[发明专利]用于振动测试的装置与方法

说明书

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Hobbs的美国专利No.5,365,788和授予Felkins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Hobbs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。