专利名称：用于振动测试的装置与方法
技术领域：
本发明总体上涉及振动测试设备，并且，更具体地涉及用于改进的振动测试的方 法和用于实施该方法的系统。
背景技术：
几乎没有什么产品是在没有进行某种类型测试的情况下就由其制造商出售的。这 种测试可以像手动确认某些部件是否牢固地固定那样简单-或者像“应力测试”那样复杂。 在应力测试(或者有时候称为“应力筛选(stress screening)")中，表现出“早期失效”的 产品会在测试过程中完全失效。或者，作为这种测试的结果，产品可能在运行环境中显示出 早期失效的迹像。一种最普通的应力测试方法涉及通过使产品承受在真正的产品使用中有可能遇 到的类型的振动来测试产品。例如，美国专利No. 2，438，756 (Larsen)说明了其中所述的装 置用于飞机、轮船等的振动测试电气装置。美国专利No. 3，748，896 (Barrows)中描述的单 元据说是用于测试机动车辆的部件。而且，振动测试常常是结合利用其它进程(例如温度) 的测试进行的。一种类型的振动测试被称为反复冲击测试。这种测试通常是利用包括台架的测试 装置实现的，所述台架被多个振动器振动，其中振动器通过在每个振动器中发生的冲击来 传递振动。这些振动器通常是气动驱动的。在测试过程中，期望有一致的振动响应，因为它 确保所有被测试的部件都暴露于整个台架上大致相同的振动水平。已经开发出了许多用在振动测试系统中的不同的振动器设计。到目前为止，这 些设计的主要焦点是创建将振动施加到台架上并由此将振动施加到被测试的物体上的 振动器。为了创建能够在连接到加压气源时自由运行的振动器，这些设计改变了振动器 的物理设计。例如，授予Baker等人的美国专利No. 5，154，567、授予HcAbs的美国专利 No. 5，365，788和授予i^elkins等人的美国专利No. 5，493，944都使用腔体中活塞上变化的 通道和/或开孔(cut-out)来创建能够一连接到气源就自由运行的振动器。在所有这些设 计中，冲击的强度和冲击的频率通常随气源压力的增加而增加。此外，某些振动器设计，例 如授予HcAbS的’ 788专利，通过其活塞自身的机械设计使得振动器能够随机地改变冲击的 强度。振动器的性能通常示为功率谱密度(PSD)，其中PSD可以绘制成显示相对于确定 数量的不同频率(Hz)的g2/Hz的图表。图17和18示出了两个这样的例子。图17示出了 以30Hz自由运行的典型冲击器。如可以看到的，该图表示出了在30Hz的谐波处的多个峰； 这通常称为PSD的“栅栏”。就像本领域技术人员所理解的，这些峰是不期望的，因为它们表 示产品不能被正确测试的频率。如图18中所示，通过调整进入该典型振动器的空气压力， “栅栏”的峰被降低并变宽。振动器性能的另一种度量是通过每次冲击施加的加速度。如以上所描述的，在许 多典型的振动器中，当气源的压力增加时，冲击的加速度的幅值和频率一起增加。这个效果在图8-10中看到，这些图分别示出了在高、中和低压力的情况下相对于时间冲击的强度和数量。发明目的本发明的某些实施方式的一个目的是提供用于控制振动测试系统的振动器的改 进方法和装置，其中该改进的方法和装置克服了现有技术中的包括以上提到的那些问题和 缺点在内的问题和缺点。本发明某些实施方式的另一个目的是提供用于测试产品的改进方法和装置。本发明某些实施方式的另一个目的是提供用于运行振动测试装置的改进方法和 装置，其中该改进的方法和装置允许对振动器中冲击的加速度幅值和/或频率进行控制。本发明某些实施方式的另一个目的是提供用于运行振动测试装置的改进方法和 装置，该改进的方法和装置有效地利用了加压空气。从以下描述和附图，这些和其它目的如何实现将变得显而易见。
发明内容
