CN101889147B - 用于对液压操纵的转枢进行位置显示的方法及装置 - Google Patents

Abstract

用于显示液压操纵的转枢的位置的方法，包括用于操纵转枢(1.1)的伺服缸(1.2)，该伺服缸通过至少一个压力介质管路(2，3)与调节阀(4.1)连接，所述压力介质管路能够通过该调节阀在导引压力的进流与无压力的退流之间切换，其中通过压力介质管路的流动被转换成电脉冲数，且反映所述流动的脉冲数在显示单元(6)的程序中被这样处理，从而在所述压力介质管路被连接为压力管路时，对于在压力介质管路中无压力的流动而言，在预定的调节行程中出现的脉冲数作为相同的调节行程得到计算。

Description

用于对液压操纵的转枢进行位置显示的方法及装置

技术领域

本发明涉及用于对特别是在造船业中的液压操纵的转枢(Armaturen)进行位置显示的方法及装置，所述液压操纵的转枢通过从中央控制位置出发的液压管路被加载给压力介质。

背景技术

显示这种液压操纵的转枢例如旋转驱动装置和线性驱动装置的位置是通过可能以离开中央控制位置例如200m的距离布置在船上的转枢的工作容积(Schluckvolumen)实现的。在这样的管道长度下，压力介质的压缩性对位置显示的精确度有影响。例如从DE 44 29 019已为人所知，设置复杂的液压连接以补偿由于压力介质的压缩性而产生的位置显示的不精确度。

发明内容

本发明的目的在于，对开头给出的类型的液压操纵的转枢的位置显示加以完善，从而使位置显示在低成本的情况下达到高的精确度。

根据本发明，上述目的通过独立权利要求1所述的各特征得以实现。通过将流过液压管或者压力介质管路的流量转换成用于位置显示的电脉冲，可以在简单构建的装置中可靠且精确地确定远离控制位置布置的转枢的位置，因为一个脉冲仅与压力介质上的一个微小的流量体积相当。在程序中对信号进行处理，使得压力介质的压缩性以及温度对于位置显示的影响能够以简单的方式得到补偿。

根据本发明，按照一种实施方式，压力介质的压缩性的影响通过以下方式被确定并补偿：在压力介质管路被连接成导引压力的压力管路时，对在转枢的位置变动时出现的较高的脉冲数进行计数并从中减去随后当压力介质管路在转枢的调节行程相同的情况下被连接成无压力的退流管时记下的较低的脉冲数。脉冲数的差额与压缩性的影响相当。根据另一实施方式，当压力介质管路被连接成压力管路时对在预定调节行程下的脉冲进行计数，接着，所述压力管路被连接成无压力，并对在去压状态下出现的脉冲进行计数。与压缩性相应的脉冲数在转枢的位置继续变动时不予考虑，以便补偿压缩性的影响。

附图说明

对本发明示例性地借助于附图进行详细阐述，所示附图示意性地反映了用于位置显示的装置，在该装置中，转枢通过两个压力介质管路得到加载。

具体实施方式

包括例如布置在未示出的管道中的旋转活门1.1的单元用1标识，所述旋转活门由伺服缸1.2例如通过齿条加以调节，所述伺服缸在其相对的侧面上与液压管及压力介质管路2、3相连。在单元1中，止回阀1.3与限压阀1.4以本身公知的连接方式布置。

以标记4示意性地反映了中央控制位置，较大数量的转枢在该中央控制位置上得到控制，所述转枢可以处在距离所述控制位置距离较大的位置上。为简化示图，仅描绘出了一个转枢1.1。在控制位置4中，为每一转枢布置公知的调节阀1.4，通过该调节阀，伺服缸1.2的一个侧面或另一个侧面被压力介质加载，而相应的另一压力介质管路2或3则作为退流管连接。与未示出的压力介质源相连的液压管用P标识，通向未示出的容器的退流管用T标识。

优选在控制位置4的范围内，在这两个压力介质管路2或3中的一个中布置流量传感器5，该流量传感器把在管道中流通的压力介质的流量转换成一连串的电脉冲，所述电脉冲用5a示意示出。流量传感器5可以具有例如由压力介质流驱动的轮盘，该轮盘通过霍尔传感器以无接触的方式产生电脉冲。这种流量传感器或者流量测量仪表是公知的。由流量传感器5给出的信号可以例如是像示意性地反映在5a处的那样的矩形信号，其中，脉冲对应于压力介质的预定的体积单位。在这里，一个脉冲可以相当于通过管道流动的压力介质的一个例如为0.05cm3的体积单位。在6处示意性地标明了具有显示器6.1与控制按钮6.2的控制单元与显示单元，该显示器通过第一电气线路6.3在a和b处与调节阀4.1的彼此相对的侧面相连接，所述调节阀通过各一个螺线管连入一个或另一位置中。此外，显示单元6通过第二电气线路6.41和6.42与流量传感器5连接，通过所述第二电气线路，与压力介质的流动方向相应的不同脉冲被转送到显示单元6或者说转送到设置在该显示单元中的程序中，信号或者说脉冲数在该程序中被处理。连接至显示单元6的电源的电气线路用6.5标识。

