專利名稱：用于測試螺線管閥的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于測試至少一個螺線管閥的方法和裝置。
背景技術：
自測試功能是已知的特征。這些功能的目的是如果系統(tǒng)中的一個或多個構件故障時，向終端用戶和生產(chǎn)工程師給出指示。當涉及機械螺線管閥時，此功能通常是通過打開系統(tǒng)中的螺線管閥實現(xiàn)的。通過使用內(nèi)置的壓力傳感器和溫度探頭，可以監(jiān)測螺線管是否打開。這個方法測試(a)螺線管是否正確連接，在配線、螺線管或電子電路中是否沒有開路或短路，以及(b)如果螺線管通電時，正確的閥是否真正打開。用于測試螺線管閥的該已知方法是費時的，并且有時不期望在自測試中通過打開 閥而加壓系統(tǒng)，因為如果螺線管故障，可能不能夠使系統(tǒng)再次減壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供用于測試螺線管閥的改進的方法和改進的裝置。根據(jù)本發(fā)明的測試螺線管閥的方法包括以下步驟在螺線管的繞組上施加一段短時間的電壓，該時間未長到足以打開閥，測量流過螺線管繞組的電流，分析測量的電流以檢測在螺線管閥中是否存在缺陷。用于測試螺線管閥的裝置包括螺線管閥、用于向螺線管閥的繞組施加短的電壓脈沖的電壓發(fā)生器(該短脈沖未長到足以打開螺線管閥)、構造為測量流過螺線管閥繞組的電流的電流表、構造為分析由電流表測量的電流以檢測螺線管閥的缺陷的分析裝置。通過使用根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置測試螺線管閥，被測試的閥不需要打開來測試。這樣，系統(tǒng)不會因為測試而增壓，所以也不需要在測試后對系統(tǒng)減壓。因此，由于電壓僅施加很短時間，測試可很快地執(zhí)行。在本方法的實施例中，電壓施加少于50ms,優(yōu)選地少于25ms。施加電壓少于50ms保證閥未打開，但是電壓施加的時間對于分析流過螺線管閥的繞組的電流是足夠長的。在一個實施例中，電壓以方形脈沖的形式施加。以方形脈沖形式施加電壓使得電流的波形很好地指示螺線管閥可能的缺陷，并易于分析。在一個實施例中，方法包括如果沒有測量到電流流過繞組，則檢測到連接斷開。檢測沒有電流流過螺線管閥的繞組是用于檢測連接斷開的簡單而可靠的方法。在一個實施例中，分析測量的電流的步驟包括分析一段時間內(nèi)電流的波形。分析一段時間內(nèi)流過螺線管閥的繞組的電流波形是用于識別閥可能的缺陷的可靠方法。在一個實施例中，方法包括如果測量的波形是具有高幅值(即大于預先確定的最大值的幅值)的方波，則檢測到短路。螺線管閥的繞組和/或連接到繞組的配線的短路將導致具有高幅值和方波形的電流信號，因為電路中不存在電感。因此，具有高幅值的方波是存在短路的可靠指示。
在一個實施例中，方法包括如果波形與期望的波形相似但幅值在第一閾值以下，檢測到閥的機械銷卡在開位置而閥未被開啟。閾值可為比期望最大值低10%到15%。在一個實施例中，方法包括如果波形與期望的波形相似但幅值超過第二閾值，檢測到閥的機械銷卡在關位置。閾值可為比期望最大值高10%到15%。分析一段時間內(nèi)流過螺線管閥的繞組的電流波形是用于識別閥中卡住的機械銷的可靠方法。


本發(fā)明的實施例將參考附圖詳細描述，其中
圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于測試螺線管閥的裝置的第一實施例的示意圖；
圖2a_2e顯示了閥的不同狀況所對應的檢測波形的示例；
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實施例；以及 圖4a_4c顯示了圖3中顯示的裝置操作時產(chǎn)生的波形的示例。
