CN102538921A

CN102538921A - 液压称重单元和万吨级液压电子秤

Info

Publication number: CN102538921A
Application number: CN2011104540471A
Authority: CN
Inventors: 袁斌; 李年煜; 邱中平; 邓旭东; 韩瑜; 杨文灯; 徐文友; 吴定安
Original assignee: ZHANJIANG NANHAI WEST PETROLEUM HEZHONG OFFSHORE CONSTRUCTION CO Ltd
Current assignee: ZHANJIANG NANHAI WEST PETROLEUM HEZHONG OFFSHORE CONSTRUCTION CO Ltd; China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Energy Technology and Services Ltd
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明公开了一种液压称重单元和一种万吨级液压电子秤，该液压称重单元包括一液压缸、控制油路和油泵以及一压力传感器，所述油泵通过控制油路对该液压缸进行控制；所述压力传感器设于所述液压缸上，用于测量液压缸的受力。液压电子秤包括位移模块和受力模块，所述位移模块包括至少三个液压称重单元，并且该液压称重单元还设有一位移传感器和变频器，所述变频器控制该液压称重单元的油泵，并与该位移传感器组成位置闭环；所述受力模块包括至少一液压称重单元。相对于现有技术，本发明所述的电子秤能够方便称量万吨级的物体的重量，并且自动采集和计算物体的重量和重心数据。

Description

液压称重单元和万吨级液压电子秤

技术领域

本发明涉及一种液压称重单元和一种液压电子秤，尤其是一种万吨级的电子秤和应用在该电子秤中的称重单元。

背景技术

在人们的生产生活当中，时常需要对大重量的物体进行称量。如电子秤或者地磅等，只要将物体放上电子秤或者将汽车等开上地磅就可以对其上的物体或者汽车进行称重。当需要对自重超过一万吨以上，并且难以搬动的物体进行称重就比较困难了，不仅这些笨重的物体难以搬动，而且难以对这些物体进行准确的计量。

为了能够准确对大重量的物体进行称量，一般在电子秤中采用液压系统来支持物体来对物体进行称量。专利申请号为91109270.6的中国专利公开了一种应用于机械磅秤的液压称重采集单元，在秤杆末端悬挂秤砣的V形缺口处上方，固定安装了一个其底部为圆锥体形的波纹管，并使其锥顶与V形缺口底部相接触，波纹管内腔充满传压介质，其内腔底部有一传压小孔通过引压毛细管与放置在机械磅秤近旁的压力采集单元的引压孔连通，该压力采集单元通过导线与插在通用标准工业控制界面箱里的适配器模块相连通。该称重单元称重精确而且操作方便，但其称重的重量有限，仅仅适合一些自重比较小的物体的称量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种能够测量物体自重的液压称重单元。本发明的另外一个目的是要提供一个应用该液压称重单元的万吨级液压电子秤。

为实现提供一种液压称重单元的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种液压称重单元，包括一液压缸、控制油路和油泵，所述油泵通过控制油路对该液压缸进行控制，还包括一压力传感器，所述压力传感器设于所述液压缸中，用于测量液压缸的受力。

进一步，还包括一变频器，所述变频器控制所述油泵，并与所述压力传感器组成受力闭环。

进一步，还包括一位移传感器和变频器，所述位移传感器设于所述液压缸中，用于测量该液压缸的活塞的位移，所述变频器控制所述油泵，并与所述位移传感器组成位移闭环。

具体的，所述液压缸包括缸底、活塞和缸体以及鞍座和球头，所述缸底设置于所述缸体底面，所述活塞容纳于所述缸体内，所述鞍座设于所述活塞顶面，所述球头设于所述鞍座上。

为了实现提供一种万吨级液压电子秤的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种万吨级液压电子秤，包括位移模块和受力模块，所述位移模块包括至少三个由权利要求1所述的液压称重单元，并且该液压称重单元还设有一位移传感器和变频器，所述变频器控制该液压称重单元的油泵，并与该位移传感器组成位置闭环；所述受力模块包括至少一由权利要求1所述的液压称重单元。

进一步，所述受力模块的液压称重单元还包括一变频器，所述变频器控制所述油泵，并于所述压力传感器组成受力闭环。

优选的，还包括一主控制器，所述主控制器接收各液压称重单元的压力传感器、位移传感器的测量信号，并控制各液压称重单元的变频器。

具体的，所述位移模块的液压称重单元设置于电子秤的四周，所述受力模块的液压称重单元设于电子秤的中部。

相对于现有技术，本发明所述的液压称重单元通过压力传感器测量出液压缸承受的重力，并通过变频器对油泵进行控制，可以精确、平稳地调整称重单元的受力；其次，应用该称重单元的电子秤通过网络将称重单元连接在一起，不仅方便了对电子秤的控制，还能够自动测量和采集称重物体的重量以及重心数据。

为了充分地了解本发明的目的、特征和效果，以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明。

附图说明

图1是本发明所述称重单元的结构示意图；

图2是本发明所述液压缸的结构示意图；

图3是本发明所述液压电子秤的结构示意图；

图4是本发明中液压电子秤测量待测物体的重心的示意图。

图中：

100-液压称重单元；110-液压缸；111-缸底；112-缸体；113-活塞；114-鞍座；115-球头；116-油口；117-压力传感器；118-位移传感器；120-控制油路；121-；122-；123-换向阀；124-平衡阀；130-油泵；131-变频器；200-控制器。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，一种液压称重单元100，包括一液压缸110、控制油路120和油泵130，所述油泵130驱动液压系统中的液体在控制油路120中流动，驱动液压缸110运动。在液压缸110上还设有一压力传感器117，用于检测液压缸110当前的受力大小。

为了能够精细、准确地调节液压缸110的受力，该液压称重单元100还包括一变频器131，用于控制电机驱动油泵130的电机，通过对电机的控制，可以方便地调节油泵130的压力。变频器131还可以接受压力传感器117的反馈，与压力传感器117组成一个受力闭环，精确地调节液压缸的受力。

作为一种优选的实施方式，还可以在液压缸110上设置一位移传感器118和变频器131。位移传感器118用于检测液压缸110的位移，具体的来说，是检测液压缸110的活塞的位移。变频器131用于控制驱动油泵130的电机，并且能够接收位移传感器118检测的位移信息，与位移传感器118组成一个闭环连接，这样就能够精确控制液压缸110活塞的位移。

请参阅图2，液压缸110包括缸底111，缸体112、活塞113、鞍座114和球头115，以及油口116。缸底111设于缸体112的底面，活塞113容纳于缸体112之中。鞍座114设于活塞113的顶部，跟随活塞113一起运动。球头115设于鞍座114上，用于顶起物体。在缸体112的侧面还设有两个油口116，分别与活塞113将缸体112分割的两个容腔连通。在控制活塞113运动时，从一油口输入液体，从另外一个油口输出液体，控制活塞113的伸出或者收缩。

使用时，将待称重物体设于球头上，使液压缸110受到称重物体的重力。通过压力传感器117检测液压缸110的受力情况，并与变频器131组成受力闭环，控制液压缸110的受力。同时，位移传感器118检测液压缸110的活塞113的位移，并与变频器131组成位置闭环，精确调节活塞113的位移。

实施例2

如图3所示，一种万吨级液压电子秤，包括位移模块和受力模块，该位移模块包括至少三个由上述液压称重单元100，液压称重单元100设有位移传感器118和变频器131；受力模块包括至少一上述的液压称重单元100。

受力模块的液压称重单元100还包括一变频器131，为了能够精细、准确地调节液压缸110的受力，该液压称重单元100还包括一变频器131，用于控制电机驱动油泵130的电机，通过对电机的控制，可以方便地调节油泵130的压力。变频器131还可以接受压力传感器117的反馈，与压力传感器117组成一个受力闭环，精确地调节液压缸的顶升力。

位移模块的液压称重单元100不仅包括压力传感器117，还包括位移传感器118。位移传感器118与变频器131连接，向变频器131传输活塞113的位移，并与变频器131组成位置闭环。这样就能够方便的控制活塞113的位移。

为了保证液压电子秤各液压称重单元100能够同步稳定的运行，电子秤设有一控制器200。电子秤中的各液压称重单元100通过无线网络与控制器200连接。具体的说，各液压称重单元100的压力传感器117和位移传感器118将测量信息传输至控制器200，其变频器131接收控制器200的控制信息。具体设置受力模块和位移模块时，可以将位移模块的液压称重单元设于四周，使液压电子秤能够平稳的托起待测物体；将受力模块的液压称重单元100设于电子秤的中部，控制模块200协调各受力模块的液压称重单元100的受力，使其受力比较均匀。

以下详细介绍该液压电子秤的工作过程：

将待测物体放置与该液压电子秤后，控制器200控制位置模块的液压称重单元100升起一定高度。由于位置模块的液压称重单元100具有位置闭环，能够准确地控制待测物体的空中姿态。在升起待测物体的过程中或者过程后，控制器200还可以根据各受力模块的液压称重单元100的受力情况，灵活调节各液压称重单元100的受力，保证各液压称重单元100受力均衡。

控制器200根据液压电子秤中位置模块和受力模块的各液压称重单元100的受力大小，经求和计算后，就可以得到待测物体的总重量。

请参阅图3，如果还知道各液压称重单元100的坐标，还可以计算出待测物体的重心。事先测得液压称重单元100的坐标为X1和X2，通过压力传感器117测得其受力为F1和F2，则可以通过下式得到待测物体的重心坐标Xp：

Xp = \frac{F_{2}}{F_{1} + F_{2}} * (X_{2} - X_{1}) + X_{1}

相对于现有技术，本发明所述的液压称重单元和液压电子秤的位移模块的液压称重单元中的位移传感器与变频器组成位置闭环，可以准确控制待测物体的在升起过程中的空中姿态；通过受力模块的液压称重模块的压力传感器与变频器组成受力闭环，可以精确地调节电子秤中的受力均衡，并且位移传感器和压力传感器测量的数据都能够通过网络传输至控制器，使得测量万吨级物体的重量都变得十分的方便和简单。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims

1.一种液压称重单元，包括一液压缸、控制油路和油泵，所述油泵通过控制油路对该液压缸进行控制，其特征在于，还包括一压力传感器，所述压力传感器设于所述液压缸中，用于测量液压缸的受力。

2.如权利要求1所述的称重单元，其特征在于，还包括一变频器，所述变频器控制所述油泵，并与所述压力传感器组成受力闭环。

3.如权利要求1所述的称重单元，其特征在于，还包括一位移传感器和变频器，所述位移传感器设于所述液压缸中，用于测量该液压缸的活塞的位移，所述变频器控制所述油泵，并与所述位移传感器组成位移闭环。

4.如权利要求1或2所述的称重单元，其特征在于，所述液压缸包括缸底、活塞和缸体以及鞍座和球头，所述缸底设置于所述缸体底面，所述活塞容纳于所述缸体内，所述鞍座设于所述活塞顶面，所述球头设于所述鞍座上。

5.一种万吨级液压电子秤，其特征在于，包括位移模块和受力模块，所述位移模块包括至少三个由权利要求1所述的液压称重单元，并且该液压称重单元还设有一位移传感器和变频器，所述变频器控制该液压称重单元的油泵，并与该位移传感器组成位置闭环；所述受力模块包括至少一由权利要求1所述的液压称重单元。

6.如权利要求5所述的称重单元，其特征在于，所述受力模块的液压称重单元还包括一变频器，所述变频器控制所述油泵，并于所述压力传感器组成受力闭环。

7.如权利要求6所述的称重单元，其特征在于，还包括一主控制器，所述主控制器接收各液压称重单元的压力传感器、位移传感器的测量信号，并控制各液压称重单元的变频器。

8.如权利要求7所述的称重单元，其特征在于，所述位移模块的液压称重单元设置于电子秤的四周，所述受力模块的液压称重单元设于电子秤的中部。