测量与测试系统

用于电磁阀监测与诊断的MagHyst®技术

任何电磁阀,无论是液压换向阀,气动换向阀还是比例阀,无论其是应用在咖啡机,飞机,工业设备或者发电厂内,都具有各自的内在传感特性。 MagHyst®技术正是利用了这些内在传感特性而开发。

MagHyst® 技术的目标简单而具有突破性:无需传感器,即可获取并分析电磁阀在质量、状态以及内部潜在缺陷等方面的所有相关信息。

就如同ECG(心电图)能够让心脏的健康状况变得可视化一样,MagHyst®能在数秒内识别电磁阀内部几乎所有关键故障状态和偏差,并可以应用于研发、生产以及后续运行的各个阶段。

通过这一原理,MagHyst® 为电磁阀的生产方和运营方带来了独特的优势。对于生产方而言,MagHyst® 可为研发、标定、装配、检测和生产优化提供高效工具,从而为产品在制造过程中实现尽可能“零缺陷”奠定基础。对于运营方而言,MagHyst® 则首次提供了一种能够持续或定期评估安全关键和功能关键阀门实际“健康状态”的方法。

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重新定义质量保证

电磁阀通常被认为是可靠性极高的部件。尽管如此,即便经过了优化设计、采用高精度制造和自动化装配,并实施 100% 终端检测,仍然无法完全排除制造、材料或装配缺陷所带来的残余风险。

减少废品、客户投诉以及不必要的检测成本,是现代企业质量管理中的核心目标之一。与此同时,企业对产品质量、可追溯性以及工艺稳定性的要求也在不断提高。

目前,质量保证(QA)过程中通常会采用多种检测方法,分别对电气、磁性、机械、液压或气动特性进行检测。这往往意味着需要复杂的测试设备、更长的检测时间以及较高的投资成本。

MagHyst® 技术正是为解决这些问题而开发。它可应用于整个价值链,从研发阶段、在线检测(ILT),到终端检测(EOL)、寿命测试以及产品投入使用后的状态监测。

在许多应用场景中,MagHyst® 不仅能够替代现有检测方法,还可以显著简化检测流程,并提供传统检测手段无法实现的新型诊断能力。

电磁阀的整体系统评估

电气子系统

潜在故障有:

  • 线圈内绕组匝间短路
  • 线圈制造缺陷
  • 老化效应或绝缘受损
  • 电路接触故障

磁性子系统

潜在故障有:

  • 磁性材料特性的偏差
  • 不同批次材料间的波动
  • 机械加工对磁化性能的影响
  • 热处理工艺造成的磁性能变化
  • 材料不合理或材料缺陷

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:

  • 摩擦增大
  • 运动部件磨损
  • 衔铁卡滞或运动不畅
  • 装配错误
  • 导向部件损坏
  • 弹性体和密封件存在缺陷
  • 弹簧参数偏差
  • 污染物和颗粒物

随着电磁阀结构复杂程度的提高,潜在故障源的数量也会显著增加。额外的弹簧、导向套、膜片、密封件以及高度集成的结构设计,都会对制造、装配和质量保证提出更高要求。

此外,许多电磁阀还需要进行精密调校,例如:

  • 衔铁气隙
  • 弹簧力
  • 电磁力
  • 选择性零部件装配

即使是很小的偏差,也可能对电磁阀的功能和使用寿命产生影响。

单次测量实现信息最大化

MagHyst®技术能实现在数秒内通过单次测量完成对绝大多数上述故障的识别和分析。

测量时,只需将测量系统连接到电磁线圈的电气接口。通常无需安装额外传感器,也无需拆卸部件或进行机械干预。

通过对电磁线圈进行主动驱动,可实现针对不同诊断目标的检测。在一次或多次开关动作过程中,系统会高精度采集相关电气参数,并据此确定电磁阀的磁特性。

这一磁特性中包含了电磁阀各个子系统状态的相关信息。

仅通过电气测量,MagHyst®就可确定大量机械与功能特性,例如:

  • 衔铁绝对位置
  • 开启和关闭状态
  • 行程是否完整
  • 动态运动特性
  • 衔铁运动的均匀性
  • 摩擦与磨损
  • 卡滞或堵转
  • 污染物
  • 密封件和弹性体的变化
  • 老化现象

此外,MagHyst®还可以让影响开关行为的其他因素可视化,例如:

  • 压力变化
  • 温度变化
  • 液压介质的粘度变化
  • 流量变化
  • 振动
  • 过程相关的复杂震荡

单纯的密封性或泄漏问题由于其本身的性质,无法被直接测量。 但如果这些问题进一步引起电磁阀内部的机械变化,由此产生的相关异常特征就会在 MagHyst® 测量结果中直接体现出来。

让执行器转化为传感器

借助 MagHyst®,电磁阀本身即可转化为传感器使用。

每一次开关动作过程,电磁阀都会提供有关其当前状态的信息,同时记录实际运行条件对其产生的影响。

由此,电磁阀本身就可为下列应用提供重要的信息来源:

  • 质量控制
  • 过程监控
  • 故障诊断
  • 状态监测
  • 预测性维护
  • 寿命分析

MagHyst®不再只是简单地区分“OK”和“NG”,而是能够进一步识别故障发生的实际原因。

MagHyst®不仅能够实现故障诊断,还能够帮助分析故障产生的原因。

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(ILT)、终检(EOL)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OK/NG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®为电磁阀提供了一种全新的评估视角。过去仅被视为执行器的电磁阀,如今可以成为反映自身状态的智能信息源。

从最初的样机开发到产品投入使用后的最后一次开关循环,MagHyst® 都能够为质量保证、过程优化和可靠性提升提供新的可能性。