CN1906474B - 用于测试流体的至少一种质量参数的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测试在流体装置中的一种流体的至少一种质量参数的设备，所述流体装置例如是工作缸(10)、液压蓄能器、阀、过滤器壳、压力软管，它们在至少一个流体腔(12、14)内至少暂时容纳一个可规定的流体体积，该流体体积在离开流体装置后可借助一个控制器(16)储存在一个存储器(18、20)内，以便从那里进一步引入到一个测量装置(22、24)中，用以确定流体当时的质量参数。由此有针对性地在最短时间内获得一种有关各自的流体装置的工作适用性的表述。

Description

用于测试流体的至少一种质量参数的设备

技术领域

本发明涉及一种用于测试流体装置中的一种流体的至少一种质量参数的设备，所述流体装置是例如工作缸、液压蓄能器、阀、过滤器壳、压力软管等。

背景技术

由后公开的DE 102 47 353已知一种借助一个颗粒计数-传感器降低测量仪的流量相关性的方法，所述测量仪用于确定杂质尤其是流体中颗粒类的固体污染，作为关于流体质量的表述，颗粒计数-传感器尤其按光阻断原理工作以及安装在测量装置的一个测量室内，测量室具有一个用于流体流的可规定的进口横截面，在这里，传感器产生一个光束横截面积，为了识别杂质，流体流经过该光束横截面积。按光阻断原理工作的颗粒计数-传感器确定光束横截面积(垂直于光轴)被杂质颗粒的投影在此平面内遮挡的相对份额。

由DE 198 60 169 A1已知一种定性确定液态多元系统中例如油中的小的水量，此方法的特征在于多次重复的下列方法步骤：

-借助一种运载气体从多元系统中不完全地萃取水；

-借助测量在运载气体内的相对湿度、运载气体体积和温度，定量确定萃取出的水量；以及

-在确定了多元系统质量和在运载气体内的饱和蒸汽密度后换算出多元系统的水量。

采用已知的方法和设备，人们可以测量在流体如液压油内水的绝对饱和浓度，在这里所述的参数确定仍然可以是关于油质量的表述。

由DE 101 52 777 A1已知一种用多个传感器确定介质尤其润滑和/或冷却油质量的设备，传感器根据传感器当时的输入端参数输出一个电的输出信号，其中一个传感器是温度传感器，它输出一个基本上仅与介质温度有关、尤其与介质质量基本上无关的输出信号，以及至少另一个传感器输出一个不仅与介质(流体)的质量而且与介质的温度有关的输出信号。列举的传感器在已知的方案中装在一个公共的可浸入流体中的底物上，所以已知的测量装置可以用最小的结构空间实现。

采用上述已知的测量装置和方法，在引入气态和/或膏状介质的情况下，提供了一整套非常好的确定流体中质量参数的仪器设备，其中相关的测量装置还可以补充化学分析方法，以便例如获得有关液压油内自由基的表述，有关温度、粘度、pH值、电导率等的表述。根据具体使用的测量方法连同相关的测量装置并取决于人们希望检测流体的哪些质量参数，这些装置需要更长的测量或确定的时间，以及，考虑到过程精度、测量过程持续时间和测量结果的说服力，业已证明恰当的是，这些质量测量方法直接用于试验台，在那里对流体装置，如形式上例如为工作缸、液压蓄能器、阀、过滤器壳、压力软管等液压机组的工作进行检测。为此有必要使用当时的工作流体，确切地说，尽可能与机组检验的同时就地借助于测量装置检测，确定所使用流体的质量。如此，人们可获得有关各自的流体装置今后工作适用性的表述，以便扩展观察范围，获得有关以前那些工序关系到各被检测的或待检测的流体装置(机组)质量的表述内容。

