CN112736187B - 一种基于自激式压电元件的排气装置及方法 - Google Patents
一种基于自激式压电元件的排气装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112736187B CN112736187B CN202011609129.4A CN202011609129A CN112736187B CN 112736187 B CN112736187 B CN 112736187B CN 202011609129 A CN202011609129 A CN 202011609129A CN 112736187 B CN112736187 B CN 112736187B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- self
- gas
- circuit
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
- F15B19/005—Fault detection or monitoring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
- F15B21/044—Removal or measurement of undissolved gas, e.g. de-aeration, venting or bleeding
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
- H10N30/302—Sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本发明属于液压技术领域，公开了一种基于自激式压电元件的排气装置及方法，包括激振电路、压电元件、解调电路、驱动电路和排气阀，压电元件正、负电极连接于激振电路两个驱动引脚，压电元件的反馈电极连接于激振电路的反馈引脚；电压电元件驱动信号的电压信号送入解调电路，压电元件为气、液介质检测的敏感元件；解调电路连接驱动电路，驱动电路连接并控制排气阀；压电元件设在装有待检测介质的闭式容器中，排气阀是闭式容器的通气阀门。本发明采用自激式压电元件作为气液检测的敏感元件，结构为压电陶瓷材料和弹性金属材料粘接而成，具有环境适应性强的优点；依据被检测对象的密度、粘度等物理特性，具有适用对象广、检测灵敏、可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明属于液压技术领域，涉及一种排气方法，具体涉及一种基于自激式压电元件的排气装置及方法。
背景技术
液压系统利用液压油进行能量的传递，要求液压油具有良好的刚度和连续性。若液压系统中混入空气，会显著降低液压油的刚度和连续性，使液压系统产生振动冲击，加剧液压部件磨损，导致系统使用寿命减少，系统可靠性降低。
排气阀是液压系统的重要部件，安装于闭式液压系统的最高点，用于排出液压系统产生的气体，保证液压系统使用寿命和工作可靠性。排气阀的发展经历了手动排气阀、机械式自动排气阀和电控式自动排气阀三个阶段。
手动式排气阀不能够自动打开进行排气，需要操作人员进行手动开启，并实现自动关闭，因此可称之为半自动排气阀。手动式排气阀依靠操作人员的经验，不能进行有效的排气。
机械式自动排气阀利用液体和气体运动粘度的不同，流过阻尼管时产生不同的压降，进而控制排气阀芯的开关。由于飞机液压系统的温度变化范围很大，一般为-55～135℃，液压油的运动粘度随温度呈现显著的变化。若液压油温度过高，液压油的运动粘度接近于空气的运动粘度，机械式自动排气阀容易失效。
电控式自动排气阀由电磁阀和液位检测系统组成，其利用光电或声波等检测元件检测液位是否达到排气液位水平，发送排气使能信号给控制器，并由控制器进行决策是否排气和驱动排气电磁阀进行排气。相关技术已被国外的parker、伊顿等公司申请专利保护，且产品价格昂贵。
发明内容
本发明目的：提供了一种基于自激式压电元件的排气装置及方法，本装置和方法灵敏度高、可靠性高，适用性强，可适用于如液压系统等存在闭式容器且需排气的场合。
本发明的技术方案是：
一种基于自激式压电元件的排气装置，包括激振电路、压电元件、解调电路、驱动电路和排气阀，压电元件正、负电极连接于激振电路两个驱动引脚，压电元件的反馈电极连接于激振电路的反馈引脚；电压电元件驱动信号的电压信号送入解调电路，压电元件为气、液介质检测的敏感元件；解调电路连接驱动电路，驱动电路连接并控制排气阀；压电元件设在装有待检测介质的闭式容器中，排气阀是闭式容器的通气阀门。
进一步的，压电元件为圆形薄片结构。
进一步的，压电元件是自激式压电元件，具体是一种压电陶瓷片与薄弹性元件的组合，其典型应用示例有压电蜂鸣片。
进一步的，压电元件安装于排气阀的内部。
一种基于自激式压电元件的排气方法，使用上述的一种基于自激式压电元件的排气装置，包括以下步骤：
第一步，使压电元件与激振电路形成自激振荡，并自动激振在压电元件的谐振频率上，驱动压电元件在其谐振频率点产生机械振动；
第二步，将压电元件置于被检测的介质中；
