后， 再调节试验油箱中的油温。
高压油源的低压油温度超高报警、 停机 ： PLC 控制器 6 测量获取的高压油源的低压 油温度实际值与超高限值进行比较， 如果高压油源的低压油温度实际值大于超高限值， 则 PLC 控制器 6 启动声光报警器发出报警， 并紧急停机 ； 高压油源的低压油温度超高限值在工 控机 13 的测控软件中设置， 通过 RS232 接口传输至 PLC 控制器 6， 如果测控软件未设置该 值， 则 PLC 控制器 6 采用其内部的默认温度超高限值。
液压油箱温控 ： 液压油箱内设置两个加热器 18.3、 18.4， 用作两级加热， 液压油温 度由 PLC 控制器调节。
当液压油目标温度高于实际温度的差值大于等于 5℃时， PLC 控制器 6 控制两个液 压系统加热器 18.3、 18.4 同时工作进行加热 ； 当液压油目标温度高于实际温度的差值小于 5℃时， PLC 控制器 6 仅控制一个加热器工作进行加热 ； 且每隔十五分钟两个加热器 18.3、 18.4 进行轮换交替工作。一段试验运行后， 如果液压油温度高于设定值， PLC 控制器 6 控 制冷却水进水管路上的两位两通阀 26.4 打开， 冷却水进入液压系统所配置的冷却器 25.3 中， 电控比例溢流阀 23.2 和手动溢流阀 24.3 的回油在冷却器 25.3 中被冷却。温度传感器 20.5 安装在液压油箱内部， PLC 控制器 6 通过模拟信号采集端口获取温度传感器 20.5 的信 号， 与设定目标值比较后再控制调节液压油箱中的液压油温度。
液压油箱温度超高报警、 停机 ： PLC 控制器 6 测量获取的液压油温度实际值与液压 油温度超高限值进行比较， 如果液压油温度实际值大于液压油温度超高限值， 则 PLC 控制 器 6 启动声光报警器发出报警， 并紧急停机 ； 液压油温度超高限值利用工控机 13 的测控软 件设置， 通过 RS232 接口传输至 PLC 控制器 6， 如果测控软件未设置该值， 则 PLC 控制器 6 采 用其内部的液压油默认温度超高限值。
高压油源的低压油过滤 ： 吸油滤器 17.2 滤去低压油中可能存在的颗粒杂质， 避免 颗粒杂质进入齿轮输油泵 22.2， 造成齿轮输油泵 22.2 磨损和损坏。齿轮输油泵 22.2 输出 的低压油经过两级带压差发生器的滤器 31.3、 31.4 过滤， 确保进入液压系统双向连续作用 增压器 37 的低压油符合试验需求。
高压油源滤器堵塞报警 ： 当带压差发生器的滤器 31.3、 31.4 发生堵塞时， 压差发 生器发出信号， PLC 控制器 6 侦测到该信号启动声光报警器发出声光报警， 控制面板 4 对应 的堵塞指示灯亮， PLC 控制器 6 同时将故障代码通过 RS232 接口传输至工控机 13， 工控机 13 中的测控软件故障显示窗口显示滤器堵塞故障信息。
高压油源的增压及稳压 ： 增压是指液压油进入双向连续作用增压器 37 的增压活 塞大端工作腔， 通过增压活塞使进入增压活塞小端工作腔的低压油产生高压。高压 ( 或称 增压 ) 启停控制是控制高压油源中三位四通换向阀 36 的换向工作启动或停止。高压启动 时液压油依次进入液压系统双向连续作用增压器 37 的增压活塞大端工作腔 ( 两个 )， 三位 四通换向阀 36 换向启动， 双向连续作用增压器 37 工作， 产生高压试验油。高压停止， 三位四通换向阀 36 停止换向， 双向连续作用增压器 37 停止工作， 不产生高压试验油。高压启动 的前提条件是高压油源的低压系统启动和高压油源的液压系统启动。