发明内容

因此，从这些考虑出发，本发明的目的是，创造一种能满足所列举要求的设备。所述目的通过一种用于测试在流体装置中的一种流体的至少一种质量参数的设备达到，所述流体装置在至少一个流体腔内至少暂时容纳一个可规定的流体体积，该流体体积在离开流体装置后可借助一个控制器储存在一个存储器内，以便从那里进一步引入到一个测量装置中，用以确定流体当时的质量参数，其中，存储器由工作缸构成，该工作缸在活塞一侧可以通过一条输入管借助控制器流体导通地与流体装置的配属于工作缸的流体腔连接；其中，沿流体的流动方向在工作缸之后在一条排流管内设置测量装置，并且，为流体装置的每个流体腔设置一个单独的存储器和测量装置。

按本发明的用于测试在流体装置的一种流体中的至少一种质量参数的设备的特征在于，在当时待测试的流体装置的至少一个流体腔内至少暂时容纳一个可规定的流体体积，此流体体积在离开流体装置后可借助一个控制器储存在一个存储器内，以便从那里进一步引入到测量装置中，用以确定流体当时待确定的质量参数。

若将制成的例如形式上为工作缸、液压蓄能器、阀、过滤器壳、压力软管等的流体装置放在试验台上，则通常在功能检测前经历过多个有时切削性质的生产工序，这往往在各自流体装置的流体腔内造成污染。即使没有进行切削加工，也会发生形式上为灰尘或形式上为工作介质如防腐剂、油脂、其他液压介质等的污染。现在若在相应的功能检测后便供应给客户，在功能检测时各自的流体装置一次性地施加工作流体，则在流体腔内留下的杂质会妨碍今后的工作，以及不仅可能导致相关流体装置发生故障，而且除此之外可能导致整个液压设备的故障，即使设备必要时应已借助过滤器之类采取过附加的安全措施。

在实际工作中已知可以减小所述的危险，即在试验台上按冲洗过程的方式多次给各自的流体装置流体腔加入流体介质，然后从流体腔重新排空，以便以此方式达到至少排出颗粒杂质；尽管如此，即使采取次数很多的冲洗过程，但仍然不能排除在特殊情况下流体腔内留下杂质的可能性，这些杂质可能导致在液压回路中的流体装置以后工作时已论及的破坏。为了对付这种破坏，按本发明规定，在完成冲洗循环后，将最后加入的流体量通过适当的测量装置进行详细检测。若基于该流体装置的几何尺寸使相关的流体腔小，则可按在线测量的方式将所述的流体体积直接提供测量装置进行测量，只要储存在流体腔内的流体量足够用于所述的在线测量；否则，采用按本发明的设备，相应地收集为可靠的在线测量所需的流体量并提供用于测量。尤其对于大型结构尺寸的流体装置，通常流体腔的流体体积同样比较大，则采用已概述的在线测量方法直至全部流体体积检测完毕，必然要花很长的测量时间，其结果是试验台被此流体装置长期占用，不能用来检测一个待重新安置在试验台上的流体装置。在这种情况下，采用本发明以及从大的流体量中提取用于在线测量必要的量。按本发明的设备尤其适合于这些应用场合，即在那里只有短的检测时间可供使用，也就是说，测量台本身的前提条件是很高的测量循环数，而且流体量偏离最佳的测量体积，例如因为被使用的流体量要么很小或要么很大。

现在采用按本发明的设备可以做到，将最后的冲洗循环的流体量借助一个控制器置于一个存储器内，从那里可以将待检测的流体进一步引向测量装置，与此同时控制器允许更换在试验台中待测试的流体装置。因此，可以在前一个流体装置真正的测量(检测)尚在进行期间从事流体装置的更换。因此，按本发明的设备特别适用于为那些流体装置测试质量参数，即，它们应检测大的流体体积和/或由于这样或那样的原因只有短的测量时间可供使用。因为控制器人工智能化设计，优选地按微处理技术设计，所以可以在线检测具有小结构尺寸流体腔的流体装置或具有可规定的时间推移，在这里可以利用所述的测量时间在试验台内部从事期望的更换。因此，按本发明的设备有助于节省时间和费用，以及，基于所提出的方案此设备显然可应用多种应用形式。

