CN109882396A - 液压潜液泵的转速测量方法、测量装置及液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压潜液泵的转速测量方法、测量装置及液压控制系统，属于船舶液货装卸技术领域。液压潜液泵的转速测量方法包括：获取液压潜液泵的液压马达的回油流量和回油液压油温度；根据所述回油流量和所述回油液压油温度确定所述液压马达的流量值；根据所述液压马达的流量值确定所述液压潜液泵的转速。本发明能方便测量液压潜液泵的转速。

Description

液压潜液泵的转速测量方法、测量装置及液压控制系统

技术领域

本发明涉及船舶液货装卸技术领域，特别涉及一种液压潜液泵的转速测量方法、测量装置及液压控制系统。

背景技术

液压潜液泵是船舶上用于将液货舱内的液货转移、输送的泵送设备。液压潜液泵在出厂前通常需要进行转速测量试验，以对液压潜液泵的状态性能进行检测评估。液压潜液泵通常由液压马达驱动，因此可以通过测量液压马达的转速来获取液压潜液泵的转速。目前使用传感器检测液压马达的转速。

然而，现有的转速测量方法通过传感器检测液压马达的转速，传感器与液压马达安装在一起，由于液压马达安装于液压潜液泵的泵壳内，因此传感器的安装十分不便。

发明内容

本发明实施例提供了一种液压潜液泵的转速测量方法、测量装置及液压控制系统，能方便测量液压潜液泵的转速。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种液压潜液泵的转速测量方法，所述转速测量方法包括：获取液压潜液泵的液压马达的回油流量和回油液压油温度；根据所述回油流量和所述回油液压油温度确定所述液压马达的流量值；根据所述液压马达的流量值确定所述液压潜液泵的转速。

进一步地，所述根据所述回油流量确定所述液压马达的流量值，包括：采用以下公式确定所述液压马达的流量值：

其中，Q_f为所述液压马达的流量值，K为流量补偿系数，Q_x为所述回油流量，a₁、a₂均为温度补偿系数，0.1≤a₁≤0.5，0.5≤a₂≤0.9，T_x为回油液压油温度，T_n为系统设计温度，T_n为定值。

进一步地，所述根据所述液压马达的流量值确定所述液压潜液泵的转速，包括：采用以下公式确定所述液压潜液泵的转速：

其中，N为液压潜液泵的转速，Q_f为所述液压马达的流量值，η为所述液压马达的容积效率，V为所述液压马达的排量。

第二方面，本发明实施例提供了一种液压潜液泵的转速测量装置，所述转速测量装置包括：采集模块，用于获取液压潜液泵的液压马达的回油流量和回油液压油温度；处理模块，用于根据所述回油流量确定所述液压马达的流量值；还用于根据所述液压马达的流量值确定所述液压潜液泵的转速。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述处理模块用于采用以下公式确定所述液压马达的流量值：

其中，Q_f为所述液压马达的流量值，K为流量补偿系数，Q_x为所述回油流量，a₁、a₂均为温度补偿系数，0.1≤a₁≤0.5，0.5≤a₂≤0.9，T_x为采集的所述回油液压油温度，T_n为系统设计温度，T_n为定值。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述处理模块用于采用以下公式确定所述液压潜液泵的转速：

其中，N为液压潜液泵的转速，Q_f为所述液压马达的流量值，η为所述液压马达的容积效率，V为所述液压马达的排量。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述转速测量装置还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述回油流量、所述回油液压油温度、所述流量值和所述液压潜液泵的转速中的至少一种。

第三方面，本发明实施例提供了一种液压控制系统，所述液压控制系统包括：驱动泵、液压潜液泵、油箱、温度传感器、流量传感器和控制器，所述驱动泵的进油口与所述油箱连通，所述驱动泵的出油口与所述液压潜液泵的进油管路连通，所述液压潜液泵的回油管路与所述油箱连通，所述温度传感器和所述流量传感器位于所述液压潜液泵的回油管路上，所述流量传感器用于获取液压潜液泵的液压马达的回油流量，所述温度传感器用于获取液压潜液泵的液压马达的回油液压油温度，所述控制器与所述温度传感器和所述流量传感器连接，所述控制器用于根据所述回油流量和所述回油液压油温度确定所述液压马达的流量值，根据所述液压马达的流量值确定所述液压潜液泵的转速。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述液压控制系统设置在船舶上，所述控制器、所述温度传感器和所述流量传感器均位于所述船舶的甲板上。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述液压控制系统还包括调速阀，所述调速阀位于所述液压潜液泵的进油管路上，所述调速阀的卸油口与所述油箱连通。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例通过获取液压潜液泵的液压马达的回油流量和回油液压油温度，并根据回油流量确定液压马达的流量值，再通过液压马达的流量值确定液压潜液泵的转速。由于获取液压马达的回油流量和液压马达的回油液压油温度无需将传感器设置液压潜液泵的泵壳内，因此可以方便测量液压潜液泵的转速。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种液压潜液泵的转速测量方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种液压潜液泵的转速测量装置的示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种液压潜液泵的转速测量装置的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种液压控制系统的示意图。

