基于Labview的电液换向阀动态特性测试系统的建立

　　0 引言

　　电液换向阀是煤矿综采工作面电液控制系统的核心部件,通过它的换向功能来控制液流方向,从而实现液压支架相应各机构的动作。电液换向阀主要由液控换向阀、电磁先导阀组成,其工作原理主要是:电信号控制低压液(由电磁先导阀实现),低压液控制高压液(由液控换向阀实现)。由此可以看到,电液换向阀的工作涉及到电信号和流体的协调配合,所以其动态特性测试也就成了研究电液控制系统的主要方向,用什么样的手段和工具来有效的、科学的研究其动态特性是当前我们亟待解决的问题。虚拟仪器是一个新型的概念,是计算机技术在仪器仪表领域的应用所形成的一种新型的、富有生命力的仪器种类,它强调在通用计算机平台的基础上,通过软件和软面板,把由厂家定义的传统仪器转变为由用户定义的、由计算机软件和几种模块组成为面向用户的专用仪器。美国NI(National Instrument)公司推出的LabVIEW虚拟仪器应用软件集成了仪器的所有采集、控制、数据分析、结果输出和用户界面等功能,在动态数据采集与分析方面有着不可比拟的优势。本文就是将Labview虚拟仪器引入到电液控制系统的研究中,建立一个电液换向阀动态特性测试平台,为电液控制系统的研究提供先进可靠的工具。

　　1 电液换向阀动态特性

　　电液换向阀由于其在电液控制系统中的重要地位,它的性能直接影响到液压支架的可靠性与稳定性,因而对它的动态特性的检测有着及其重要的意义。所谓电液换向阀动态特性是指主阀中液流在换向过程中所涉及的系统流量、压力以及与电控信号(电磁先导阀的线圈电压和电流)等物理量之间的关系。由于其复杂性,我们需要研究的特性有:动态测试、冲击测试、阻力损失测试等。

　　(1)动态测试:对主阀的压力和流量进行实时检测,以研究主阀换向的动作有效性和实时性;

　　(2)冲击测试:检测系统压力随时间变化的关系,以研究系统换向压力冲击响应特性;

　　(3)阻力损失测试:研究系统压力与主阀工作腔压力之间的压差与流量之间的关系。

　　2 测试系统的基本构成

　　动态特性测试系统的基本构成如图1所示,主要由硬件检测和软件采集与处理两大部分组成。

　　硬件检测部分采用相关传感器、自主设计研发的检测模块以及NI公司的高速数据采集卡USB-6210组成。USB-6210提供检测系统所需的控制信号和相应的模拟量采集通道,控制信号的发出与模拟量数据的采集由上位机中的用户软件控制。用户软件正是应用了NI公司的虚拟仪器应用软件Labview开发而成,具有强大的数据采集分析与处理功能。