通过应用两个彼此偏离90°的脉冲信号，能够利用脉冲序列识别出压力介质的流动方向。压力介质的流动方向在显示单元6的程序中借助于方向逻辑电路被识别为开-动作或关-动作。换句话说，在压力介质沿一个方向流动时的脉冲通过电气线路6.41传输，而在压力介质沿另一方向流动时的脉冲则通过电气线路6.42传输。在压力介质管路2中的进流和退流之间的区别实质上是通过流量传感器5中的轮盘的旋转方向或者说通过识别脉冲发生器的旋转方向，即判断它是否向右或向左旋转而得出的。

当压力介质管路2作为压力管路连接并且压力介质朝向转枢方向流动时，由于压力介质的压缩性，在压力管路中会产生比在压力介质管路2被连接为无压力的退流管并且压力介质往回流动时更高的脉冲数。因此，当伺服缸1.2中的活塞经过相同调节行程时，通过存在于显示单元6中的程序就能够借助于不同的脉冲数计算出压力介质的压缩性。压缩性例如可以这种方式获知：当压力介质管路2被连接为导引压力的压力管路时，对在伺服缸1.2中的活塞的完整的调节行程中的脉冲数进行计数，并在压力介质管路2被连接为无压力的退流管时以相同的方式对脉冲数进行计数，其中，确定出的两个在相同调节行程下的脉冲数之间的差异与压缩性的影响相对应。

在一个实施方式中，仅保存压力管路舒缓时获得的脉冲数，而在另一实施方式中，保存在关闭及打开过程中的脉冲数并计算出两者彼此的差距。这两种实施方式也可以在程序中被结合。

处理脉冲的程序以符合目的的方式构造成学习程序，其中，在位置显示装置安装完之后执行预定的程序步骤，通过所述程序步骤，位置显示装置自我适配各个转枢以及管线的类型。因此可以免去使位置显示装置适配工作容积经常极其不同的转枢、适应不同的管道长度及管道横截面的复杂过程。

根据学习程序及检验程序的一种实施例，调节阀4.1被控制与显示单元6中的程序通过电气线路6.3调整到终点位置，以便启动转枢的终点位置，例如启动关闭位置，这样一来，与伺服缸连接的阀门通过作为压力管路连接的压力介质管路3被移进关闭位置。在达到终点位置或关闭位置时，伺服缸1.2中的活塞紧贴在该其端壁上，这样就不再有后续流量通过压力介质管路2和3。这一终点位置可以被预定为用于对出现的脉冲进行计数的初始位置。此后，转枢被程序移进另一终点位置(在本发明实施例中是被移进打开位置)，其中将压力介质管路2作为压力管路连接，并且对在位置变动到打开位置期间出现的脉冲进行计数。此后，控制阀4.1被程序调整到中间位置上，压力管路2因此被连接为无压力，此时管道2中的压力介质舒缓下来。因此在管道2中产生与压力介质的去压相一致的退流，所述退流是通过对出现的与其体积相关的脉冲进行计数得以确定的。为补偿压缩性的影响，在转枢进一步变动位置并且压力介质管路2再次被连接成压力管路时，在压力介质去压的情况下测得的脉冲数被忽略。换句话说，与对应于去压的脉冲数被从之前测得的总脉冲数中扣除，因此，对于预定的调节行程，能够得到与该行程相应的脉冲数。

压缩性的影响可通过如下方式确定：当压力介质管路2被连接成压力管路和退流管时，在伺服缸中的活塞经过完整的调节行程时的脉冲数进行计数并保存。测得的脉冲数之间的差异表明压力介质的压缩性的影响。

这种学习与检验程序优选在转枢的每次运转之前或者维修之后自动执行，以便确定相应的脉冲数。通过在每次运行之前执行检验程序，能够确定在此期间可能出现的错误。在转枢维修之后执行检验程序时，设备操作者无需在现有系统上重新调整位置显示。

优选在转枢的中间位置启用时同样执行检验程序。在此，压力介质管路2比如被连接成压力管路，以便将伺服缸1.2移到预定的中间位置中，其中对在此出现的脉冲进行计数。此后，活门或者说伺服缸被固定在已达到的中间位置，并且压力介质管路2被连接成无压力，其中，测得在压力介质的去压状态下出现的脉冲数。当转枢再次被移到相同或另一任意中间位置时，在此过程中出现的压缩性的影响通过忽略在去压状态下确定的脉冲数的方式得到补偿。

为补偿温度对位置显示的影响(例如安装在船甲板上的转枢在昼夜之间会产生例如20℃的温差)，在显示单元6的程序中预先规定，每单位时间例如5个脉冲数对于位置显示装置而言是不予考虑的，其中，在本例中的出发点在于，5个脉冲相当于比正常运行温度较高或较低温度情况下的压力介质的体积变化。

在这里，为程序预先规定了经验值。然而，也可以在程序中存储各种压力介质的例如粘度曲线，此时，结合温度传感器可以更精确地探测压力介质根据温度产生的体积变化。为补偿温度的影响，在流量传感器5和/或伺服缸1.2上设置温度传感器，该温度传感器将相应的测量值传送给显示单元6中的程序。

借助于所述的装置也能够确定液压设备中的漏损量并将其在显示单元6中示出，例如，如果在转枢的关闭位置中持续地出现脉冲，或者测得的脉冲数不再与在运行之前通过检验程序确定的、与完整的调节行程相应的脉冲数一致。由此，通过对错误的识别提高了运行安全性。

为控制转枢，显示单元6中的程序也可以这种方式设计：在显示器6.1上预选一个例如40％的转枢中间位置，然后通过控制按键启动控制。接着，转枢被自动移入到40％的中间位置中，并在到达该中间位置时被保持在该位置上。通过电气线路6.3对调节阀4.1如此长久地予以触发，直至该调节阀到达预定的中间位置，接着通过程序断开调节阀4.1的电压供应。通过这种方式，显示单元6也充当控制单元，其中，程序对之前从流量传感器5确定的脉冲数据进行处理以用于通过调节阀4.1控制转枢。

所描述的显示装置不仅在造船业中有极大的优势，因为能够以简单的方法获得精确的位置显示。该显示装置也能应用于工业设备，例如炼制设备。该显示装置即使在控制位置与转枢之间的管道较短的、例如20m的情况下也能采用，在这些管道中，压缩性通过在导引压力的进流与无压力的退流之间的不同脉冲数而变得能够被识别。

显示装置也可以设置在仅仅通过一个压力介质管路被供给压力介质的液压操纵的转枢中，其中，在压力介质管路被切换成退流时，伺服缸1.2中的用压力介质加载的活塞克服促使活塞复位的弹簧工作。

在这一实施方式中，用张紧的弹簧将伺服缸中的活塞固定在位置中，这样，在压力介质管路被连接成无压力时，能够测得由于压力介质的减压而产生的与压缩性对位置显示的影响相对应的脉冲数。

Claims (8)

1.用于显示液压操纵的转枢的位置的方法，包括用于操纵所述转枢(1.1)的伺服缸(1.2)，所述伺服缸通过两个压力介质管路(2，3)与调节阀(4.1)连接，所述压力介质管路能够通过所述调节阀在导引压力的进流与无压力的退流之间切换，

流过所述压力介质管路的其中一个的压力介质的流动被转换成脉冲数，其中每个脉冲对应于压力介质的预定的体积单位，并且反映所述流动的脉冲数在显示单元(6)的程序中处理以补偿压力介质的压缩性，

包括以下步骤：

在压力介质管路切换到导引压力的进流管路和无压力的退流管路的时候，测量对于转枢的相同行程出现在压力介质管路中的脉冲数的差额，

将测量的脉冲数的差额对应于压力介质的压缩性体积，以及

在显示单元(6)的程序中处理反映所述流动的脉冲数，使得在所述压力介质管路中无压力流动时，在考虑脉冲数的差额的情况下，在预定的调节行程中出现的脉冲数作为与在所述压力介质管路切换为压力管路时相同的调节行程得到计算。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述程序自动实施对位置显示与相应转枢的工作容积的适配。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述程序在所述转枢每次运行时实施对位置显示的检查或适配。

4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，将所述转枢移动到被认定为初始位置的第一终点位置上；

从该第一终点位置移动到第二终点位置上并测量和保存在此出现的脉冲数；

从所述第二终点位置再次移动到所述第一终点位置上并测量和保存在此出现的脉冲数；

比较这两个测得的脉冲数并将对应于较小脉冲数的脉冲数预定为与完整的调节行程相对应以用于所述转枢的后续的运行。

5.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，将所述转枢从第一位置移到第二位置并且在此对在切换为导引压力进流管路的压力介质管路中出现的脉冲进行计数和保存，接着将压力介质管路切换为无压力的退流管路并且对在压力介质的去压中出现的脉冲进行计数和保存，该脉冲数被认为对应于压力介质的压缩体积。

6.根据权利要求5所述的方法，计数在转枢从初始位置移到终点位置的过程中在导引压力进流管路中的脉冲数，

接着将调整阀移动进入中间位置，从而将导引压力进流管路切换成无压，计数在压力介质的去压过程中导致的脉冲。

7.用于显示液压操纵的转枢的位置的装置，包括用于操纵所述转枢(1.1)的伺服缸(1.2)，所述伺服缸通过压力介质管路(2，3)与调节阀(4.1)连接，所述压力介质管路能够通过所述调节阀在导引压力进流与无压退流之间切换，

在所述压力介质管路的一个(2)中布置了流量传感器(5)，该流量传感器将所述压力介质管路中的压力介质的流动如此转换成脉冲，从而脉冲对应于压力介质的预定的体积单位，其中，所述流量传感器(5)与电子显示单元(6)相连，在该电子显示单元中设置了用于处理所述脉冲的程序，电子显示单元将脉冲数对应于压力介质的压缩性以指示所述位置。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述程序对出现的脉冲进行计数并且对在压力介质管路中沿着一个方向和沿着一个反方向流动时出现的脉冲数加以比较。

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