第三步，将压电元件两端的电压送入解调电路，解调电路根据采样电压的特征参数辨识出压电元件周围当前的介质，从而实现气、液两相介质的检测。
第四步，若被检测的介质为气体，则并生成排气使能信号，并转入第五步，否则转入第一步；
第五步，将排气使能信号送入驱动电路，使能驱动电路驱动排气阀开启；
第六步，排气阀开启，排出闭式容器中的气体，转入第一步。
进一步的，第三步中的辨识介质的方法是：根据压电元件置于气体中时的谐振频率与置于液体中时的谐振频率不同，压电元件分别置于气体和液体中时，其两端电压的特征参数存在差别；根据该差别判断介质是气体还是液体。
进一步的，特征参数是电压的频率和幅值。
进一步的，辨识介质的方法具体还包括：取压电元件分别在气体和液体中的电压幅值或频率特征值的中间某值，或对电压幅值或频率进行调理得到的特征值的中间某值作为判断阈值k，利用检测到或调理得到的特征值与判断阈值k值作比较，根据对比结果判定介质为气体还是液体。
本发明的优点是：
本发明采用自激式压电元件作为气液检测的敏感元件，结构为压电陶瓷材料和弹性金属材料粘接而成，具有环境适应性强的优点；依据被检测对象的密度、粘度等物理特性，具有适用对象广、检测灵敏、可靠性高的优点。
附图说明
图1是本发明的一种基于自激式压电元件的排气方法的原理示意图；
图2是本发明涉及的激振电路的一种原理示意图；
其中，1—激振电路，2—压电元件，3—解调电路，4—驱动电路，5—排气阀。
具体实施方式
本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。
本文根据气体和液压存在的密度、粘度等物理特性的显著差别，提出了基于压电元件的液压系统排气方法。本文所提出的基于自激式压电元件的液压系统排气方法不依赖检测对象的电、光等特性，具有灵敏度高、可靠性高，适用性强等优点。
一种基于自激式压电元件的排气装置，包括激振电路1、压电元件2、解调电路3、驱动电路4和排气阀5，压电元件2正、负电极连接于激振电路1两个驱动引脚，压电元件2的反馈电极连接于激振电路1的反馈引脚；电压电元件2驱动信号的电压信号送入解调电路3，压电元件2为气、液介质检测的敏感元件；解调电路3连接驱动电路4，驱动电路4连接并控制排气阀5；压电元件2设在装有待检测介质的闭式容器中，排气阀5是闭式容器的通气阀门。若被检测介质为气体，则生成排气信号；排气信号使能驱动电路4；驱动电路4控制排气阀5的开闭；排气阀5开启后将闭式容器中的气体排出。
压电元件2为圆形薄片结构，是自激式压电元件，具体是一种压电陶瓷片与薄弹性元件的组合，其典型应用示例有压电蜂鸣片。
压电元件2安装于排气阀5的内部。
一种基于自激式压电元件的排气方法，使用上述的一种基于自激式压电元件的排气装置，包括以下步骤：
第一步，使压电元件2与激振电路1形成自激振荡，并自动激振在压电元件2的谐振频率上，驱动压电元件2在其谐振频率点产生机械振动；
第二步，将压电元件2置于被检测的介质中；
第三步，将压电元件2两端的电压送入解调电路3，解调电路3根据采样电压的特征参数辨识出压电元件2周围当前的介质，从而实现气、液两相介质的检测。
第四步，若被检测的介质为气体，则并生成排气使能信号，并转入第五步，否则转入第一步；
第五步，将排气使能信号送入驱动电路4，使能驱动电路4驱动排气阀5开启；
第六步，排气阀5开启，排出闭式容器中的气体，转入第一步。
第三步中的辨识介质的方法是：根据压电元件2置于气体中时的谐振频率与置于液体中时的谐振频率不同，压电元件2分别置于气体和液体中时，其两端电压的特征参数存在差别；根据该差别判断介质是气体还是液体。特征参数是电压的频率和幅值。
取压电元件分别在气体和液体中的电压幅值或频率特征值的中间某值，或对电压幅值或频率进行调理得到的特征值的中间某值作为判断阈值k，利用检测到或调理得到的特征值与判断阈值k值作比较，根据对比结果判定介质为气体还是液体。
Claims (7)
1.一种基于自激式压电元件的排气方法，其特征在于，使用一种基于自激式压电元件的排气装置，包括激振电路(1)、压电元件(2)、解调电路(3)、驱动电路(4)和排气阀(5)，压电元件(2)正、负电极连接于激振电路(1)两个驱动引脚，压电元件(2)的反馈电极连接于激振电路(1)的反馈引脚；电压电元件(2)驱动信号的电压信号送入解调电路(3)，压电元件(2)为气、液介质检测的敏感元件；解调电路(3)连接驱动电路(4)，驱动电路(4)连接并控制排气阀(5)；压电元件(2)设在装有待检测介质的闭式容器中，排气阀(5)是闭式容器的通气阀门；
包括以下步骤：
第一步，使压电元件(2)与激振电路(1)形成自激振荡，并自动激振在压电元件(2)的谐振频率上，驱动压电元件(2)在其谐振频率点产生机械振动；
第二步，将压电元件(2)置于被检测的介质中；
第三步，将压电元件(2)两端的电压送入解调电路(3)，解调电路(3)根据采样电压的特征参数辨识出压电元件(2)周围当前的介质，从而实现气、液两相介质的检测；
第四步，若被检测的介质为气体，则并生成排气使能信号，并转入第五步，否则转入第一步；
第五步，将排气使能信号送入驱动电路(4)，使能驱动电路(4)驱动排气阀(5)开启；
第六步，排气阀(5)开启，排出闭式容器中的气体，转入第一步。
