测量与测试系统
用于电磁阀监测与诊断的 MagHyst® 技术
每一种电磁阀,无论是液压换向阀、气动换向阀、比例阀,还是应用于咖啡机、车辆、工业设备或发电厂中的阀门,都具有独特的内在传感特性。MagHyst® 技术正是专门为利用这些特性而开发的。
其目标既简单又具有革命性:无需额外传感器,即可获取并分析有关电磁阀质量、状态以及潜在缺陷的所有相关信息。
正如心电图(ECG)能够反映人体心脏的健康状况一样,MagHyst® 能够在数秒内识别电磁阀内部几乎所有相关的故障状态和偏差,无论是在开发阶段、生产阶段,还是在整个使用寿命期间。
这一基本原理为电磁阀制造商和运营商带来了独特优势。制造商获得了强大的工具,可用于优化开发、校准、装配、测试和生产流程,从而从一开始就为实现零缺陷产品奠定基础。而运营商则首次能够在安全关键型和功能关键型阀门的整个使用寿命期间,持续或定期评估其真实的“健康状态”。
重新定义质量保证
电磁阀通常被认为是高度可靠的部件。然而,即使采用优化设计、高精度制造、自动化装配以及 100% 终检,制造、材料或装配缺陷的残余风险依然存在。
减少废品率、客户投诉以及不必要的测试成本,是每一家现代企业的重要目标。同时,对于质量、可追溯性和过程可靠性的要求也在不断提高。
如今,质量保证采用了各种不同的测试方法。在大多数情况下,电气、磁性、机械、液压和气动特性均需分别进行评估。这往往导致测试系统复杂、测试时间长以及投资成本高昂。
MagHyst® 技术正是为应对这些挑战而开发。它可应用于整个价值链,从研发阶段、在线测试(In-Line Testing)到终检(End-of-Line Testing)、寿命研究以及现场状态监测。
在许多应用中,MagHyst® 不仅能够替代现有测试方法,而且能够显著简化测试流程,同时实现全新的诊断能力。
作为整体系统的电磁阀
电气子系统
潜在故障状态包括:
- 线圈绕组内部匝间短路
- 线圈制造缺陷
- 绝缘性能退化及老化效应
- 电气接触问题
磁性子系统
潜在故障状态包括:
- 磁性材料性能波动
- 不同材料批次之间的差异
- 机械加工对磁性能的影响
- 热处理引起的性能变化
- 不合适或有缺陷的磁性材料
机械子系统
在实际应用中,机械子系统是最常见的故障来源。
典型原因包括:
- 摩擦增加
- 运动部件磨损
- 衔铁卡滞或运动受限
- 装配缺陷
- 导向机构损坏
- 弹性体和密封件缺陷
- 弹簧参数偏差
- 污染物和颗粒杂质
随着阀门复杂性的提高,潜在故障源的数量也显著增加。额外的弹簧、导向衬套、隔膜、密封件以及高度集成化设计,对制造、装配和质量保证提出了更高要求。
许多阀门还需要精确调整工艺,例如:
- 衔铁气隙
- 弹簧力
- 磁力
- 选择性部件装配
即使是微小偏差,也可能影响阀门性能和使用寿命。
一次测量——获取最大信息量
MagHyst® 技术能够通过一次仅需数秒完成的测量,实现对大多数故障状态的检测与分析。
测量系统只需连接至电磁线圈的电气端子即可。通常无需额外传感器、拆解过程或机械改造。
根据诊断目标的不同,测试过程中会主动对线圈施加激励。在一个或多个开关循环期间,高精度测量电气参数,并据此确定阀门的磁特性曲线。
该特性曲线包含了电磁阀所有子系统状态的信息。
因此,仅通过电气测量即可推导出大量机械和功能特性,包括:
- 衔铁绝对位置
- 阀门开启与关闭状态
- 全行程验证
- 动态运动特性
- 衔铁运动均匀性
- 摩擦与磨损
- 卡滞或堵塞
- 污染情况
- 密封件及弹性体部件变化
- 老化效应
此外,还能够检测影响开关行为的外部因素,包括:
- 压力变化
- 温度变化
- 液压介质粘度变化
- 流量变化
- 振动
- 与工艺相关的负载波动
纯粹的密封或泄漏问题由于其本质原因无法被直接测量。然而,如果这些问题导致阀门内部机械状态发生变化,那么其影响将立即在 MagHyst® 测量结果中体现出来。
从执行器到传感器
借助 MagHyst®,电磁阀本身即可成为传感器。
在每一次开关动作过程中,阀门都会提供其当前状态的信息,同时记录实际运行条件所产生的影响。
因此,阀门成为以下应用的重要信息来源:
- 质量控制
- 过程监测
- 故障诊断
- 状态监测
- 预测性维护
- 寿命与耐久性分析
MagHyst® 不再只是简单地区分“合格(OK)”与“不合格(NOK)”,而是能够识别故障的真实根本原因。
仅仅进行故障诊断已经不再足够,该技术还能揭示故障发生的原因。
核心优势一览
- 无需额外传感器
- 无损检测
- 数秒内完成测量
- 适用于研发、生产和运行阶段
- 单一技术覆盖在线测试、终检和耐久性测试
- 检测电气、磁性和机械故障状态
- 根因分析,而非简单的合格/不合格判定
- 减少测试工作量并降低测试成本
- 提高产品质量和过程可靠性
- 为预测性维护和状态监测提供基础
MagHyst® 为电磁阀提供了全新的观察视角。曾经被视为简单执行器的部件,如今成为能够提供自身状态信息的智能信息源。从首个原型机到现场运行中的最后一次开关循环,这为质量保证、过程优化以及可靠性提升创造了全新的可能性。