赵婵

摘  要：在结构强度试验加载过程中，电磁阀安装在液压缸的液压源输入端口，主要功能是在加压之前对液压缸与液压管路的压力进行隔绝，以规避试验风险，文章针对电磁阀的供电故障问题，设计了一种可以实现电磁阀供电电压实时显示的检测系统，通过电压的可视化排除故障，大幅提高故障检测效率，取得了一定的效果。

关键词：结构强度试验;液压缸;电磁阀;电压检测

中图分类号：TN709        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）23-0089-02

Abstract： During the loading process of structural strength test， the solenoid valve is installed on hydraulic source input port of the hydraulic cylinder; the main function is to isolate the pressure between the hydraulic cylinder and the hydraulic pipeline before pressuring to avoid test risks. This paper aims at the problem of power supply failure of solenoid valve， a real-time display system of supply voltage of solenoid valve is designed， troubleshooting by visualizing the voltage， amplitude improves the efficiency of fault detection， and some results have been achieved.

Keywords： structural strength test; hydraulic cylinder; solenoid valve; voltage detection

1 概述

近年来，结构强度试验的设备健康监测技术逐渐发展，设备检测技术不断进步，在众多设备的监测技术中，电磁阀供电电压是反映液压缸设备状态的重要指标[1]，供电电压的可靠性和安全性是关乎试验成败的关键，其电压在控制系统加压操作瞬间由试验控制系统输出信号进行控制，从辅助设备24V供电装置传输到每一个电磁阀，但是在试验现场还不能对电磁阀的电压进行直观显示，所以需要设计一种满足一定检测精度的电压检测技术[2]，同时，电磁阀是封装设备，在设计过程中必须考虑检测装置的低功耗特性[3]，以免压降过高对试验供电电压造成一定的影响，另外试验现场的设备故障监测一般在卸压状态下进行，所以需要考虑设备的检测保持[4]，在卸压状态下要能对24V的供电检测数据记录并显示。本文在考虑以上技术实现的角度，对电磁阀电压检测和显示装置进行了研究，并在试验平台进行了验证，该设备具备一定了检测能力，并在验证过程中对寿命进行了评估，满足使用要求，验证了设备的合理性和可靠性。

2 电磁阀简介

2.1 电磁阀

电磁阀是液压缸工作油源的主要开关阀，能够在二级压力导通瞬间，根据控制系统输入信号即时开启，起到对先导压力的缓冲作用，同时也是液压缸受控的安全保障环节之一。如图1所示，其主要工作原理是一个电磁线圈的永磁铁在电磁场的激励下运动，达到控制液压缸打开和关闭的作用，一般而言，电磁阀的激励电压在24V，但是由于试验多通道同时加载，各电源车的输出电压在各加载点的压降一般在17V到20V之间，可以满足电磁阀工作电压。

2.2 供电系统

由于试验规模较大，大部分试验的加载点达到了几十上百个，能否有效对各个加载点的电压进行控制，是试验成败的关键因素之一。在试验辅助设备研发过程中，试验现场设计了一种电磁阀供电专用装置，主要包括24V稳压电源一台，电路过流保護装置等。如图2所示，该设备可以实现超过上千小时的连续运转，电路设计采用了高可靠性、冗余备份，模块化等设计思路，可以保证试验的安全性。

但是在实际应用过程中，试验加载点较为分散，如何对众多伺服阀进行供电检测成为制约设备排故效率的主要问题，虽然在前置端可以读出供电输出的24V，但是在每个加载点第一时间观测到电压情况比较困难，这使得发生故障时的试验设备状态监测成为难点之一，当试验规模较大时，对试验周期会造成一定的影响，所以本文考虑在各加载点设计一个电压检测装置。

3 电压检测装置设计

3.1 检测原理

从图1可以看出，电磁阀的外观具有严密的封装特性，很难在电磁阀工作状态下对该点的电压进行检测，所以设计过程中针对电磁阀线缆的可改装性和可加工性，对线缆进行分压改造，采用并联方式进行电压检测，同时设计了基于LED显示屏的电压数显装置[5]，如图3所示。电压表采用集成型数字电压显示表头，以单点检测为例，LED供电电压5V，在供电端引入一个降压装置，对24V进行电压转换，降到5V对LED供电。LED显示屏具备故障自检模块，当供电电压超出满量程时，电压装置显示为最高位1，在测量范围时显示相应的电压数值，其工作电流小于100mA，所以对检测电压的分流可以忽略不计，检测精度可以达到0.2%，具备数据保持功能，完全满足工程需求。

3.2 应用效果

设备研发完成以后，在某试验验证平台的标定试验中进行了测试，验证平台的加载点较少，所以检测电压达到额定电压24V，如图4所示。为了测试设备的可靠性和寿命，对该装置进行了加压检测，持续周期满足试验的上百次加压，同时对设备的散热等进行监测，没有发现异常，该设备满足工程要求。

4 结论

电磁阀工作原理的复杂性决定了该设备在试验过程中的重要性，本文分析了电磁阀的可靠性对试验的影响，并提出了24V电压检测装置，能够在试验过程中实时监测各加载点的工作电压，实现对异常电压点的快速检测，设备小巧灵活，安装便捷，提高了试验的安全性和可靠性。在工程中具备一定的应用前景。

参考文献：

[1]谭众，王武勇.飞机电源综合试验系统浪涌电压检测台的研制[J].测控技术，2010，29（10）：9-12.

[2]尹泉，康慨，王庆义，等.基于AD7612的高精度电压检测技术及实现[J].电子测量技术，2010，33（12）：43-46，83.

[3]王勇，陈章进，江超，等.基于FPGA的剩余电压检测系统的设计[J].电子技术应用，2013，39（3）：80-83.

[4]冯亚峰，钱素琴，孔建会.一种窄脉冲峰值电压检测保持电路的研究[J].仪表技术，2017（7）：5-7，45.

[5]杨贵恒，等.常用电源元器件及其应用[M].北京：中国电力出版社，2012.