液压管路振动测试模拟实验平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压管路振动测试模拟实验平台，尤其涉及模拟细小管径液压管路外界安装基体振动以及内部流体激振的实验平台。
[0002]
【背景技术】
[0003]液压管路振动测试模拟实验平台是一种对细小管径液压管路进行振动模拟的实验设备，包括安装基体振动和流体激振，通过这样的振动实验可以分析管路的振动特征，研宄管路的振动机理，为分析液压管路振动故障提供合理依据。因此，该实验平台将在机械、化工、水利以及航空航天等领域具有广泛的应用前景。
[0004]目前，现有的流体液压管路振动实验装置，或者只通过调节管路中流体的压力和流量等参数，获取不同的实验数据，进行管路振动特性分析；或者只通过模拟基础振动，而忽视了对管路中流体的压力和流量等参数的调节，这种简化形式不能完全体现流体液压管路的真实振动情况。
[0005]目前，电测法，包括加速度计、应变计等，为流体液压管路监测的主要方法。而电测法存在着抗干扰能力差、分布式布置困难、信号传输距离有限等局限性，难以实现流体管路系统的多参数、多物理场、分布式状态检测，严重制约了管路系统的可靠性分析、动态优化设计以及安全维护技术的发展，因此需要采用一些新的传感检测技术和方法。
[0006]
【发明内容】
[0007]针对现有的流体液压管路振动实验装置不能完全体现流体液压管路的真实振动情况的问题，以及当前管路检测方法的局限性，本发明根据流体液压管路的实际工作环境，提出了一种能更加真实反映被测管路振动特征的模拟流体液压管路振动环境的实验装置，以满足对流体液压管路的振动机理和振动故障特征的研宄需要。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
提供一种液压管路振动测试模拟实验平台，包括振动激励单元、液压动力单元、传感检测系统、控制单元以及信号采集处理单元；
所述振动激励单元包括工作台和工控机，工作台上放置两个振动台，振动台上固定待测试管路，所述待测试管路中安装有加速度计、应变计以及光纤光栅传感器；所述工控机与所述信号采集处理单元连接；
所述液压动力单元设有比例流量阀和比例溢流阀，用于调节待测管路中液体的流量和压力参数；该液压动力单元还设有数字开关阀，用于模拟管路中不同压力下的液压脉动；所述比例流量阀、所述比例溢流阀和所述数字开关阀均与控制单元连接；
所述传感器检测系统包括温度传感器和压力传感器，均设置在振动台上；
所述信号采集处理单元，与所述传感器检测系统、所述液压动力单元中的传感器连接。
[0009]本发明所述的液压管路振动测试模拟实验平台中，所述振动台上安装有加速度计和应变计，均与所述信号采集处理单元通过数据信号线连接，所述加速度计用于测量待测管路的加速度信号，所述应变计与光纤光栅传感器用于测量待测管路的动应变信号。
[0010]本发明所述的液压管路振动测试模拟实验平台中，所述液压动力单元还包括电机、柱塞泵、冷却器和油箱，电机与柱塞泵相连接，在柱塞泵的进油口与吸油口之间设置有吸油过滤器，柱塞泵的出油口连接有蓄能器开关、蓄能器和压力传感器，并与一单向阀的进油口相连接；冷却器的出油口与油箱相连接。
[0011]本发明所述的液压管路振动测试模拟实验平台中，所述油箱内安装有加热器和温度传感器。
[0012]本发明所述的液压管路振动测试模拟实验平台中，所述控制单元包括触摸屏和PLC控制器，PLC控制器的输入端与触摸屏的输出端相连接。
[0013]所述的液压管路振动测试模拟实验平台，其特征在于，所述信号采集处理单元包括数据采集卡、光纤光栅解调仪和电流变送器，液压动力单元中的传感器分别通过数据信号线与电流变送器的输入端相连接，数据采集卡的输入端与电流变送器的输出端相连；光纤光栅传感器通过光纤与光纤光栅解调仪的输入端相连接。
[0014]本发明所述的液压管路振动测试模拟实验平台中，所述振动激励单元还包括信号源和功率放大器，信号源的输入端与工控机的输出端相连接，信号源的输出端与功率放大器的输入端相连接，功率放大器的输出端与振动台的输入端相连接。
