電磁閥啟閉特性非接觸測量方法研究

封錫凱，李 偉，李 輝

（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

0 引言

航天推進系統中電磁閥主要用于推進劑控制單元，在出廠前需對其進行性能測試。從測試方法上，一直沿用“電流曲線法”來判斷電磁閥的吸合釋放時間，從而確定電磁閥的性能。所謂的“電流曲線法”即用一個取樣電阻串入電磁閥線圈回路中，通電使電磁閥動作，測量電阻兩端的電壓變化，描述出電流波形。電磁閥的測試無論是采取電流曲線法還是利用氣、液路的通斷來判斷，均受環境條件的限制，必須采用非接觸式的檢測方法。研究了一種高靈敏度磁敏感器，后續配以必要的變換電路，實現了電磁閥啟、閉特性的非接觸測量，并通過了試驗驗證。

1 電磁閥工作原理及工作過程的磁場變化

1.1 電磁閥工作原理

電磁閥主要由固定鐵芯、銜鐵、線圈、彈簧等零部件組成。通電時，線圈產生電磁力，帶動銜鐵克服彈簧反作用力運動，閥門打開；斷電時，線圈電磁力消失，彈簧推動銜鐵返回原位置，閥門關閉。某電磁閥內部結構如圖1所示。

圖1 電磁閥結構示意圖Fig.1 Structure of solenoid valve

1.2 電磁閥啟、閉過程的磁場變化

電磁閥在開啟、關閉過程中會產生瞬變電磁場；電磁閥鐵心完全吸合后，進入磁飽和狀態，磁場保持恒定。由于電磁閥殼體采用導磁材料，磁力線大部分將通過殼體構成閉環回路，但銜鐵與殼體間工作氣隙的存在或閥壁厚度的不均勻，一部分磁力線在電磁閥周圍產生一定量的磁場，即所謂漏磁。利用對漏磁場的檢測即可完成對電磁閥通電和斷電特性的檢測。……