在本发明的第一种实施方式中，公开了操作振动测试装置的方法。该方法包括提 供台架，至少一个振动器附接到所述台架，并且将所述至少一个振动器附接到螺线管阀门， 其中所述螺线管阀门的输入连接到气动气源，而该阀门的输出连接到振动器。所述螺线管 阀门连接到控制器，并且第一控制信号从控制器发送到所述螺线管阀门，以打开阀门并允 许空气从气动气源到振动器的第一次突发，由此使得振动器以第一幅值振动台架。然后，第 二控制信号从控制器发送到所述螺线管阀门，以打开阀门并允许空气从气动气源到振动器 的第二次突发，由此使得振动器以第二幅值振动台架。在某些实施方式中，所述螺线管阀门是双向阀门，而在其它实施方式中所述螺线 管阀门是四向阀门。在优选实施方式中，所述至少一个振动器包括具有第一和第二端并在 其中限定腔体的密封主体，该腔体具有第一和第二端。第一空气通路是在密封主体中靠近 主体第一端限定的，并且配置成允许气体流到腔体的第一端或者从腔体的第一端流出。第 二空气通路是在密封主体中靠近主体第二端限定的，并且配置成允许气体流到腔体的第二 端或者从腔体的第二端流出。活塞密封在腔体中并可以在第一和第二端之间移动。在另一种实施方式中，所述螺线管阀门是四向螺线管阀门，包括一个入端口、两个 入/出端口和一个排放端口。在这种实施方式中，将至少一个振动器连接到螺线管阀门的 步骤包括将第一空气通路连接到第一入/出端口并将第二空气通路连接到第二入/出端 口。在该实施方式的优选形式中，空气的第一次突发使得活塞在腔体的第二端冲击振动器， 而空气的第二次突发使得活塞在腔体的第一端冲击振动器。在某些形式中，活塞对腔体第 二端的冲击包括主冲击和至少一个次冲击。在高度优选的形式中，活塞对腔体第一端的冲 击包括主冲击和至少一个次冲击。然而，在本发明的其它实施方式中，第一次空气突发可以使活塞冲击第二端，然后 通过重力返回和/或反弹到其起始点。然后，第二次突发将使活塞以独立于第一次冲击的 幅值再次冲击振动器的第二端。在返回到起始位置之前，每次冲击仍然可以包括主冲击和 次冲击。在另一种实施方式中，控制器改变空气的第一次突发和空气的第二次突发之间的时间量，由此改变活塞冲击腔体任一端的每个时间周期的时间量。在该实施方式的优选形 式中，控制器随机地改变每个时间周期冲击的次数。在又一种实施方式中，该方法包括将加速度计附接到台架和控制器的步骤，由此 控制器接收来自加速度计的数据并根据来自加速度计的数据改变活塞冲击的幅值。然后， 控制器可以独立地改变冲击的频率和冲击的幅值。在本发明的进一步的实施方式中，公开了与振动测试台一起使用的振动器系统。 该振动器系统包括具有密封主体的至少一个振动器，该密封主体具有第一和第二端并在其 中限定腔体，该腔体具有第一和第二端。第一空气通路是在密封主体中靠近主体第一端限 定的，并且配置成允许气体流到腔体的第一端或者从腔体的第一端流出。第二空气通路是 在密封主体中靠近主体第二端限定的，并且配置成允许气体流到腔体的第二端或者从腔体 的第二端流出。活塞密封到腔体中并可以在第一和第二端之间移动。四向螺线管阀门具有 一个入端口、两个入/出端口和一个排放端口，并且将振动器的第一空气通路连接到第一 入/出端口并将第二空气通路连接到第二入/出端口。气动气源连接到该四向螺线管阀门 的入端口，并且控制器连接到该四向螺线管阀门，其中控制器能够控制该四向螺线管阀门， 以便在突发中允许空气从气动气源去往振动器。一次突发移动活塞，在腔体的一端冲击振 动器的主体，而后续的突发移动活塞，在腔体相对的一端冲击振动器的主体，由此冲击的频 率是通过控制器控制的。在优选形式中，控制器还能够控制冲击的幅值。在另一种实施方式中，振动器系统包括多个振动器。在优选形式中，该系统还包括 多个四向螺线管阀门，其中每个四向螺线管阀门连接到多个振动器中的一个并且连接到控 制器。