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1、第19卷第3期山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vol.1932000年9月JournalofShandongUniversityofScienceandTechnology(NaturalScience)Sep.2000文章編號(hào):1000-2308(2000)03-0070-03液壓管路壓力非插入式檢測(cè)方法研究1112崔玉亮,于鳳,原明亭,靳世久(1.山東科技大學(xué)礦壓研究所,山東泰安271019;2.天津大學(xué),天津300072)摘要:傳統(tǒng)液體壓力檢測(cè)方法需要感壓元件和液體介質(zhì)相接觸才能實(shí)施檢測(cè),因而在液壓系統(tǒng)故障診斷中臨時(shí)安裝壓力表或壓力傳感器是十分困難的。非插入
2、式液體壓力檢測(cè)方法有助于快速故障診斷的實(shí)現(xiàn)。方法之一是將液壓作用下金屬管道外徑變形量轉(zhuǎn)化為壓力變化量,這是傳統(tǒng)測(cè)壓方法的延伸。本文提出通過(guò)測(cè)量超聲波在液體介質(zhì)中傳播的聲速實(shí)現(xiàn)壓力非插入式檢測(cè)的新方法。該方法完全突破了傳統(tǒng)液體壓力檢測(cè)方法的思維模式,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞:液壓系統(tǒng);壓力;非插入測(cè)量;超聲波中圖分類(lèi)號(hào):TH812文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A現(xiàn)代化液壓設(shè)備日趨精密和復(fù)雜,隨之而來(lái)應(yīng)、諧振原理、力平衡原理、壓電效應(yīng)、激光干涉原的系統(tǒng)故障引起的損失也同步增長(zhǎng)。只有在盡可理、光纖變換等,而指示環(huán)節(jié)則經(jīng)歷了機(jī)械式、數(shù)能短的時(shí)間內(nèi),正確診斷故障之所在,及時(shí)修復(fù),字化和智
3、能化三個(gè)發(fā)展階段?？v觀壓力檢測(cè)手段才有可能將損失降低到最低程度。液壓系統(tǒng)的故的發(fā)展歷程,盡管技術(shù)在不斷更新,但有一個(gè)根本障定位需要許多部位的壓力讀數(shù),以便科學(xué)地診點(diǎn)卻始終沒(méi)有改變,那就是所有的測(cè)量基本上都斷失效元件。本文首先簡(jiǎn)要回顧傳統(tǒng)的接觸式液是接觸式測(cè)量敏感元件必須和液體介質(zhì)相接壓測(cè)量方法,指出其不足之處,進(jìn)而提出非插入式觸。液壓檢測(cè)方法基本思路,并對(duì)超聲檢測(cè)液壓管路壓力的新方法進(jìn)行研究。新方法的特色在于能從液壓系統(tǒng)管路的外部測(cè)量出內(nèi)部液體介質(zhì)工作壓力,而對(duì)液壓系統(tǒng)工況無(wú)任何影響。顯然,該方法對(duì)于液壓系統(tǒng)的快速故障定位具有十分重要的意義。1傳統(tǒng)的接觸式液壓測(cè)量方法圖
4、1傳統(tǒng)的接觸式液壓測(cè)量方法原[1、2]理圖目前,雖然液壓測(cè)量方法種類(lèi)繁多,但其測(cè)量示意圖均可用圖1來(lái)表示。無(wú)論是機(jī)械壓力1感壓;2傳遞;3指示;4測(cè)壓管;5管道;6液壓油計(jì),還是非電量電測(cè)式壓力計(jì),研究的重點(diǎn)均放在上述測(cè)量方法在液壓系統(tǒng)故障診斷中遇到嚴(yán)感壓元件、傳遞元件和顯示元件上。歸納起來(lái),感重挑戰(zhàn)。這是因?yàn)樵诠收隙ㄎ贿^(guò)程中,臨時(shí)需檢壓元件有波登管、波紋管、膜片、膜盒等,傳遞(轉(zhuǎn)測(cè)壓力的部位較多,而在這些部位安裝壓力表或換)元件的變換效應(yīng)已達(dá)數(shù)十種,如應(yīng)變效應(yīng)、壓壓力傳感器是十分困難或不允許的,由此只能延阻效應(yīng)、電容變換、電感變換、渦流效應(yīng)、霍爾效收稿日期:2000
5、-01-19*基金項(xiàng)目:山東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(Q98F07149)作者簡(jiǎn)介:崔玉亮(1963-),男,山東青州人,教授,博士,從事測(cè)試計(jì)量及儀器專(zhuān)業(yè)教學(xué)和科研.第3期崔玉亮等:液壓管路壓力非插入式檢測(cè)方法研究71誤修復(fù),造成更大的損失。研究不用插入壓力計(jì)這種基于管道彈性變形特性的非插入式液壓而快速測(cè)定壓力的方法是十分必要的。檢測(cè)方法,其性能受到管道變形特性的制約。畢竟與專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的感壓元件相比,管道的變形特性2非插入式液壓檢測(cè)方法自然要差一些,從而使這種測(cè)壓方法的靈敏度、精所謂非插入式液壓檢測(cè)方法,是指突破傳統(tǒng)度等指標(biāo)受到影響
6、。但作為液壓系統(tǒng)故障診斷之接觸式測(cè)壓方法的思維模式,無(wú)需在液壓管道上用,亦不失為一種有效的檢測(cè)手段。加工測(cè)壓孔、安裝壓力計(jì)等程序,就能在管外檢測(cè)2.2基于第二種思路的非插入式液壓檢測(cè)方法出管內(nèi)液體介質(zhì)壓力的測(cè)量方法。受無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的啟發(fā),利用檢測(cè)源提供檢為了實(shí)現(xiàn)液壓的非插入式測(cè)量,可以有兩種測(cè)介質(zhì),與被檢測(cè)對(duì)象相互作用,使檢測(cè)介質(zhì)的參基本思路,第一種是傳統(tǒng)測(cè)壓方法的延伸,第二種數(shù)隨被檢物體狀態(tài)變化而變化,從而可以產(chǎn)生多是拓寬思路、另辟蹊徑。種信號(hào),通過(guò)對(duì)某些信號(hào)的檢測(cè)、解釋實(shí)現(xiàn)特定的2.1基于第一種思路的非插入式液壓檢測(cè)方法檢測(cè)目標(biāo)。把油液作為被檢對(duì)象,依據(jù)壓力變化在
7、圖1中,液體壓力作用于感壓元件使其產(chǎn)引起油液聲速變化這一物理特性,選擇超聲波作生應(yīng)變、位移等,這是整個(gè)測(cè)壓序列中的第一步。為檢測(cè)源。通過(guò)測(cè)量超聲波在油液中傳播的聲速由材料力學(xué)會(huì)聯(lián)想到在液壓作用下鋼管也會(huì)產(chǎn)生達(dá)到測(cè)量壓力之目的。通過(guò)研究,我們提出的檢彈性變形,這樣就可以利用已有的變換元件和指測(cè)方案如圖2所示。下面簡(jiǎn)述其檢測(cè)原理。示元件,以實(shí)現(xiàn)液壓檢測(cè)之目的。這種思路是傳統(tǒng)測(cè)壓方法的延伸,根據(jù)液體壓力作用下金屬管道徑向產(chǎn)生彈性變形的基本原理,通過(guò)檢測(cè)管道外徑微小變形量即可解算出管道內(nèi)部工作壓力。在內(nèi)部油液壓力作用下,金屬管道外徑的