所述高压油源采用液增液方式获得高压试验油。双向连续作用增压器 37 的前级 驱动由液压系统的螺杆输油泵 22.3 提供液压油， 通过手动溢流阀 24.3 设定液压油的最大 供油压力， 从机械器件上限制双向连续作用增压器 37 增压产生的高压试验油最高压力 ； 双向连续作用增压器 37 的后级低压油进油压力为定值， 低压油由低压系统的齿轮输油泵 22.2 提供。 双向连续作用增压器 37 的增压比为定值， 双向连续作用增压器 37 连续增压工作 将持续产生高压试验油， 高压试验油的压力调节通过前级液压系统的电控比例溢流阀 23.2 调节控制。 所述双向连续作用增压器 23 的两端出口分别安装有两个高压压力传感器 32.6、 32.7 用于压力调节的反馈控制。所述双向连续作用增压器 37 的两端分别带有一个位置开 关， 位置开关控制液压系统三位四通换向阀 36 换向， 进而控制双向连续作用增压器 37 的增 压活塞运动方向。所述双向连续作用增压器 37 的增压活塞运动时， 该双向连续作用增压器 37 的一端吸油充满活塞小端工作腔， 另一端则压油输出高压试验油。所述高压油源可以实 现连续不间断提供高压试验油， 并将高压试验油输出至蓄能器 38( 如容积式蓄能器 ) ； 蓄能 器的作用是存储和释放能量、 稳定压力、 吸收压力脉动和缓和冲击， 利用流体在高压条件下 的可压缩性吸收压力波动， 高压试验油在蓄能器 38 中发生弹性压缩， 在外接负载一定流量 范围内实现高压试验油的压力稳定。
高压试验油的压力调节 ： 高压压力传感器 32.6、 32.7 的信号输入至调压模块 5， 高 压压力传感器 32.6、 32.7 采集的压力值之和的二分之一作为反馈控制输入， 调压模块 5 将 反馈压力与目标压力进行比较， 用于反馈调节液压系统的电控比例溢流阀 23.2 控制前级 液压油的压力， 最终实现高压试验油的压力调节。高压压力传感器 32.6、 32.7 采集的高压 试验油压力信号、 前级液压油的压力传感器 32.5 采集的压力信号输送至 PLC 控制器 6， PLC 控制器 6 对这三个压力数据进行比较， 若高压压力传感器 32.6 采集的压力值、 高压压力传 感器 32.7 采集的压力值、 前级液压油的压力传感器 32.5 采集的压力值乘以双向连续作用 增压器 37 的增压比中三个压力值的任意两个相差 20MPa， 则判定高压油源的液压系统的压 力传感器 32.5、 高压压力传感器 32.6、 高压压力传感器 32.7 出现故障， PLC 控制器 6 产生 报警信号和故障代码并停机。
高压试验油的压力超压安全保护及报警 ： 高压压力传感器 32.6、 32.7 中任意一个 压力值大于高压试验油超压设定值， PLC 控制器产生报警信号和故障代码并停机 ( 即所述 试验装置停机 )。高压试验油超压设定值利用工控机 13 的测控软件设置， 通过 RS232 接口 传输至 PLC 控制器 ； 如果测控软件未设置该值， 则 PLC 控制器采用其内部默认的高压试验油 超压设定值。PLC 控制器将故障代码通过 RS232 接口传输至工控机 13， 工控机 13 中的测控 软件故障显示窗口显示压力超高故障信息。
所述基础实验台 2 上设有控制面板， 该控制面板上设有紧急停机按钮， 以及风扇、 照明、 低压油源、 高压油源的低压系统、 液压、 高压启动及停止控制开关 ( 或按钮 )， 加热指 示灯、 冷却指示灯、 滤器堵塞报警指示灯， 压力、 温度等重要参数的显示器。
低压油源启停控制低压油源中螺杆输油泵 22.1 的启动或停止， 使压力为 0.1 ～ 2.5MPa 的低压试验油供给到试验样件。
高压油源的低压系统启停控制低压系统齿轮输油泵 22.2 的启动或停止， 使压力为 0.2MPa 的低压油供给到液压系统双向连续作用增压器 37 的增压活塞小端工作腔。
液压启停控制高压油源中液压系统的螺杆输油泵 22.3 启动或停止， 为双向连续 作用增压器 37 提供液压油 ( 动力 )。
高压启动及停止控制液压系统的三位四通换向阀 36 换向工作启动。