2.根据权利要求1所述的一种基于自激式压电元件的排气方法，其特征在于，所述的第三步中的辨识介质的方法是：根据压电元件(2)置于气体中时的谐振频率与置于液体中时的谐振频率不同，压电元件(2)分别置于气体和液体中时，其两端电压的特征参数存在差别；根据该差别判断介质是气体还是液体。
3.根据权利要求2所述的一种基于自激式压电元件的排气方法，其特征在于，所述的特征参数是电压的频率和幅值。
4.根据权利要求3所述的一种基于自激式压电元件的排气方法，其特征在于，所述的辨识介质的方法具体还包括：取压电元件分别在气体和液体中的电压幅值或频率特征值的中间值，或对电压幅值或频率进行调理得到的特征值的中间值作为判断阈值k，利用检测到或调理得到的特征值与判断阈值k值作比较，根据对比结果判定介质为气体还是液体。
5.根据权利要求1所述的一种基于自激式压电元件的排气方法，其特征在于，压电元件(2)为圆形薄片结构。
6.根据权利要求5所述的一种基于自激式压电元件的排气方法，其特征在于，所述的压电元件(2)是自激式压电元件，具体是一种压电陶瓷片与薄弹性元件的组合。
7.根据权利要求5所述的一种基于自激式压电元件的排气方法，其特征在于，所述的压电元件(2)安装于排气阀(5)的内部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011609129.4A CN112736187B (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种基于自激式压电元件的排气装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011609129.4A CN112736187B (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种基于自激式压电元件的排气装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112736187A CN112736187A (zh) | 2021-04-30 |
| CN112736187B true CN112736187B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=75610204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011609129.4A Active CN112736187B (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种基于自激式压电元件的排气装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112736187B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4397188A (en) * | 1979-11-05 | 1983-08-09 | Experimentalny Naucho-Issledovatelsky Institut Metallorezhuschikh Stankov Enmis Vilnjussky Filial | Piezoelectric resonant contact sensor |
| CN101050702A (zh) * | 2007-04-20 | 2007-10-10 | 中国科学院声学研究所 | 一种过流式共振声谱多相流动态检测的测量装置及方法 |
| WO2008020903A2 (en) * | 2006-05-10 | 2008-02-21 | Drexel University | Self-exciting, self-sensing piezoelectric cantilever sensor for detection of airborne analytes directly in air |
| CN106441694A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-02-22 | 海南大学 | 一种流体压力传感器 |
| CN207186531U (zh) * | 2017-03-20 | 2018-04-06 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 驱动电路、电磁排气阀和烹饪器具 |
| WO2020010372A1 (de) * | 2018-07-13 | 2020-01-16 | Ac2T Research Gmbh | Piezosensor mit aktorschicht zur erfassung von fluideigenschaften |
-
2020