在进一步的实施方式中，振动器系统包括在气动气源和四向螺线管阀门之间连接 到系统的调整器，该调整器是由控制器控制的。而且，还可以附接多个双向螺线管阀门。每 个双向螺线管阀门在气动气源和四向螺线管阀门之间连接到系统并连接到控制器，并且每 个双向螺线管阀门包括连接到气动气源的入端口和连接到四向螺线管阀门入端口的出端在本发明的又一种实施方式中，公开了控制作为振动测试装置的一部分的振动器 的活塞运动的方法。该方法包括提供包括至少一个振动器的振动测试装置。振动器包括封 装在振动器腔体中的活塞，以及附接到所提供的用于向振动器提供动力的动力系统。提供 了控制器，并且控制器附接到该动力系统，控制器能够控制该动力系统。控制器启动动力从 动力系统到振动器的第一次突发，由此活塞在腔体中移动，以第一幅值在振动器中冲击。然 后，控制器启动动力从动力系统到振动器的第二次突发，由此活塞在腔体中移动，以第二幅 值在振动器中冲击，其中第二幅值独立于第一幅值。因此，控制器通过控制发送第一和第二 控制信号之间的时间量来控制冲击的频率。在此描述的系统可以通过本领域中已知的任何方法或方式(例如电、液压或者 空气动力)来提供动力。但是，在优选形式中，动力系统是气动气系统(pneumatic air system)。优选地，该气动气系统包括连接到四向螺线管阀门的气动气源，其中螺线管阀门 连接到至少一个振动器并连接到控制器。同样优选地，振动测试系统包括多个振动器，其中 每个振动器通过四向螺线管阀门连接到气动气源。在这些实施方式的其它形式中，气动气系统包括多个四向螺线管阀门，并且每个四向阀门连接到对应的振动器和控制器。在其它实施方式中，气动气系统包括多个双向螺 线管阀门，并且每个双向螺线管阀门连接到气动气源、对应的四向螺线管阀门和控制器。
图1是根据本发明实施方式的振动测试系统的示意图；图2是图1的系统的振动器在第一位置的截面图；图3是图1的系统的振动器在第二位置的截面图；图4是图2和图3的振动器的透视图；图5是振动器在第一位置的操作的示意图；图6是振动器在第二位置的操作的示意图；图7是根据本发明的另选实施方式的振动测试系统的示意图；图8是以高压运行的现有技术系统的加速度图表；图9是以中压运行的现有技术系统的加速度图表；图10是以低压运行的现有技术系统的加速度图表；图11是以65Hz运行的现有技术系统的PSD ；图12是以45Hz运行的现有技术系统的PSD ；图13是以IOHz运行、具有50grm设定点的图1系统的结果的PSD图表；图14是以IOHz运行、具有25grm设定点的图1系统的结果的PSD图表；图15是以5Hz运行、具有50grm设定点的图1系统的结果的PSD图表；图16是以5Hz运行、具有25grm设定点的图1系统的结果的PSD图表；图17是以30Hz自由运行的现有技术系统的PSD图表；图18是调整到振动器的空气压力的现有技术系统的PSD图表；图19是以随机频率运行的图1系统的PSD图表；图20是显示在两个方向上的单次冲击的图1系统的结果的加速度图表；以及图21是显示在两个方向上的多次冲击的图1系统的结果的加速度图表。
具体实施例方式现在参考图1，示出了振动测试装置10的优选实施方式的示意图。在这种实施方 式中，振动测试装置10是通过来自气动气源12的压缩空气来提供动力的。该振动测试装 置包括具有上侧16和下侧18的台架14。多个振动器20附接到台架14的下侧18，并用于 将振动能量施加到台架14。振动器20是由气动气源12来提供动力的。气源12首先被引导到调整器22中， 该调整器22将来自气源12的空气调整到已知的压力。气源12从调整器22向多个电气控 制的双向螺线管阀门M馈送。如本领域中所理解的，气源12和振动器20之间的所有连接 都是通过能够传输来自气源12的加压空气的管道进行的。在示意图中，它们是由所连接部 件之间的点线表示的。在这种优选实施方式中，存在与每个振动器20关联的一个双向螺线 管阀门M。空气从每个双向螺线管阀门M提供到对应的四向螺线管阀门沈。如图5和6 中所示，来自双向螺线管阀门M的气流连接到四向螺线管阀门26的输入观。四向螺线管 阀门沈还包括第一入/出端口 30、第二入/出端口 32和排放端口 34。第一入/出端口 30