[0015]本发明所述的液压管路振动测试模拟实验平台中，所述工作台为T型台。
[0016]本发明产生的有益效果是:本发明的流体液压管路振动测试模拟实验平台，通过控制振动台的输出波形模拟管路安装基体振动特征，同时模拟流体液压管路的安装特征，通过比例流量阀和比例溢流阀调节流入管路的流量和压力，利用数字开关阀模拟管路中的流体脉动，同时应用光纤光栅测量管路的动应变。本发明可以很好地模拟流体液压管路的振动环境，为深入研宄流体液压管路振动机理分析和故障诊断，以及管路检测技术和方法提供实验条件。
[0017]
【附图说明】
[0018]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1为本发明的测试实验装置的结构示意图；
图2为本发明中液压动力单元的原理图；
图3为本发明中控制单元的原理图；
图4为本发明中信号采集处理单元的原理图；
图1中:1、液压动力单元，2、液压软管，3、T型台，4、第一温度传感器，5、第一压力传感器，6、小型振动台，7、振动台上加速度计，8、管箍，9、被测管路上加速度计，10、光纤光栅传感器，11、被测管路，12、应变计，13、第二压力传感器，14、流量传感器，15、底座，16、信号采集处理单元，17、工控机，18、信号源，19、功率放大器，20、数据信号线；
图2中:21、加热器，22、吸油过滤器，23、油箱，24、液位计，25、空气过滤器，26、第二温度传感器，27、柱塞泵，28、第三压力传感器，29、单向阀，30、蓄能器开关，31、蓄能器，32、溢流阀，33、高压过滤器，34、电磁换向阀，35、第一压力表开关，36、第一压力表，37、第一电磁截止阀，38、第二电磁截止阀，39、比例流量阀，40、数字开关阀，41、第三电磁截止阀，42、第四电磁截止阀，43、第二压力表开关，44、第二压力表，45、比例溢流阀，46、冷却器；
图3中:47、PLC控制器，48、触摸屏；
图4中:49、电流变送器，50、数据采集卡，51、网线，52、光纤光栅解调仪，53、光纤。
[0019]
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]如图1所示，本发明较佳实施例的流体液压管路振动测试模拟实验平台，包括液压动力单元1、振动激励单元、信号采集处理单元16以及控制单元。其中，振动激励单元包括工控机17、信号源18、功率放大器19以及两个振动台6 (可采用小型振动台)，工控机17的输出端与信号源18的输入端相连接，信号源18的输出端与功率放大器19输入端相连接，功率放大器19的输出端与小型振动台6的输入端相连接，在小型振动台6上设置有加速度计7和安装被测管路的管箍8，小型振动台6底部固定在T型台3上；在所述被测管路上设置有加速度计9，光纤光栅传感器10和应变计12 ;所述的振动台上加速度计7、被测管上加速度计9、光纤光栅传感器10和应变计12分别通过数据信号线与信号采集处理单元16的输入端相连接，信号采集处理单元16的输出端与工控机17的输入端相连接；
通过调节振动台6的相对位置，可以实现被测管路固定位置的变化；通过调节两个振动台6的相对位置和设计不同的管箍，可以实现不同形状不同尺寸的被测管路的安装；通过设计不同的管箍，本发明实施例可同时安装测量多条被测管路。
[0022]如图2所示，所述液压动力单元I包括电机、柱塞泵27、单向阀29、蓄能器31、溢流阀32、高压过滤器33、电磁换向阀34、第一电磁截止阀37、第二电磁截止阀38、第三电磁截止阀41、第四电磁截止阀42、比例流量阀39、数字开关阀40、比例溢流阀45、第一压力传感器5、第二压力传感器13、第三压力传感器28、流量传感器14、第一温度传感器4及第二温度传感器26等。
[0023]电机与柱塞泵27相连接，在柱塞泵27的进油口与吸油口之间设置有吸油过滤器22，柱塞泵27的出油口连接有蓄能器开关30、蓄能器31和第三压力传感器28，并与单向阀29的进油口相连接；单向阀29的出油口与高压过滤器33和溢流阀32的进油口相连接，溢流阀32的出油口