具體實施例方式圖I顯示了用于測試布置在流體管道3處的螺線管閥2的裝置的第一實施例的示意圖。螺線管閥2包括具有至少一個繞組6的螺線管驅(qū)動器4。螺線管驅(qū)動器4構造為當電流流過所述繞組6時打開螺線管閥2。測試裝置還包括電壓發(fā)生器8，電壓發(fā)生器8與繞組6電連接并構造為向繞組6施加短的電壓脈沖，該短的電壓脈沖未長到足以打開螺線管閥2。至少一個分流器10布置為電連接在電壓發(fā)生器8和繞組6之間。根據(jù)歐姆定律，在分流器10的兩端產(chǎn)生與流過所述分流器10的電流成比例的電壓。產(chǎn)生的電壓通過電連接到分流器10的兩端的電壓表12測量。電壓表12電連接到模-數(shù)轉(zhuǎn)換器14上，模-數(shù)轉(zhuǎn)換器14構造為將電壓表12測量的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)，該數(shù)字數(shù)據(jù)被提供給分析裝置16。分析裝置16構造為分析模-數(shù)轉(zhuǎn)換器14提供的數(shù)據(jù)以檢查螺線管閥2并檢測可能的故障。分析裝置16可與電壓發(fā)生器8集成或作為獨立的裝置提供，如圖I中所示。圖2a_2e顯示了當電壓發(fā)生器8將未長到足以打開螺線管閥2的短的電壓脈沖施加到繞組6上時，作為時間的函數(shù)的流過螺線管驅(qū)動器4的繞組6的電流的五個示例。在圖2a_2e顯示的圖中，橫軸(x軸)代表時間，縱軸(y軸)代表流過繞組6的電流，其與分流器10的兩端之間的測量的電壓成比例。圖2a顯示了當螺線管閥2是好的并且未檢測到故障時流過繞組6的電流的波形。在這種情況下，電流首先幾乎直接從零升到第一值I1，然后進一步線性升到最大值12。然后電流幾乎直接回落到零電流。圖2b顯示了當存在短路時，在一段時間內(nèi)流過繞組6的電流I的波形。因為在這種情況下電路中不存在繞組6的電感，電流I幾乎直接升到最大值13，并在再次回減到零之前基本保持這個值。因此，如果檢測到這樣的流過繞組6的電流的矩形波形，則檢測到繞組6中或連接到繞組6的電線路中的短路，并且將輸出相應的信息。圖2c顯示了螺線管驅(qū)動器4的繞組6連接斷開的情況。在這種情況下，根本沒有電流流過電路。圖2d顯示了在閥2的機械銷卡在開位置的情況下流過繞組6的電流的波形。這種情況下的波形與如圖2a中所示的正確工作的閥的波形相似，即電流幾乎直接升到第一值I4，然后進一步線性升到最大值I5，然后再次回落到零電流。然而，在這種情況下，最大值I5比閥2不帶任何故障正確操作的第一種情況(圖2a)達到的最大值I2低大約10%到15%。因此，在沒有達到期望的最大值I2的情況下，檢測到機械銷卡在開位置。圖2e顯示了在閥的機械銷卡在關位置的情況下的電流波形。在這種情況下的波 形與圖2a (無故障)和圖2d (卡在開位置)中顯示的波形相似，但所達到的最大值I6比圖2a中顯示的無故障時達到的最大值I2高10%到15%。因此，通過分析流過螺線管驅(qū)動器4的繞組6的電流的波形，可以檢測螺線管閥2的多種不同故障并彼此區(qū)分。這允許快速而可靠地檢查螺線管閥2而無需打開螺線管閥2和加壓系統(tǒng)。圖3顯示了根據(jù)第二實施例的測試裝置的示意圖，其允許測試兩個螺線管閥2。未顯示被測試的螺線管閥2和相應的螺線管驅(qū)動器4，僅繞組6a、6b顯示在圖3中。電壓可通過控制單元18選擇性地施加到繞組6a、6b中的每一個，控制單元18可為微處理器。電壓選擇性地在控制單元18的端子19a、19b處輸出，并通過相應分配的晶體管7a、7b提供給繞組6a、6b，使得控制單元18不需要提供流過繞組6a、6b的全部電流。分流器10位于繞組6a、6b的共地線9中，根據(jù)歐姆定律，在分流器10兩端之間產(chǎn)生的電壓被放大器20放大并輸入到模-數(shù)轉(zhuǎn)換器22中，模-數(shù)轉(zhuǎn)換器22構造為用于將放大的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)。該數(shù)字數(shù)據(jù)提供給控制單元18。在圖3中顯示的第二實施例中，可包括至少一個微處理器的控制單元18結合了圖I中顯示的第一實施例的電壓發(fā)生器8和分析裝置16的功能。因此，控制單元18分析由模-數(shù)轉(zhuǎn)換器22提供的數(shù)字數(shù)據(jù)以基于如圖2a_2e所示的不同故障導致的波形檢測螺線管閥2的可能的故障。