8和第二入/出端口 32又连接到振动器20。再次参考图1，每个双向螺线管阀门M连接到第一螺线管驱动器25，而每个四向 螺线管阀门26连接到第二螺线管驱动器27。螺线管驱动器25、27又连接到控制器23。如 本领域中所理解的，螺线管驱动器控制使螺线管阀门M、26打开和闭合的电信号。此外，如 本领域中技术人员将理解的，第一螺线管驱动器25和第二螺线管驱动器27可以结合到单 个驱动器中。在图1的示意图中，振动测试装置10的各个部分之间的所有电连接都示为实 线。控制器23向螺线管驱动器25、27发送启动信号，由此使阀门在位置之间进行切换。现在参考图2和图3，其示出了振动器20的优选实施方式的截面图。振动器20 包括为振动器20提供相对的第一端38和第二端40的套筒36。冲击块42位于套筒36的 第一端38和第二端40中的每一个处。套筒36限定了振动器的内部腔体45。每个冲击块 42包括允许空气从振动器20的外部流入内部腔体45的通路43。活塞46可滑动地设置在 套筒36的内部腔体45中。优选地，套筒36和活塞46配合，以便在不需要使用环型垫圈 (o-ring)等的情况下限制它们之间的空气通路。在振动器20的第二端40的冲击块42，振动器20附接到安装块58。安装块58包 括附接到振动器20的振动器侧60和附接到台架14的安装侧62。通常，到台架14的附接 是通过螺栓等(未示出)实现的，其中，如本领域中已知的，螺栓等通过安装块58的安装套 筒64。安装块58还包括第二端口 66，该端口 66与振动器20第二端40处的冲击块42的 通路43连通地对准。因此，该第二端口 66允许进入振动器20的内部腔体45的通路。如可以从图4看到的，一组杆48从安装块58的振动器侧60延伸出来并延伸通过 套筒36的第一端38。堵头50配合在杆48上，并通过螺母52和垫圈M的布置固定到振动 器20。堵头50还包括第一端口 56，该第一端口 56与振动器20第一端38处的冲击块42的 通路43连通地对准。因此，该第一端口 56(图2和幻允许进入振动器20的内部腔体45。现在参考图5和图6，示意性地示出了振动器20的操作。空气从气动气源12流出 并流入每个单独的双向阀门对。双向阀门M用来向四向阀门沈的入端口观提供压力。 优选地，压力通过两种方法中的任何一种提供。在第一种方法中，双向阀门M几乎是直接 连接到四向阀门26。因此，当双向阀门M设置成打开位置时，空气直接流入四向阀门26， 并且提供给四向阀门沈的压力的量接近每次双向阀门M打开或者循环时通过其的空气量 的正比。在第二种方法中，双向阀门M和四向阀门沈之间由一定长度的管线(line)隔 开，以允许在阀门之间产生加压空气。在这第二种方法中，该一定长度的管线的目的是除去 在四向阀门26循环时对管线中压力的任何重要影响。因此，这条管线的大小或者长度基于 管线中空气的体积；由于最小化管线中的压力变化将通过四向阀门的每次循环来实现，因 此不会显著地影响管线中的压力(优选地是小于压力变化的+/-5%)。因此，当双向阀门 24打开时，空气流到管线中，而不是直接流到四向阀门沈中，并且四向阀门沈操作的定时 独立于双向阀门M的操作。然而，可以使用介于这两种方法之间的管线的中间长度或者体 积。例如，已经利用了允许+/-30%变化的管线的体积。四向阀门沈的第一入/出端口 30连接到振动器20的第一端口 56。第二入/出 端口 32连接到振动器20的第二端口 66。