图中各符号表示含义如下：

1-驱动电机，2-驱动泵，3-进油管路，4-回油管路，5-油箱，6-液货舱，61-调速阀，610-卸油口，62-温度传感器，63-流量传感器，64-液压潜液泵，65-液压马达。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种液压潜液泵的转速测量方法的流程图。如图1所示，该转速测量方法可以通过上位机控制，包括：

步骤S1：获取液压潜液泵的液压马达的回油流量和回油液压油温度。

其中，液压马达工作时通常设有一个液压泵为液压马达输送油液，因此，液压马达存在与进油管路连通的进油口和与出油管路连通的出油口。而回油流量即回油管路上瞬时的油液流量值，单位可以是m³/h，回油液压油温度即回油管路上的油液温度。

步骤S1中，获取液压马达的回油流量和回油液压油温度，可以分别采用相应的传感器(如温度传感器、流量传感器)进行测量获取。

步骤S2：根据回油流量和回油液压油温度确定液压马达的流量值。

步骤S2包括：采用下述公式确定液压马达的流量值。

Q_f＝K×Q_x (1)，

其中，Q_f为液压马达的流量值，单位为m³/h，K为流量补偿系数，Q_x为回油流量，单位为m³/h，a₁、a₂均为温度补偿系数，0.1≤a₁≤0.5，0.5≤a₂≤0.9，T_x为采集的回油液压油温度，单位为℃，T_n为系统设计温度，T_n为定值，单位为℃。

本实施例中，确定液压马达的流量值时，首先，确定出液压马达的回油流量Q_x，然后根据流量补充系数K，通过公式(1)计算出液压马达的流量值Q_f。流量补充系数K则可以根据采集到的回油液压油温度T_x和系统设计温度T_n，通过公式(2)计算得到。其中，系统设计温度T_n通常的取值范围为-30℃至55℃，本实施例中，系统设计温度T_n取值45℃；而回油液压油温度T_x通常的取值范围为-30℃至65℃。

步骤S3：根据液压马达的流量值确定液压潜液泵的转速。

步骤S3可以包括：采用下述公式确定液压潜液泵的转速；

其中，N为液压潜液泵的转速，单位可以是转/分(r/min)，Q_f为液压马达的流量值，单位为m³/h，η为液压马达的容积效率，V为液压马达的排量，单位可以是升/转(L/r)。

本实施例中，确定液压潜液泵的转速时，根据液压马达的流量值Q_f，通过公式(3)计算出液压潜液泵的转速N。其中，液压马达的容积效率η和液压马达的排量V是液压马达的固有参数，均可以通过液压马达的型号，由液压马达手册查询得到，一般液压马达的容积效率η的取值范围可以是η<100％。

本发明实施例通过获取液压潜液泵的液压马达的回油流量和回油液压油温度，并根据回油流量确定液压马达的流量值，再通过液压马达的流量值确定液压潜液泵的转速。由于获取液压马达的回油流量和液压马达的回油液压油温度无需在将传感器设置液压潜液泵的泵壳内，因此避免直接在液压马达处设置随液压马达一起沉浸在液货中的传感器，方便测量液压潜液泵的转速，也便于传感器的安装和维护。

图2是本发明实施例提供的一种液压潜液泵的转速测量装置的示意图。如图2所示，该装置包括：采集模块100、处理模块200。

其中，采集模块100用于获取液压潜液泵的液压马达的回油流量和回油液压油温度。处理模块200，用于根据回油流量确定液压马达的流量值；还用于根据液压马达的流量值确定液压潜液泵的转速。

具体地，处理模块200，还用于采用公式(1)、(2)确定液压马达的流量值。

具体地，处理模块200，还用于采用公式(3)确定液压潜液泵的转速。

可选地，转速测量装置还包括显示模块300，显示模块300用于显示回油流量、回油液压油温度、流量值和液压潜液泵的转速中的至少一种。

图3是本发明实施例提供的另一种液压潜液泵的转速测量装置的示意图。如图3所示，该液压潜液泵的转速测量装置700可以是上位机等。

通常，液压潜液泵的转速测量装置700包括有：处理器701和存储器702。

处理器701可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器701可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器701也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器701可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器701还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器702可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器702还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器702中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器701所执行以实现本申请中方法实施例提供的液压潜液泵的转速测量方法。

