射流管伺服阀是电液控制系统中重要元件,能够实现液压与电气信号转换及功率放大功能,具有控制精度高、抗污染能力强、工作可靠等优点,广泛应用于航空航天领域。射流管伺服阀通过喷嘴射流控制阀体的输出流量和压力,其射流形态的变化直接影响阀的静态特性和动态特性,因此掌握射流形态变化规律对提高射流管伺服阀的使用性能具有十分重要意义。本文通过仿真分析得出不同形状喷嘴孔的射流形态不同,据此基于显微视觉技术,开发了一套射流管伺服阀的微射流观测系统,并进行喷嘴质量筛选和射流特性等相关实验研究。主要研究内容如下:1、设计和开发了微射流观测系统的结构单元。该结构单元主要包含伺服阀装夹模块、射流图像采集模块、油雾净化模块与油液回收模块,实现密闭工况下射流发生,采用工业相机可识别直径为0.2 mm射流束,解决射流过程产生油液雾化和液滴飞溅现象,实现对高压射流图像连续采集,同时解决了射流油液的回收处理问题。2、开发了微射流观测系统的控制单元。控制单元部分设计包含电路设计、控制流程设计和软件控制设计。总体电路控制采用弱电控制强电设计,围绕数据采集部分和运动控制部分对整体电路进行设计。设计了射流采集控制流程,实现射流启动、图像采集与保存、油雾处理等操作同步触发,实时检测射流采集过程中油箱液位。开发了射流控制人机交互界面,实时显示射流采集动态,可通过键盘输入指令来调节射流采集位置。3、编写了射流轮廓提取与特征测量的算法程序。首先对图像裁剪获得初步理想处理区域,采用设置ROI方法获取特征轮廓处理区域,采用高斯滤波滤去噪声干扰,大津阈值法进行阈值分割及二值化,开运算与闭运算去除图像孤立轮廓与细小轮廓,然后采用canny检测法对轮廓进行识别检测,采用轮廓周长、面积、特征矩相结合的方法对射流轮廓进行筛选,最终得到所要射流轮廓。设计了提取多段射流轮廓的算法,采用视觉标定法来测量射流轮廓宽度和射流实际喷射距离。设计了图像处理的人机交互界面。4、进行了喷嘴质量筛选和射流展宽等相关的实验研究。通过仿真分析得出不同形状喷嘴孔的射流形态不同。通过喷嘴质量筛选与射流轮廓测量实验,可以实现筛选合格喷嘴,并提出了合格喷嘴的参考依据。通过射流形态观测实验与射流展宽分析实验,发现射流压力与射流距离对射流展宽具有正向促进作用,0.5-7.5 MPa射流压力范围内与0-50 mm射流距离范围内,射流压力越大,射流距离越大,形成射流展宽幅度越大。