所述测控装置 3 与所述基础实验台 2 相连接， 通过传感器采集试验样件的驱动电 流、 电压、 温度、 位移、 力、 流量、 电感、 电阻、 磁场强度、 磁感应强度 ； 通过传感器采集所述基 础实验台 2 的环境温度、 环境湿度、 大气压力、 液压油和试验油的压力、 液压油箱和试验油 箱的温度、 液压油箱和试验油箱的液位、 冷却水压力 ； 所述测控装置 3 通过基础台 2 上的低 压油源和高压油源的执行器 ( 如螺杆输油泵 22.1、 电控溢流阀 23.1、 两位两通阀 26.1、 加热 器 18.1、 加热器 18.2、 齿轮输油泵 22.2、 两位两通阀 26.3、 螺杆输油泵 22.3、 电控比例溢流 阀 23.2、 两位两通阀 26.4) 实现低压试验油和高压试验油的压力、 流量和温度控制。
测控装置 3 包括 ：
接线盒 11， 汇总基础实验台 2 上的所有信号线并实现与测控装置 3 的相应模块进 行连接。
信号调理模块 9， 负责调理基础实验台 2 上所有传感器的信号， 处理后的信号通过 线缆传输至工控机 13 的采集卡。 PLC 控制器 6， 负责所述基础实验台 2 中低压油源、 高压油源的低压系统、 高压油 源的液压系统、 高压油源高压的启动或停止控制 ； 其控制指令由基础实验台 2 的控制面板 或测控装置 3 的控制面板 4 发出。PLC 控制器 6 同时承担试验油温控、 液压油温控、 低压试 验油和高压试验油压力超压安全保护及报警、 高压试验油超流量泄漏保护及报警的控制。 试验油温度超高限值、 液压油温度超高限值、 低压试验油超压设定值、 高压试验油超压设定 值、 高压试验油超流量泄漏设定值由工控机 13 中的测控软件设定， 通过 RS232 接口传输给 PLC 控制器 6， PLC 控制器 6 再将所述的所有设定值回传给工控机 13， 并显示在工控机 13 的 测控软件界面。 PLC 控制器 6 每次断电或复位重启后， 前面所述的所有设定值恢复为 PLC 控 制器 6 中的默认值， 并将所述默认值传输至工控机 13。高压试验油出现超压或超流量泄漏 时， PLC 控制器 6 将自动执行紧急停机功能， 使系统快速泄压， 同时发出声光报警。
PLC 控制器 6 控制基础实验台 2 的观察窗与所述试验装置的联锁， 所述试验装置运 行期间基础实验台 2 的观察窗应处于锁定状态不能打开， 若观察窗不关闭， 则所述试验装 置将不能启动， PLC 控制器 6 会发出声光报警， 并将 “观察窗打开” 的诊断信息发送至工控 机 13 的诊断显示界面。观察窗关闭后， 所述试验装置启动操作会激活， 并自动锁定观察窗。 观察窗联锁功能可通过工控机 13 的测控软件开启或禁用。
高压试验油的压力测量采用两路冗余传感器， 高压压力传感器 32.6、 32.7 采集信 号均接入 PLC 控制器 6 的模数转换端口， PLC 控制器 6 根据高压压力传感器 32.6、 32.7 的信 号差值自动诊断高压试验油的高压压力传感器 32.6、 32.7 是否出现故障和是否需要停机， 诊断信息发送至工控机 13 的诊断显示界面。
电磁驱动模块 10 采用可控的驱动电流 (0.1 ～ 30A)、 驱动电压 (1 ～ 150V) 驱动流 体控制阀， 驱动频率、 驱动时间可自由设定。电磁驱动模块 10， 通过 RS232 接口与工控机 13 连接， 电磁驱动模块 10 的驱动参数通过工控机 13 上的电磁驱动模块控制软件设定， 用于试 验样件的驱动控制。电磁驱动模块 10 提供外部驱动触发和内部驱动触发两种模式， 通过控
制软件可灵活设置驱动电压、 激励电流、 激励时间、 维持电流、 反向电压、 阀驱动总时间等参 数； 对于内部驱动触发模式所述电磁驱动模块控制软件还可设置阀驱动频率， 对于外部驱 动触发模式下的阀驱动频率则由外部输入的 TTL 脉冲信号决定。
电感电阻电容测量仪 7， 通过 RS232 接口与工控机 13 连接， 用于测量试验样件的电 感、 电阻、 品质因素 ； 电感、 电阻和品质因素的测试结果用数字量输出， 测控装置 3 自动记录 测量数据。