- 2020-12-30 CN CN202011609129.4A patent/CN112736187B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4397188A (en) * | 1979-11-05 | 1983-08-09 | Experimentalny Naucho-Issledovatelsky Institut Metallorezhuschikh Stankov Enmis Vilnjussky Filial | Piezoelectric resonant contact sensor |
| WO2008020903A2 (en) * | 2006-05-10 | 2008-02-21 | Drexel University | Self-exciting, self-sensing piezoelectric cantilever sensor for detection of airborne analytes directly in air |
| CN101050702A (zh) * | 2007-04-20 | 2007-10-10 | 中国科学院声学研究所 | 一种过流式共振声谱多相流动态检测的测量装置及方法 |
| CN106441694A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-02-22 | 海南大学 | 一种流体压力传感器 |
| CN207186531U (zh) * | 2017-03-20 | 2018-04-06 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 驱动电路、电磁排气阀和烹饪器具 |
| WO2020010372A1 (de) * | 2018-07-13 | 2020-01-16 | Ac2T Research Gmbh | Piezosensor mit aktorschicht zur erfassung von fluideigenschaften |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112736187A (zh) | 2021-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1598929A1 (en) | Inverter device including a ground fault detection circuit | |
| US10327083B2 (en) | MEMS sound transducer with closed control system | |
| CN112736187B (zh) | 一种基于自激式压电元件的排气装置及方法 | |
| CN1439102A (zh) | 交流发电机测试方法和使用脉动检测的系统 | |
| CN104520578A (zh) | 用于识别和监控状态的方法和设备 | |
| US7679362B2 (en) | Hall-effect pressure switch | |
| CN103909810A (zh) | 汽车天窗气压密封系统 | |
| CN112814975B (zh) | 一种基于他激式压电元件的排气装置和方法 | |
| CN112324981B (zh) | 一种工业用可消缓水锤的防泄漏电磁阀 | |
| US20150226630A1 (en) | Airtightness evaluation device and airtightness evaluation method | |
| CN113294411B (zh) | 一种基于音圈元件的排气装置及方法 | |
| KR101937400B1 (ko) | 저전력 릴레이 구동 장치 | |
| JP2007138972A (ja) | プロセスガス制御弁の付着物除去方法及びプロセスガス制御弁の制御装置 | |
| CN107599773B (zh) | 一种复合式馈能型半主动悬架作动器及其控制方法 | |
| CN101984256A (zh) | 空气压缩机加减负荷装置 | |
| CN108979874B (zh) | 一种电磁阀的控制方法、控制装置及燃气发动机 | |
| JP2008228378A (ja) | モータ絶縁保護装置およびこれを有する車両 | |
| CN112834570B (zh) | 一种基于自激式压电元件的气液两相检测装置及方法 | |
| CN112747012B (zh) | 一种自动排气阀装置及排气方法 | |
| CN210687079U (zh) | 一种电磁阀膜片 | |
| CN113406486B (zh) | 继电器检测电路、检测方法、继电器、动力系统及汽车 | |
| CN112834571B (zh) | 一种基于他激式压电元件的气液两相检测装置及方法 | |
| CN211824308U (zh) | 一种碳滑块磨损检测系统 | |
| CN204985723U (zh) | 适应快速高频启闭的阀门密封结构 | |
| CN221318812U (zh) | 智慧工地升降机监控系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |