CN102493973B - 一种宽量程的液压元件内泄漏量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宽量程的液压元件内泄漏检测装置，属于液压元件泄漏检测技术领域。本发明包括梯形容器、磁致伸缩液位计、信号处理器、入口电磁球阀和出口电磁阀。梯形容器为一个纵向横截面为等腰梯形的柱状容积，用于承装来自液压元件的泄漏油液；磁致伸缩液位计的底部与梯形容器连通，采用磁致伸缩原理测量液位浮子的位移变化，并传输给信号处理器并对位移信号进行处理，计算得到泄漏流量信号。入口电磁球阀与梯形容器的入口处连接，控制入口通断，出口电磁球阀与梯形容器的出口处连接，控制出口通断，调节梯形容器初始液位。本发明结构简单，并具有量程范围大、测试精度高的优点，解决了传统泄漏测量流量计量程有限的缺点，具有很好的应用和推广前景。

Description

一种宽量程的液压元件内泄漏量检测装置

技术领域

本发明涉及一种宽量程的液压元件内泄漏检测装置，属于液压元件泄漏检测技术领域。

背景技术

内泄漏量是判断液压元件性能的关键指标之一，它反映了液压元件的加工制造精度和磨损程度。然而，液压元件的内泄漏测试一直是一个难题，主要因为不同液压元件的泄漏量差异很大，从每分钟几毫升(单向阀泄漏量)到上千毫升(大流量电液伺服阀)变化。传统的泄漏测量一般采用微型流量计，但是它有效量程非常有限，因此，难以满足如此大范围的泄漏量变化的需求，影响测试精度。此外，当液压元件泄漏量非常小时，即便是用高性能的微型流量计也难以准确测试；当泄漏量较大时，又容易损坏微型流量计。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有泄漏流量计的不足，提供一种宽量程的液压元件内泄漏量检测装置，实现在宽量程范围内液压元件内泄漏量的准确测量。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种宽量程的液压元件内泄漏量检测装置，包括梯形容器、磁致伸缩液位计、信号处理器、入口电磁球阀和出口电磁阀。

各组成部分的功能和连接关系如下：

梯形容器为一个纵向横截面为等腰梯形的柱状容积，用于承装来自液压元件的泄漏油液，其入口处与入口电磁球阀连接，该处截面积大，出口处与出口电磁球阀连接，该处截面积较小；磁致伸缩液位计的底部与梯形容器连通，它采用磁致伸缩原理测量液位浮子的位移变化，它获得的位移信号传输给信号处理器；信号处理器对位移信号进行处理，计算得到泄漏流量信号。入口电磁球阀3与梯形容器的入口处连接，控制入口通断，出口电磁球阀与梯形容器的出口处连接，控制出口通断，能够调节梯形容器初始液位，当油液充满容器后，出口电磁球阀打开，排出容器内的油液。

有益效果：本发明设计了一种宽量程的液压元件内泄漏量检测装置，它采用梯形容器承装泄漏油液，并通过测量液位高度，计算出内泄漏量大小。本发明结构简单，并具有量程范围大、测试精度高的优点，解决了传统泄漏测量流量计量程有限的缺点，具有很好的应用和推广前景。

附图说明

图1为一种宽量程的液压元件内泄漏量检测装置；

图中1-梯形容器、2-磁致伸缩液位计、3-入口电磁球阀、4-出口电磁球阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明。

如图1所示，一种宽量程的液压元件内泄漏量检测装置，包括梯形容器1、磁致伸缩液位计2、信号处理器、入口电磁球阀3和出口电磁阀4。各组成部分的功能和连接关系如下：

梯形容器1为一个纵向横截面为等腰梯形的柱状容积，用于承装来自液压元件的泄漏油液，其入口处与入口电磁球阀3连接，该处截面积大，出口处与出口电磁球阀4连接，该处截面积较小；磁致伸缩液位计2的底部与梯形容器1连通，它采用磁致伸缩原理测量液位浮子的位移变化，它获得的位移信号传输给信号处理器；信号处理器对位移信号进行处理，计算得到泄漏流量信号。入口电磁球阀3与梯形容器1的入口处连接，控制入口通断，出口电磁球阀4与梯形容器1的出口处连接，控制出口通断，能够调节梯形容器初始液位，当油液充满容器后，出口电磁球阀4打开，排出容器内的油液。