在图5中，四向阀门沈在第一位置示出。在该第 一位置，来自双向阀门M的空气流过四向阀门沈的入端口 28，并通过第一入/出端口 30 流入振动器20。空气通过第一端口 56经所关联的通路43进入振动器20并进入腔体45。空气的这种流动是由控制器23触发的，控制器23使得到第二螺线管驱动器27的第一控制 信号打开四向阀门26的入端口观和第一入/出端口 30之间的连接。空气的这种流动使 得活塞46在套筒36的腔体45之内从其位于或者靠近振动器20的第一端38的起始位置 朝振动器20的第二端40移动。同时，四向阀门沈的第二入/出端口 32连接到四向阀门沈的排放端口 34。因 此，当活塞46在腔体45中移动时，腔体45中与第一端38相对的空气被排出。然后，活塞 46继续其移动，并冲击振动器20的第二端40处的冲击块42。在这种优选实施方式中，活 塞46从该主冲击朝向振动器20的第一端38部分地弹回。然后，在振动器20第一端38处 从四向阀门26进入腔体45的剩余压力使得活塞46在振动器20的第二端40对冲击块42 进行次冲击。基于所使用的压力，可以有一系列的次冲击。现在参考图6，控制器23然后向第二螺线管驱动器27发送第二控制信号，该第二 控制信号使得四向阀门26切换到第二位置，并将入端口观连接到第二入/出端口 32。在 该第二位置，来自双向阀门M的空气流过四向阀门沈的入端口 28并通过第二入/出端口 32流入振动器20。空气通过第二端口 56经所关联的通路43进入振动器20并进入腔体 45。空气的这种流动使得活塞46在套筒36的腔体45之内从其位于或者靠近振动器20的 第二端40的起始位置朝振动器20的第一端38移动。同时，四向阀门沈的第一入/出端口 30连接到四向阀门沈的排放端口 34。因 此，当活塞46在腔体45中移动时，腔体45中与第二端40相对的空气被排出。然后，活塞 46继续其移动，并冲击振动器20的第一端38处的冲击块42。在这种优选实施方式中，活塞 46从该主冲击朝向振动器20的第二端40部分地弹回。然后，在振动器20第二端40处从 四向阀门26进入腔体45的延续压力使得活塞46在振动器20的第一端38对冲击块42进 行次冲击。基于所使用的压力，可以有一系列的次冲击。在大多数操作中，因为切换发生的 速度，次冲击将继续发生，直到控制器23向阀门沈发送切换回第一位置的另一控制信号。通过使用这种操作方法，冲击的频率和冲击的幅值都可以控制。冲击的频率是由 控制器23控制的，控制器23向第二螺线管驱动器27发送控制信号，由此控制四向阀门沈 每次的打开和闭合。每次主冲击是控制器23向四向阀门沈发送信号以切换位置的结果， 因此每次切换就等于一次主冲击。冲击的幅值是通过提供给四向阀门26、用于每次冲击的 压力的量来控制的。控制器23向第一螺线管驱动器25发送控制信号，使得双向阀门对打 开和闭合，以便调节进入四向阀门26的加压空气的量。在振动测试装置10的运行过程中， 加速度计68可以位于台架14上并且连接到控制器23。如本领域中已知的，控制器23然 后可以使用来自加速度计68的数据来确定在持续操作中如何控制振动器。这是通过调节 来自加速度计的信号(图1中的标号31表示这种信号调节)以便产生过程变量来实现的。 然后，该过程变量由控制器与设定点进行比较，其中设定点已经输入到控制器中。然后，控 制器根据该过程变量是高于还是低于设定点来改变冲击的幅值。现在参考图7，示出了振动测试装置10的另选实施方式。在这种实施方式中，单个 导引控制调整器(pilot controlled regulator) 70用于向四向阀门沈提供空气。该导引 控制调整器将优选地是气动气源12的主调整器22的附加。导引控制调整器70附接到控 制器23上，由此控制器23可以调整发送到四向阀门沈的压力。除此之外，该实施方式的 操作都与以上所述的相同。