优选地，所提及的存储器由尤其是形式上为一种气动缸的工作缸构成，该工作缸在活塞一侧可以通过一条输入管借助控制器流体导通地与流体装置的可配属于工作缸的流体腔连接，并且，沿流体的流动方向在工作缸之后在一条排流管内设置测量装置。如果存储器具有比较大的体积，必要时也可以储存连续进行的多个冲洗循环的多个流体量，然后提取它们用于共同测量。这就允许实施在统计学方面有利的更加可靠的评估，并因而可以是关于所制成的流体装置质量的总体表述。

采用按本发明的设备尤其可以达到可靠地表述有关待检测的流体并因而流体装置的污染状况，在这里，如果应期望除了根据所使用的测量装置确定(杂质)颗粒的数量外，还能涉及有关处于分别待检测的流体内的颗粒的大小、类别和速度的表述，则在这种情况下相关的质量参数检测可以补充其他值，如待检测的流体的粘度、温度、自由基、pH值或电导率等。

附图说明

下面借助图示的实施例详细说明按本发明的设备。在这里唯一的图是不按比例的原理图，表示按本发明用于在试验台上在完成可规定数量的检测和冲洗循环后测试液压工作缸的设备的结构，为了简化视图中没有表示造成冲洗循环的液压装置。

具体实施方式

在图中作为整体表示的设备用于测试例如形式上为液压工作缸10的流体装置中流体的至少一种质量参数。所述的流体装置至少暂时在至少一个流体腔内容纳可规定的流体量，在本例中液压工作缸10具有一个在杆侧的流体腔12和一个在活塞侧的流体腔14。各自的流体体积在离开这里为液压工作缸10形式的流体装置后，可借助一个总体用16表示的控制器储存在存储器内，其中，为流体腔12配设存储器18以及为活塞侧的流体腔14配设另一个存储器20，它与第一存储器18的结构基本相同。流体体积可以从各自的存储器18、20进一步引入可配属的用于确定流体当时质量参数的测量装置22、24。所述的测量装置22、24彼此也基本一致。

在DE 102 47 353中介绍的测量装置可以用作各自的测量装置22、24。所述的测量装置实现一种借助颗粒计数-传感器降低所述测量装置的流量相关性的方法，测量装置用于确定杂质尤其流体中颗粒类的固体污染，颗粒计数-传感器尤其按光阻断原理工作以及安装在测量装置的一个测量室内，测量室具有一个用于流体流的可规定的进口横截面，在这里，传感器产生一个光束横截面积，为了识别杂质，流体流经过该光束横截面积，其中，沿流体流方向的光束截面积选择得大于与之垂直的涉及杂质在此光束横截面积内进入处的光束横截面积。

由此获得颗粒计数-传感器优选地借助传统的激光器产生的光束横截面积，它没有照射测量室的整个开口截面，但另一方面沿流动方向有一个大得多的尺寸，其结果是，即使是非常小的，例如尺寸为2μm的(杂质)颗粒，也能够毫无困难地探测出来，无需增大下游仪器设备技术方面的测量费用。在DE 197 35 066 C1中详细说明了所述颗粒计数器的一种适用的评估方法，所以在这里不再对它作详细的介绍。采用此已知的设备同样还可以探测到无疑是杂质的最小的颗粒，并除此之外还存在可能性识别流体流中的气泡，以获得有关流体质量的可靠表述，这些表述也可以根据不同的颗粒几何形状得出。

各自的存储器18、20由尤其形式上为一般结构类型气动缸的工作缸组成，它在活塞侧可以通过输入管26借助控制器16流体导通地与流体装置可为它配设的流体腔12、14连接，以及，沿流体的流动方向在气动工作缸之后，在排流管28内设各自的测量装置22、24。所述的排流管28从测量装置22、24经可调式节流器30进一步导向设备的流体容器T。

这两个存储器18、20的工作缸具有一个活塞杆32，它具有一个贯穿的流体通路(未示出)，流体通路在一侧通入各自的工作缸活塞腔34，而在其另一侧通入连接管36内，后者又可被控制器16截止。随着连接管36的继续延伸，它仍通入流体容器T。各自工作缸的杆侧38与尤其形式上为压缩空气或氮气源的压缩气体源40连接，在这里它提供若干bar，例如6bar的工作压力。此外，活塞42的移动运动借助作为控制器16组成部分的监测器44通过终端位置开关进行监测。