當然，控制單元18可以包括其它的輸出端子以允許致動和檢查其它的螺線管閥2的繞組6a、6b。圖4示意性地顯示了在三個點A、B、S產(chǎn)生的作為時間(X軸)的函數(shù)的示例性的波形。首先，矩形電壓信號施加到第一螺線管閥的繞組6a上(圖4a)。在施加到第一繞組6a的電壓已經(jīng)關閉之后，第二矩形電壓信號施加到第二繞組6b上(圖4b)。如果繞組6a、6b和相應的螺線管閥都是好的并且不存在故障，施加到繞組6a、6b上的各電壓信號將產(chǎn)生具有與圖2a中顯示的波形相似的波形的信號(圖4c)。這樣，可簡單地通過單個測試裝置來測試多個螺線管閥。本發(fā)明提供允許快速而簡單地測試螺線管閥的功能而無需打開閥和加壓系統(tǒng)的改進的方法和改進的裝置。
權利要求
1.一種測試螺線管閥(2)的方法，包括以下步驟 向所述螺線管閥(2)的繞組(6)施加一段時間的電壓，所述一段時間未長到能夠打開所述螺線管閥(2); 測量流過所述繞組(6)的電流； 分析所測量的電流以檢測所述螺線管閥(2 )的潛在故障。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述電壓被施加少于50ms，優(yōu)選地少于25ms ο
3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述電壓以方脈沖的形式施加。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括如果測量到?jīng)]有電流流過所述繞組(6 )，則檢測到連接斷開。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括如果所測量的電流的幅值低于第一閾值，則檢測到所述螺線管閥(2)的機械銷卡在開位置。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括如果所測量的電流的幅值超過第二閾值，則檢測到所述螺線管閥(2)的機械銷卡在關位置。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，分析所測量的電流的步驟包括分析一段時間內(nèi)的電流的波形。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括如果所測量的波形包括具有超過預先確定的第三閾值的幅值的方波，則檢測到短路。
9.一種用于測試螺線管閥(2)的裝置，包括 螺線管閥(2); 用于向所述螺線管閥(2 )的繞組(6 )施加短的電壓脈沖的電壓發(fā)生器(8 )，所述短的電壓脈沖未長到足以打開所述螺線管閥(2)； 構造為用于測量流過所述螺線管閥(2)的繞組(6)的電流的電流表(10、12)； 構造為用于分析由所述電流表(10、12)測量的電流以檢測所述螺線管閥(2)的潛在故障的分析裝置(16)。
10.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述電流表(10、12)包括 串聯(lián)地連接到所述螺線管閥(2)的繞組(6)的分流器(10)，以及 構造為測量由流過所述分流器(10)的電流引起的電壓的電壓表(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于測試螺線管閥(2)的裝置，包括螺線管閥(2)；用于向螺線管閥(2)的繞組(6)施加短的電壓脈沖的電壓發(fā)生器(8)，該短的電壓脈沖未長到足以打開螺線管閥(2)；構造為測量流過螺線管閥(2)的繞組(6)的電流的電流表(10、12)；構造為分析由電流表(10、12)測量的電流以檢測螺線管閥(2)的潛在故障的分析裝置(16)。
文檔編號G01M13/00GK102901621SQ20121025710
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權日2011年7月25日
發(fā)明者T.萊夫 申請人:羅伯特·博世有限公司