高斯计 8， 用于测量试验样件的磁场强度和磁感应强度 ； 高斯计 8 模拟输出口与所 述测控装置 3 的信号调理模块 9 连接， 信号调理模块 9 将磁场强度、 磁感应强度的电信号输 出给工控机 13 的采集卡。高斯计 8 的 USB 接口与工控机 13 连接， 实现安装在工控机 13 中 的高斯计控制软件与高斯计 8 的通讯， 在高斯计控制软件中设定高斯计 8 的测量参数。测 控装置 3 自动记录高斯计 8 测量的磁场强度和磁感应强度。
调压模块 5， 用于控制基础实验台 2 上的低压油源的低压试验油压力和高压油源 的高压试验油压力， 压力设定的目标值由工控机 13 的测控软件设置， 通过 RS232 接口传输 至调压模块 5。低压油源的低压试验油压力调节通过调压模块 5 控制低压油源的电控比例 溢流阀 23.1 实现， 调压模块 5 将来自低压油源的压力传感器 32.1 的实际压力值与目标值 比较， 反馈控制实现压力调节 ； 高压油源的高压试验油压力调节通过调压模块 5 控制液压 系统的电控比例溢流阀 23.2 实现， 高压油源的两个高压压力传感器 32.6、 32.7 的信号输 入至调压模块， 高压压力传感器 32.6、 32.7 采集的压力值之和的二分之一作为反馈控制输 入， 调压模块 5 将反馈压力控制输入与目标压力比较， 反馈调节液压系统的电控比例溢流 阀 23.2， 最终实现高压试验油压力的调节。调压模块 5 提供 PID( 比例积分微分调节 ) 闭环 调节模式和开环调节模式， 可由工控机 13 的测控软件选择调节模式， PID 的比例、 积分、 微 分系数由工控机 13 的测控软件界面设置， 开环调节参数设定也由工控机 13 的测控软件设 置。
控制面板 4， 设有紧急停机按钮， 以及风扇、 照明、 低压油源、 高压油源的低压、 液 压、 高压启动及停止控制开关 ( 或按钮 )， 加热指示灯、 冷却指示灯、 滤器堵塞报警指示灯， 压力、 温度等重要参数的显示器。
工控机 13， 用于试验参数设定， 试验数据监测、 记录、 处理， 报告生成等 ； 工控机 13 安装有数据采集卡， 用于接收信号调理模块 9 处理后的各传感器信号， 并提供给测控软件。 工控机 13 可以通过以太网实现与实验中心的服务器进行数据交换。所述工控机 13 上安装 有： 高斯计控制软件、 电磁驱动模块控制软件和所述试验装置的测控软件。
所述高斯计控制软件， 用于工控机 13 控制高斯计 8 的测量参数设定， 设定的参数 通过工控机 13 的 USB 接口传输给高斯计 8。
所述电磁驱动模块控制软件的作用是 ： 设定电磁驱动参数， 如触发模式、 驱动频 率、 驱动电压、 反向电压、 模拟电容、 激励电流、 激励时间、 保持电流、 保持时间等 ； 设定的参 数通过工控机 13 的 RS232 接口传输给电磁驱动模块 10， 电磁驱动模块 10 接收到设定参数 后按该参数驱动试验样件。接收电磁阀驱动模块 10 发出的运行状态代码， 以指示灯的形式 显示在电磁驱动模块控制软件的监控状态栏 ； 当电磁驱动模块 10 驱动试验样件出现异常 时， 如： 试验样件的电磁线圈短路、 断路， 电磁驱动模块 10 过载、 过热， 驱动参数设置不合理 等， 监控状态栏对应的状态指示灯呈现红色 ( 正常状态为绿色指示 ) 并显示对应的异常或故障的诊断信息。
所述测控软件用于监测控制所述试验装置， 其作用是 ： 监测、 显示、 存储所述试验 装置中各传感器信号 ( 温度、 压力、 电流、 电压、 磁场强度、 磁感应强度、 流量等 )， 以及这些 信号的数据后处理分析和试验报告的生成， 同时还包含所述试验装置的故障诊断功能 ； 设 定所述试验装置各种安全保护限值、 控制驱动参数， 通过工控机 13 的 RS232 接口发送至 PLC 控制器 6、 调压模块 5。测控软件实现对测量数据进行记录、 储存、 分析和输出。
所述工控机 13 的液晶显示屏可以显示实时的采样曲线、 各种报警和状态指示。在 液晶显示屏上还可生成试验数据的图表和报表， 并以文件的形式保存历史记录。重要参数 的报警可同时在基础实验台 2 的控制面板上用指示灯来显示。
