CN105402174A - 一种液压油箱油量的双余度检测装置及检测判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空液压系统技术领域，涉及一种液压油箱油量的双余度检测装置及检测判断方法。所述双余度油量信号液压油箱包括油箱壳体、活塞、活塞杆、油位传感器和低油位开关，其中，油箱为增压液压油箱，其中，油位传感器为LVDT传感器，可输出油量信号，并输出和值电压，其中，低油位开关为按钮开关，设置6升、4升两档。油箱综合油量根据LVDT油量信号、LVDT和值电压信号、6升低油位开关信号和4升低油位开关信号进行综合判断。本发明满足了飞机液压系统对油箱油量监测的可靠性和实时性要求，具有可靠性高、实时性强、结构紧凑、重量轻等特点。

Description

一种液压油箱油量的双余度检测装置及检测判断方法

技术领域

本发明属于航空液压系统技术领域，涉及一种液压油箱油量的双余度检测装置及检测判断方法。

背景技术

液压系统的主要功能是向飞行控制系统的舵面作动器、起落架收放系统、防滑刹车系统、前轮操纵系统、内埋武器舱门作动系统等作动负载提供液压能源。这些负载系统多为涉及飞行器安全的关键系统，因此，液压系统是飞行器上最关键的二次能源系统之一。

液压系统及其负载遍布整个机体，任意一处受损或发生漏油故障，均会导致液压系统油量减少，若不进行及时处置，会导致整个液压系统的油液漏光，造成液压系统失效，产生严重的后果。某型无人侦察机就因为液压系统受损漏油，造成系统失效，最终发生坠毁事故。因此，检测液压系统油量，是感知液压系统状态，进行故障告警并进一步处置的关键手段之一。

液压油箱是液压系统的油液存储装置，液压泵经过吸油管从液压油箱吸油，输出高压液压油到作动负载，做功后经过回油管路流回液压油箱。当系统受损或发生漏油故障，油箱油量就会降低。因此，液压油箱油量，可以表征整个液压系统的油量及系统状态。

传统飞机液压系统油箱一般没有油量电信号，仅设置有目视信号，供地勤维护人员加油检查时使用。在最新的飞机上，初步实现了液压油箱油量电指示，但由于双余度LVDT无法布置等原因，无法实现油量信号的余度配置。因此，其油量检测的可靠性较低，只能作为一般监控参数，不适合作为系统故障告警和故障隔离的依据。

发明内容

本发明的目的是：提供一种可靠性高、实时性强、结构紧凑、重量轻的液压油箱油量的双余度检测装置及检测方法。

本发明的技术方案是：

一种液压油箱油量的双余度检测装置，包括油箱壳体1、活塞2、活塞杆3、LVDT传感器4、若干个低油位开关，其特征在于：所述活塞2和活塞杆3连接在一起，并安装在油箱壳体1里，三者同轴，活塞杆2一端安装有LVDT铁芯，另一端设置有凸台，所述油箱为增压液压油箱，油箱油量变化带动活塞和活塞杆移动，LVDT传感器与活塞杆2装有LVDT铁芯的一端配合，用来线性检测油量；低油位开关与活塞杆2设有凸台的一端配合，用来判断并触发低油位告警信号。

根据权利要求1所述的双余度油量信号液压油箱，其特征在于：所述低油位开关有两个，包括6升低油位开关5和4升低油位开关6，分别判断并控制相应低油位开关的通断。

一种液压油箱油量的双余度检测判断方法，其特征在于：根据LVDT油量信号、LVDT和值电压信号、6升低油位开关信号和4升低油位开关信号进行综合判断，具体包括以下步骤：

步骤1.判断LVDT有效性

判断LVDT传感器输出的和值电压是否在正常范围内，若LVDT和值电压在正常范围内，则置LVDT油量信号为有效，进入步骤2。若LVDT和值电压不在正常范围内，则置LVDT油量信号为无效，进入步骤3；

步骤2.三取二判断综合油量

根据LVDT油量信号、6升低油位开关信号和4升低油位开关信号共三个油量信号进行综合油量判断，判断原则为三取二，即：

若LVDT油量信号小于门限值6.5升，且6升低油位开关或4升低油位开关任意接通，则综合油量取三个油量信号的最小值；

若LVDT油量信号大于门限值6.5升，但6升低油位开关和4升低油位开关同时接通，则综合油量取小于4升；

其余情况，取综合油量L大于6升；

步骤3.二取一判断综合油量

根据6升低油位开关信号和4升低油位开关信号共两个油量信号进行综合油量判断，判断原则为二取一，即：

若6升低油位开关接通，但4升低油位开关未接通，则综合油量取4升到6升；

若6升低油位开关接通，且4升低油位开关接通，则综合油量取小于4升；

其余情况，取综合油量L大于6升。

本发明的优点是：本发明双余度油量信号液压油箱及其综合油量判断方法，通过结构一体化设计，将LVDT传感器和低油位开关同时集成在液压油箱上，通过油箱油量变化带动活塞和活塞杆移动，驱动LVDT传感器信号变化和低油位开关通断，将油量信号转换为电信号输出，实现了非相似双余度油量信号输出；并提出了相适应的综合油量判断方法。本发明满足了飞机液压系统对油箱油量监测的可靠性和实时性要求，具有可靠性高、实时性强、结构紧凑、重量轻等特点，为液压系统油量检测、漏油故障感知及故障隔离奠定了基础，具有很大的应用价值。

附图说明

图1是本发明双余度油量信号液压油箱的结构原理图，其中，油箱壳体1、活塞2、活塞杆3、LVDT传感器4、6升低油位开关5和4升低油位开关6。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

请参阅图1，其是本发明双余度油量信号液压油箱的结构原理图，包括油箱壳体1、活塞2、活塞杆3、LVDT传感器4、6升低油位开关5和4升低油位开关6等。其中，活塞和活塞杆连接在一起，并安装在油箱壳体里，三者之间同轴；油箱为增压液压油箱，油箱油量变化带动活塞和活塞杆移动。

其中，油箱壳体起结构支撑作用，并作为油液储存的容器；活塞起密封作用，隔断油箱储油腔与油箱通大气腔，当油箱油量变化时，在增压力驱动下带动活塞杆运动；活塞杆与活塞连接，将油箱油量变化转换为活塞杆线位移，活塞杆一端安装有LVDT铁芯，触发LVDT传感器信号变化，一端设置有凸台，触发低油位开关通断。

LVDT传感器的感应线圈及其处理器安装在油箱右端，铁芯安装在活塞杆右端，当油箱油量变化，带动活塞、活塞杆移动，感应线圈感受铁芯位置变化，输出相应的电信号。同时，输出和值电压信号，作为LVDT信号有效性的判据。

6升低油位开关和4升低油位开关安装在油箱左端，当油箱油量变化，带动活塞、活塞杆移动，活塞杆上的凸台触动低油位开关接通或断开，给出相应的低油位信号。

下面给出本发明基于双余度油量信号液压油箱的综合油量判断方法，所述综合油量判断方法根据LVDT油量信号、LVDT和值电压信号、6升低油位开关信号和4升低油位开关信号进行综合判断，其步骤如下：

步骤1.判断LVDT有效性

判断LVDT传感器输出的和值电压是否在正常范围内，若LVDT和值电压在正常范围内，则置LVDT油量信号为有效，进入步骤2。若LVDT和值电压不在正常范围内，则置LVDT油量信号为无效，进入步骤3。

步骤2.三取二判断综合油量

根据LVDT油量信号、6升低油位开关信号和4升低油位开关信号共三个油量信号进行综合油量判断，判断原则为三取二，即：

若LVDT油量信号小于门限值(6.5升)，且6升低油位开关或4升低油位开关任意接通，则综合油量取三个油量信号的最小值；

若LVDT油量信号大于门限值(6.5升)，但6升低油位开关和4升低油位开关同时接通，则综合油量取小于4升；

其余情况，取综合油量L大于6升。

步骤3.二取一判断综合油量

根据6升低油位开关信号和4升低油位开关信号共两个油量信号进行综合油量判断，判断原则为二取一，即：

若6升低油位开关接通，但4升低油位开关未接通，则综合油量取4升到6升；

若6升低油位开关接通，且4升低油位开关接通，则综合油量取小于4升；

其余情况，取综合油量L大于6升。

双余度油量信号液压油箱及其综合油量判断方法，通过结构一体化设计，将LVDT传感器和低油位开关同时集成在液压油箱上，通过油箱油量变化带动活塞和活塞杆移动，驱动LVDT传感器信号变化和低油位开关通断，将油量信号转换为电信号输出，实现了非相似双余度油量信号输出；并提出了相适应的综合油量判断方法。本发明满足了飞机液压系统对油箱油量监测的可靠性和实时性要求，具有可靠性高、实时性强、结构紧凑、重量轻等特点，为液压系统油量检测、漏油故障感知及故障隔离奠定了基础，具有很大的军事应用价值。

Claims (3)

1.一种液压油箱油量的双余度检测装置，包括油箱壳体(1)、活塞(2)、活塞杆(3)、LVDT传感器(4)、若干个低油位开关，其特征在于：所述活塞(2)和活塞杆(3)连接在一起，并安装在油箱壳体(1)里，三者同轴，活塞杆(2)一端安装有LVDT铁芯，另一端设置有凸台，所述油箱为增压液压油箱，油箱油量变化带动活塞和活塞杆移动，LVDT传感器与活塞杆(2)装有LVDT铁芯的一端配合，用来线性检测油量；低油位开关与活塞杆(2)设有凸台的一端配合，用来判断并触发低油位告警信号。

2.根据权利要求1所述的液压油箱油量的双余度检测装置，其特征在于：所述低油位开关有两个，包括6升低油位开关(5)和4升低油位开关(6)，分别判断并控制相应低油位开关的通断。

3.一种利用权利要求1所述的双余度检测装置的液压油箱油量双余度检测判断方法，其特征在于：根据LVDT油量信号、LVDT和值电压信号、6升低油位开关信号和4升低油位开关信号进行综合判断，具体包括以下步骤：

步骤1.判断LVDT有效性

判断LVDT传感器输出的和值电压是否在正常范围内，若LVDT和值电压在正常范围内，则置LVDT油量信号为有效，进入步骤2。若LVDT和值电压不在正常范围内，则置LVDT油量信号为无效，进入步骤3；

步骤2.三取二判断综合油量

根据LVDT油量信号、6升低油位开关信号和4升低油位开关信号共三个油量信号进行综合油量判断，判断原则为三取二，即：

若LVDT油量信号小于门限值6.5升，且6升低油位开关或4升低油位开关任意接通，则综合油量取三个油量信号的最小值；

若LVDT油量信号大于门限值6.5升，但6升低油位开关和4升低油位开关同时接通，则综合油量取小于4升；

其余情况，取综合油量L大于6升；

步骤3.二取一判断综合油量

根据6升低油位开关信号和4升低油位开关信号共两个油量信号进行综合油量判断，判断原则为二取一，即：

若6升低油位开关接通，但4升低油位开关未接通，则综合油量取4升到6升；

若6升低油位开关接通，且4升低油位开关接通，则综合油量取小于4升；

其余情况，取综合油量L大于6升。