在一些实施例中，液压潜液泵的转速测量装置700还可选包括有：外围设备接口703和至少一个外围设备。处理器701、存储器702和外围设备接口703之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口703相连。具体地，外围设备包括：射频电路704、触摸显示屏705、摄像头706、音频电路707、定位组件708和电源709中的至少一种。

外围设备接口703可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器701和存储器702。在一些实施例中，处理器701、存储器702和外围设备接口703被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器701、存储器702和外围设备接口703中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。

显示屏705用于显示UI(User Interface，用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏705是触摸显示屏时，显示屏705还具有采集在显示屏705的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器701进行处理。此时，显示屏705还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏705可以为一个，设置液压潜液泵的转速测量装置700的前面板；在另一些实施例中，显示屏705可以为至少两个，分别设置在液压潜液泵的转速测量装置700的不同表面或呈折叠设计；在一些实施例中，显示屏705可以是柔性显示屏，设置在液压潜液泵的转速测量装置700的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏705还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏705可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示屏)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。

电源709用于为液压潜液泵的转速测量装置700中的各个组件进行供电。电源709可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源709包括可充电电池时，该可充电电池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。

本领域技术人员可以理解，图2或图3中示出的结构并不构成对液压潜液泵的转速测量装置700的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。

本发明实施例提供了一种液压控制系统，该液压控制系统用于实现如前文所述的转速测量方法。

图4是本发明实施例提供的一种液压控制系统的示意图。如图4所示，该液压控制系统包括：驱动泵2、液压潜液泵64、油箱5、温度传感器62、流量传感器63和控制器，驱动泵2的进油口与油箱5连通，驱动泵2的出油口与液压潜液泵64的进油管路3连通，液压潜液泵64的回油管路4与油箱5连通，温度传感器62和流量传感器63位于液压潜液泵64的回油管路4上，流量传感器63用于获取液压潜液泵的液压马达的回油流量，温度传感器62用于获取液压潜液泵的液压马达的回油液压油温度，控制器与温度传感器62和流量传感器63连接，控制器用于根据回油流量和回油液压油温度确定液压马达的流量值，根据液压马达的流量值确定液压潜液泵的转速。

其中，液压潜液泵系统中可以包括多个液货舱6，各液货舱均可以包括所述温度传感器62、流量传感器63和液压潜液泵64，如图4所示，多个液压潜液泵6均通过一个驱动泵2和驱动电机1组成的液压系统泵站提供液压油。液压系统泵站可以包括至少一个驱动泵和驱动电机。在图4中，驱动电机1控制驱动泵2，使驱动泵2将油箱5内的油液泵送至进油管路3，通过进油管路3输送至各液货舱内的液压潜液泵64的液压马达65处，液压马达65由进油管路3内的油液驱动，从而驱动液压潜液泵64进行液货输送的工作。进油管路3内的油液经过液压马达65后流入回油管路4，并通过回油管路4汇流至油箱5内。

本实施例中，控制器可以是上位机，温度传感器62用于采集液压潜液泵64的液压马达65的回油液压油温度，温度传感器62可以与上位机电连接，并将采集到的回油液压油温度传输至上位机进行处理。流量传感器63用于采集液压潜液泵64的液压马达65的回油流量，流量传感器63可以与上位机电连接，并将采集到的回油流量传输至上位机进行处理。并且，温度传感器62和流量传感器63可以设置在船舶甲板上的回油管路上，这样可以避免直接在液压马达65处设置的传感器随液压马达一起沉浸在液货中，方便测量液压潜液泵的转速，也便于传感器的安装和维护。由于设置的流量传感器和温度传感器不会沉浸在液货中，所以传感器也不容易损坏。

可选地，液压控制系统设置在船舶上，控制器、温度传感器62和流量传感器63均位于船舶的甲板上。控制器、温度传感器62和流量传感器63均设置在甲板上方便技术人员对设备进行安装或维护。同时，将温度传感器62和流量传感器63均位于船舶的甲板上，还避免了直接在液压马达处设置随液压马达一起沉浸在液货中的传感器，保护传感器，延长温度传感器62和流量传感器63的使用寿命。

如图4所示，液压控制系统还可以包括调速阀61，调速阀61位于液压潜液泵64的进油管路3上，调速阀61的卸油口610与油箱5连通。这样使经过调速阀61卸载的油液不再经过流量传感器63，从而使流量传感器63不会检测到已卸载的油液，以避免流量传感器63测量到泄漏流量，影响测量精度。

本实施例中，上位机可以将处理得到的液压潜液泵的转速输出至显示模块(如显示屏幕)进行显示。其中，液压控制系统还可以包括健康监测模块，健康监测模块用于通过液压潜液泵的转速等数据对液压潜液泵进行健康评估。评估的结果也可以输出至显示模块来反映液压潜液泵的健康状态。

本发明实施例通过测量液压潜液泵的液压马达的回油流量，并通过公式计算出液压马达的转速，以得到液压潜液泵的转速；并通过测量液压马达的回油液压油温度，通过温度补偿算法，减小液压油温度的变化对液压油流量测量精度的影响；同时通过合理地布置流量传感器，防止调速阀泄漏的油液对液压马达的回油流量测量造成影响。能方便直接测量液压潜液泵的转速且安全可靠。同时由于获取液压马达的回油流量，可以通过在管路上设置流量传感器，获取液压马达的回油液压油温度，可以通过在管路上设置温度传感器，因此避免直接在液压马达处设置随液压马达一起沉浸在液货中的传感器，方便测量液压潜液泵的转速，也便于传感器的安装和维护。由于设置的流量传感器和温度传感器不会沉浸在液货中，所以传感器也不容易损坏，便于使用。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液压潜液泵的转速测量方法，其特征在于，所述转速测量方法包括：

获取液压潜液泵的液压马达的回油流量和回油液压油温度；

根据所述回油流量和所述回油液压油温度确定所述液压马达的流量值；

根据所述液压马达的流量值确定所述液压潜液泵的转速。

2.根据权利要求1所述的转速测量方法，其特征在于，所述根据所述回油流量确定所述液压马达的流量值，包括：采用以下公式确定所述液压马达的流量值：

其中，Q_f为所述液压马达的流量值，K为流量补偿系数，Q_x为所述回油流量，a₁、a₂均为温度补偿系数，0.1≤a₁≤0.5，0.5≤a₂≤0.9，T_x为回油液压油温度，T_n为系统设计温度，T_n为定值。

3.根据权利要求1所述的转速测量方法，其特征在于，所述根据所述液压马达的流量值确定所述液压潜液泵的转速，包括：采用以下公式确定所述液压潜液泵的转速：

其中，N为液压潜液泵的转速，Q_f为所述液压马达的流量值，η为所述液压马达的容积效率，V为所述液压马达的排量。

4.一种液压潜液泵的转速测量装置，其特征在于，所述转速测量装置包括：

采集模块，用于获取液压潜液泵的液压马达的回油流量和回油液压油温度；

处理模块，用于根据所述回油流量确定所述液压马达的流量值；还用于根据所述液压马达的流量值确定所述液压潜液泵的转速。

5.根据权利要求4所述的转速测量装置，其特征在于，所述处理模块用于采用以下公式确定所述液压马达的流量值：

其中，Q_f为所述液压马达的流量值，K为流量补偿系数，Q_x为所述回油流量，a₁、a₂均为温度补偿系数，0.1≤a₁≤0.5，0.5≤a₂≤0.9，T_x为采集的所述回油液压油温度，T_n为系统设计温度，T_n为定值。

6.根据权利要求4所述的转速测量装置，其特征在于，所述处理模块用于采用以下公式确定所述液压潜液泵的转速：

其中，N为液压潜液泵的转速，Q_f为所述液压马达的流量值，η为所述液压马达的容积效率，V为所述液压马达的排量。

7.根据权利要求4所述的转速测量装置，其特征在于，所述转速测量装置还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述回油流量、所述回油液压油温度、所述流量值和所述液压潜液泵的转速中的至少一种。

8.一种液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统包括：驱动泵(2)、液压潜液泵(64)、油箱(5)、温度传感器(62)、流量传感器(63)和控制器，所述驱动泵(2)的进油口与所述油箱(5)连通，所述驱动泵(2)的出油口与所述液压潜液泵(64)的进油管路(3)连通，所述液压潜液泵(64)的回油管路(4)与所述油箱(5)连通，所述温度传感器(62)和所述流量传感器(63)位于所述液压潜液泵(64)的回油管路(4)上，所述流量传感器(63)用于获取液压潜液泵的液压马达的回油流量，所述温度传感器(62)用于获取液压潜液泵的液压马达的回油液压油温度，所述控制器与所述温度传感器(62)和所述流量传感器(63)连接，所述控制器用于根据所述回油流量和所述回油液压油温度确定所述液压马达的流量值，根据所述液压马达的流量值确定所述液压潜液泵的转速。

9.根据权利要求8所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统设置在船舶上，所述控制器、所述温度传感器(62)和所述流量传感器(63)均位于所述船舶的甲板上。

10.根据权利要求8所述的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括调速阀(61)，所述调速阀(61)位于所述液压潜液泵(64)的进油管路(3)上，所述调速阀(61)的卸油口(610)与所述油箱(5)连通。