打印机 12， 用于打印图表、 数据、 报告， 将电子版的记录打印为纸质文件。
UPS 电源 14， 当试验过程中突然停电时， UPS 电源为工控机 13、 打印机 12 提供 10 分钟以上的应急用电， 以便操作人员及时保存测控软件正进行处理的工作， 避免数据因突 然停电而丢失或损坏。
本发明的试验装置对试验样件的试验检测过程是 ：
电参数检测。 利用电感电阻电容测量仪测量试验样件的直流电阻和不同频率下的 电感、 感抗和品质因素， 通过 RS232 接口输送至工控机 13。
驱动特性检测。 利用电流传感器、 电压传感器测量驱动试验样件的驱动电流波形、 驱动电压波形， 获取试验样件稳定工作的激励电流、 激励时间、 保持电流、 驱动电压。 测控软 件自动计算电流上升耗时 ( 电流由 0 增大至激励电流所经历时间 )、 电流下降耗时 ( 电流由 保持电流减小至 0 所经历时间 )。
响应特性检测。在试验样件的所要测试的运动件上安装位移传感器， 检测运动件 的动态运动。 测控软件自动计算开启耗时 ( 位移由 0 增大至最大位移所经历时间 )、 关闭耗 时 ( 位移由最大位移减小至 0 所经历时间 )， 计算开启延时 ( 电流开始增大时刻至最大位移 时刻所经历的时间 )、 关闭延时 ( 保持电流开始减小时刻至位移减小到 0 时刻所经历的时 间 )。
密封特性检测。试验装置在设定不同密封检测压力下运行， 目测试验样件的密封 部位是否存在试验油的渗漏， 记录密封检测压力和密封情况。
高压超流量泄漏检测和判定方法。测控装置 3 检测液压系统双向连续作用增压器 37 的增压柱塞两次换向间的时间间隔， 测控软件将该检测时间间隔与测控软件界面设定的 正常试验工作的时间间隔下限值比较， 若实际检测时间间隔小于设定的时间间隔下限值则 判定高压油源或试验样件发生超流量泄漏。
驱动力检测。驱动力检测包括静态驱动力和动态驱动力检测， 静态驱动力检测是 通过设计特定的工装， 将砝码悬置连接在试验样件的电磁衔铁上， 逐步增大砝码的重量直 至在设定的电流驱动条件下试验样件中的线圈不能吸动衔铁， 此时的砝码的重量即为在驱 动条件下的试验样件的静态驱动力。动态驱动力检测， 在试验样件的电磁衔铁上安装力传 感器测试动态驱动力曲线。
温升检测。将温度传感器安装在试验样件发热部位的外壳上， 实时检测温度。
动态磁场强度和磁感应强度检测。使用高斯计 8 检测试验样件的电磁线圈部位的 磁场强度和磁感应强度， 高斯计 8 的实时测量结果通过其模拟口输出， 测控软件检测记录磁场强度和磁感应强度的实时波形。
流量检测。利用流量计 ( 参见图 3 中的流量计 28.2 ～ 28.9) 测量试验样件的连 续流量， 流量计的测量参数信号最终传输至工控机 13， 由测控软件计算得出平均流量。 利用 单喷射量测量仪测量试验样件的单次喷射量， 单次喷射测量仪最终将单次喷油量的喷油率 和单次喷油量传输至工控机 13， 由测控软件显示、 存储喷油率曲线和单次喷油量数据。
一致性检测及合格品判据。对多个同一型号的试验样件进行上述项目的性能测 试， 测控软件自动比较电感、 阻抗、 品质因素、 开启耗时、 关闭耗时、 开启延时、 关闭延时、 驱 动力、 流量等得出相对于标准合格件的偏离差值， 该结果即为多个产品件的一致性检测。 对 应同一个试验样件进行多次上述项目的性能测试， 测控软件自动比较每一次的测量值与其 均值间的偏离差值， 该结果即为单一试验样件的一致性检测 ( 也称稳定性检测 )。 如一致性 检测的偏离差值在给定技术要求的偏差范围内的则所检测的试验样件判定为合格。
试验报告。 操作者选择检测项目， 测控软件对该项目的检测数据进行后处理， 自动 生成相关的试验报告。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明， 但这些并非构成对本发明的限 制。 在不脱离本发明原理的情况下， 本领域的技术人员还可做出许多变形和改进， 这些也应 视为本发明的保护范围。