这些实施方式中任一种的操作都使得能够相对于之前的振动测试系统改进性能。 如在背景技术部分中所讨论的，当前在本领域中所使用的典型振动系统基于自由运行的振 动器来施加能量。这意味着振动器以总体上恒定的空气馈送的方式运行，并且振动器中冲 击的频率和幅值彼此直接绑定。气源压力的减小导致振动器运行频率和冲击幅值都减小。 图8-10示出了在时间域中现有技术振动器的操作。该时间域图显示，当气源的压力减小 时，以加速度(g)为单位测量的冲击的幅值和以(Hz)为单位测量的运行频率都减小。这 是典型的现有技术振动器。图11和12分别示出了以65Hz和44Hz运行、以获得50grm和 25grm的加速度水平的现有技术振动器。第一个大的尖峰是振动器运行频率，并且显示从 65Hz到44Hz的减小将加速度水平从50grm降低到了 25grm。应当指出，振动器不能以44Hz 运行来获得50grm的加速度水平，或者以65Hz运行来获得25grm的加速度水平。作为比较，图13和14显示，以上所述的优选实施方式振动器可以设定的频率 (IOHz)但不同的加速度水平(grm)运行。所示出的grm水平分别是50和25。当以IOHz 的频率运行振动器时，加速度水平可以改变的唯一途径是冲击的幅值要改变。当以IOHz的 恒定频率运行振动器时，控制器可以减小气源的压力，因此冲击的幅值可以减小。图13和 14显示冲击的幅值不像现有技术中那样依赖于运行频率。对于现有技术，振动器运行频率 将从50grm的加速度水平显著地减小到25grm加速度水平。以设定的IOHz频率运行的以 上所述螺线管控制振动器不限于50grm或者25grm，而是可以容易地控制成1、2、3、4或者 50grm或者之间、之上或者之下的任何值。这是通过控制器只调整冲击的幅值而维持IOHz 的运行频率来实现的。相反，运行频率也可以独立于grm来调整。当以5Hz的频率运行时， 这在图15(50grm)和16Q5grm)中示出。尽管图13-16对于显示所述振动器的灵活性是有用的，但它们不代表所述振动系 统将如何被利用。图19示出了利用随机运行频率的所述系统操作的PSD图表。将这个图 表与图17和18的现有技术PSD进行比较。图17是具有恒定空气压力、以大约30Hz运行 的现有技术振动器的PSD。这示出了关于现有技术振动器操作的PSD上所存在的典型栅栏。 图18示出了气源的压力被调制的现有技术振动器。随着气源的压力增加和减�。穸鞯� 运行频率和冲击的幅值也增加和减小。这趋于降低PSD上的峰并加宽尖峰。图18示出了 对以恒定气源压力运行的振动器的改进，但对于大约250Hz，仍然有显著的尖峰。由于幅值 和频率依赖于到振动器的气源的压力，因此高运行频率往往对峰起主要作用，因为最大幅 值的冲击就发生在这些频率。这导致冲击的幅值不依赖于振动器的运行频率的当前所述系 统的有用性。控制器不需要将运行频率控制到单一 IOHz或者5Hz运行。控制器可以随机 地选择振动器的运行频率并在任何或全部运行频率下都保持恒定的冲击幅值。图19是以 随机频率运行的螺线管控制振动器，并且显示由振动器冲击造成的栅栏实质上减少了。所述系统的另一个优点在图20和21中示出。图20示出了所述系统的时间域，其 中只示出了一个主冲击。如上所述，当空气馈送到振动器20时，第一个方向72中的主冲击 后面跟着在第二个方向中的主冲击74。作为比较，图21示出了所述系统的时间域，其中示 出了反弹冲击或者次冲击。在系统在相反的方向向振动器提供动力从而导致第二个方向74 中的主冲击之前，第一个方向72中的主冲击之后首先跟着第一个方向76中的次冲击。这 不仅获得了施加不同强度冲击的好处，还通过从单次空气突发引起多于一次的冲击使得空 气的使用能够更为有效。
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尽管本发明的原理已经联系具体实施方式
示出并进行了描述，但是应当理解，这 些实施方式是作为例子的，而且不是限制性的。
权利要求
1.一种操作振动测试装置的方法，该方法包括 提供台架，至少一个振动器附接到所述台架；将所述至少一个振动器附接到螺线管阀门，其中该螺线管阀门的输入连接到气动气 源，而阀门的输出连接到振动器；将所述螺线管阀门连接到控制器；将第一控制信号从控制器发送到所述螺线管阀门，以打开阀门并允许空气从气动气源 向振动器的第一次突发，由此使得振动器以第一幅值振动台架；以及将第二个控制信号从控制器发送到所述螺线管阀门，以打开阀门并允许空气从气动气 源向振动器的第二次突发，由此使得振动器以第二幅值振动台架。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述螺线管阀门是双向阀门。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述螺线管阀门是四向阀门。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个振动器包括具有第一端和第二端并在其中限定腔体的密封主体，所述腔体具有第一端和第二端； 在密封主体中靠近主体第一端限定的第一空气通路，所述第一空气通路配置成允许气 体流到腔体的第一端以及从腔体的第一端流出；在密封主体中靠近主体第二端限定的第二空气通路，所述第二空气通路配置成允许气 体流到腔体的第二端以及从腔体的第二端流出；以及 活塞，位于腔体中并可以在第一端和第二端之间移动。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述螺线管阀门是四向螺线管阀门，包括一个入端 口、两个入/出端口和一个排放端口，将所述至少一个振动器连接到所述螺线管阀门的步 骤包括将所述第一空气通路连接到第一入/出端口并将所述第二空气通路连接到第二入/ 出端口。
6.如权利要求5所述的方法，其中空气的第一次突发使得活塞在腔体的第二端冲击振 动器，而空气的第二次突发使得活塞在腔体的第一端冲击振动器。
7.如权利要求6所述的方法，其中活塞对腔体第二端的冲击包括主冲击和至少一个次 冲击。
8.如权利要求7所述的方法，其中活塞对腔体第一端的冲击包括主冲击和至少一个次 冲击。
9.如权利要求5所述的方法，其中控制器改变空气的第一次突发和空气的第二次突发 之间的时间量，由此改变活塞冲击腔体端部的每个时间周期的时间量。
10.如权利要求9所述的方法，其中控制器随机地改变每个时间周期冲击的次数。
11.如权利要求9所述的方法，还包括将加速度计附接到台架的步骤，该加速度计还附 接到控制器，由此控制器接收来自加速度计的数据并根据来自加速度计的数据改变活塞冲 击的幅值。
12.如权利要求11所述的方法，其中控制器独立地改变冲击的频率和冲击的幅值。
13.一种与振动测试台一起使用的振动器系统，该振动器系统包括至少一个振动器，具有密封主体，该密封主体具有第一端和第二端并在其中限定腔体， 该腔体具有第一端和第二端；在密封主体中靠近主体第一端限定的第一空气通路，所述第一空气通路配置成允许气体流到腔体的第一端以及从腔体的第一端流出；在密封主体中靠近主体第二端限定的第二空气通路，所述第二空气通路配置成允许气 体流到腔体的第二端以及从腔体的第二端流出；活塞，位于腔体中并可以在第一端和第二端之间移动；四向螺线管阀门，包括一个入端口、两个入/出端口和一个排放端口，振动器的第一空 气通路连接到第一入/出端口，而第二空气通路连接到第二入/出端口； 气动气源，连接到该四向螺线管阀门的入端口 ；以及连接到该四向螺线管阀门的控制器，该控制器能够控制该四向螺线管阀门，以便在突 发中允许空气从气动气源去往振动器，一次突发移动活塞，在腔体的一端冲击振动器的主 体，而后续的突发移动活塞，在腔体相对的一端冲击振动器的主体，由此通过控制器控制冲 击的频率。
14.如权利要求13所述的振动器系统，其中控制器能够控制冲击的幅值。
15.如权利要求14所述的振动器系统，还包括多个振动器。
16.如权利要求15所述的振动器系统，还包括多个四向螺线管阀门，每个四向螺线管 阀门连接到多个振动器中的一个并且连接到控制器。
17.如权利要求16所述的振动器系统，还包括在气动气源和四向螺线管阀门之间连接 到该系统的调整器，该调整器是由控制器控制的。
18.如权利要求16所述的振动器系统，还包括多个双向螺线管阀门，每个双向螺线管 阀门在气动气源和四向螺线管阀门之间连接到该系统并且连接到控制器；每个双向螺线管阀门包括连接到气动气源的入端口和连接到四向螺线管阀门入端口 的出端口。
19.一种控制作为振动测试装置的一部分的振动器的活塞运动的方法，该方法包括 提供包括至少一个振动器的振动测试装置，该振动器包括封装在振动器腔体中的活塞；提供附接到振动器、用于向振动器提供动力的动力系统； 提供附接到该动力系统的控制器，该控制器能够控制该动力系统； 通过控制器启动动力从动力系统到振动器的第一次突发，由此活塞在腔体中移动，以 便以第一幅值在振动器中冲击；以及通过控制器启动动力从动力系统到振动器的第二次突发，由此活塞在腔体中移动，以 第二幅值在振动器中冲击，其中第二幅值独立于第一幅值；由此，控制器通过控制发送第一和第二控制信号之间的时间量来控制冲击的频率。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述动力系统是气动气系统。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述气动气系统包括连接到四向螺线管阀门的气 动气源，其中螺线管阀门连接到所述至少一个振动器并且连接到控制器。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述振动测试系统包括多个振动器，每个振动器 通过四向螺线管阀门连接到气动气源。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述气动气系统包括多个四向螺线管阀门，其中 每个四向螺线管阀门连接到对应的振动器和控制器。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述气动气系统包括多个双向螺线管阀门，其中每个双向螺线管阀门连接到气动气源、对应的四向螺线管阀门和控制器。
全文摘要
公开了一种操作振动测试装置(10)的方法，该方法包括提供台架(14)，至少一个振动器(20)附接到所述台架(14)，并将所述至少一个振动器附接到螺线管阀门(24)，其中螺线管阀门的输入(28)连接到气动气源(12)，而阀门的输出连接到振动器。螺线管阀门连接到控制器(23)，并且第一控制信号从控制器发送到螺线管阀门，以打开阀门并允许空气到振动器的第一次突发，由此使得振动器以第一幅值振动台架。然后，第二个控制信号从控制器发送到螺线管阀门，以打开阀门并允许空气到振动器的第二次突发，由此使得振动器以第二幅值振动台架。
文档编号G01N29/00GK102066012SQ200980123182
公开日2011年5月18日 申请日期2009年4月20日 优先权日2008年4月22日
发明者J·D·维特泽尔, R·J·比克曼, S·P·比沃斯 申请人:温彻尔达因有限公司
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