其工作过程为：

第一步：电磁球阀4打开，待排出梯形容器1内的油液后关闭；

第二步：电磁球阀3打开，被测液压元件的内泄漏油液流入梯形容器1；

第三步：磁致伸缩液位计2测量出梯形容器1内的液位变化，并将位移信号传输给信号处理器；

第四步：信号处理器对位移信号进行处理，计算得到泄漏流量信号。设梯形容器1上部的入口处直径为D₁，其下部的出口处直径为D₂，梯形容器1的入口处与出口处的垂直高度为H，若液位高度信号为h_x，则液位位置的直径d_x为

$d_x=D_2+h_x\frac{D_1-D_2}{H}---\left(1\right)$

根据公式(2)可计算出当前流量：

$Q_L=\frac{d_x^2}{4}\frac{{\mathrm{dh}}_x}{\mathrm{dt}}=\frac{1}{4}{(D_2+h_x\frac{D_1-D_2}{H})}^2\frac{{\mathrm{dh}}_x}{\mathrm{dt}}---\left(2\right)$

式(2)中为液位位移变化速率，为增益系数，它决定了测量分辨率，随着液位高度而发生抛物线规律变化，从而改变了测量分辨率，提高了测量范围，而传统泄漏流量计的增益系数基本是固定不变的。

第五步：在检测过程中，如果梯形容器1内的液位高度接近H，则电磁球阀3关闭，电磁球阀4打开，排出梯形容器1内的油液。

Claims (2)

1.一种宽量程的液压元件内泄漏量检测装置，其特征在于：包括梯形容器(1)、磁致伸缩液位计(2)、信号处理器、入口电磁球阀(3)和出口电磁球阀(4)；

各组成部分的功能和连接关系如下：

梯形容器(1)为一个纵向横截面为等腰梯形的柱状容器，用于承装来自液压元件的泄漏油液，其入口处与入口电磁球阀(3)连接，该处截面积大，出口处与出口电磁球阀(4)连接，该处截面积较小；磁致伸缩液位计(2)的底部与梯形容器(1)连通，它采用磁致伸缩原理测量液位浮子的位移变化，它获得的位移信号传输给信号处理器；信号处理器对位移信号进行处理，计算得到泄漏流量信号，入口电磁球阀(3)与梯形容器(1)的入口处连接，控制入口通断，出口电磁球阀(4)与梯形容器(1)的出口处连接，控制出口通断，能够调节梯形容器初始液位，当油液充满容器后，出口电磁球阀(4)打开，排出容器内的油液。

2.一种使用权利要求1所述的检测装置的宽量程的液压元件内泄漏量检测方法，其特征在于：

第一步：出口电磁球阀(4)打开，待排出梯形容器(1)内的油液后关闭；

第二步：入口电磁球阀(3)打开，被测液压元件的内泄漏油液流入梯形容器(1)；

第三步：磁致伸缩液位计(2)测量出梯形容器(1)内的液位变化，并将位移信号传输给信号处理器；

第四步：信号处理器对位移信号进行处理，计算得到泄漏流量信号，设梯形容器(1)上部的入口处直径为D₁，其下部的出口处直径为D₂，梯形容器(1)的入口处与出口处的垂直高度为H，若液位高度信号为h_x，则液位位置的直径d_x为

$d_x=D_2+h_x\frac{D_1-D_2}{H}---\left(1\right)$

根据公式(2)可计算出当前流量Q_L：

$Q_L=\frac{d_x^2}{4}\frac{{\mathrm{dh}}_x}{\mathrm{dt}}=\frac{1}{4}{(D_2+h_x\frac{D_1-D_2}{H})}^2\frac{{\mathrm{dh}}_x}{\mathrm{dt}}---\left(2\right)$ 公式(2)中为液位位移变化速率，为增益系数；

第五步：在检测过程中，如果梯形容器(1)内的液位高度接近H，则入口电磁球阀(3)关闭，出口电磁球阀(4)打开，排出梯形容器(1)内的油液。