控制器16有尤其形式上为两位/两通开关阀46、48的开关阀，按此图表示开关阀46、48处于其截止的原始位置，以及当它们分别控制到它们另一个开关位置时释放此流路。在这里，开关阀46和48为输入管26或连接管36释放或截止导流路径。为了如下地对开关阀46、48进行控制，控制器16采用图中表示的形式上为四个终端位置开关的监测器44的输出信号。在去气动工作缸的各自的输入管26内，在工作缸与控制器16的所属的开关阀46之间，连接一个限压阀50。此限压阀50仍通向流体容器T。

下面为了更好地理解借助一种实际使用详细说明按本发明的设备。图中表示的液压工作缸10应来自制造厂和在一个没有详细表示的试验台上经受详细的功能检测。因为在制造所述的液压工作缸时也包括切削加工过程，可以估计到会在流体腔12、14内存在杂质，它们也可能源自于冷却润滑剂之类的残液。在设备真正使用前，首先冲洗液压工作缸10，也就是说交替地在流体腔12、14内加入和取出流体，其目的是从提及的流体腔排出杂质。若所述的冲洗循环已结束，首先将活塞收回后处于杆侧流体腔12内的流体，通过可配设的测量装置22经受一次仔细的检测。为此控制器16打开开关阀46和使流体经输入管26流入第一存储器18。

若开关阀48保持关闭，则以此方式加入输入管26内的流体量可用于不仅冲洗阀46而且冲洗测量装置22和存储器18的活塞腔34。若开关阀48关闭，流体在压力下流入活塞腔34，在这种情祝下活塞被一直提升到上部终端位置，这一位置受监测器44监测。然后，现在处于活塞腔34内的流体应在晚些时候供给可配设的测量装置22，进行已说明的颗粒确定。若在这里突然产生过高的压力，则通过限压阀50保证相关的系统状态安全，它在这方面履行安全功能。现在控制器16关闭开关阀46，以及通过控制压缩气体源40使压缩气体到达气动缸的杆侧，活塞42按图的视向看向下运动，此下部的终端位置借助监测器44可配设的终端位置开关监测。

以此方式被活塞推出的流体然后经排流管28到达已论及的颗粒测量用的测量装置22，以及从那里出发经可调式节流器30到达流体容器T。一旦通过液压工作缸10活塞的回收将在活塞流体腔14中的流体量朝另一个存储器20的方向推出，同样发生一个相应的测量循环。然后，若两个开关阀46处于其图中表示的截止位置，则在借助测量装置22、24实施真正的颗粒测量期间，迄今处于试验台上的工作缸10可以用一个新的替换，随着替换的完成，前一个被测试的工作缸借助测量装置22、24的测量结果也已得出。以此方式不影响用测试装置的检测循环，以及在这里借助所述的设备可以获得非常可靠的测量结果。

没有必要测试每个工作缸。例如来自成批生产的多个工作缸在应用统计学评估测量方法的情况下只检测其中的一部分。所述的测量设备尤其适用于如大型结构的液压工作缸10那样的流体装置，它们具有体积大的流体腔12、14。也由于此原因存在可能性，根据液压工作缸10的尺寸在各自的存储器内连续加入多个冲洗量，然后在晚些时候通过测量技术检测它们的质量。因此按本发明的设备特别适用于大的体积流，以及适用于仅提供短的测量时间。

然而，若液压装置有小的结构尺寸，也就是说例如液压工作缸10的流体腔12、14体积小，则存储器18、20同样是有益的，以及在缸缩入和移出过程中可以借助测量装置22、24进行在线测量，此时应操纵输入管26内各自的开关阀46。对于小的流体体积实施所述的在线测量方法时，各自存储器18、20的活塞42移动到其各自可配设的位置，这可以借助控制器相应地支配。

按本发明的设备不应限于在液压工作缸中使用，它也适用于任何形式其中暂时容纳可规定的流体量或流体体积的流体装置。因此可以设想另一些应用场合，如液压蓄能器、液压阀、过滤器壳、压力软管等。所述的测量也不应限于颗粒评估，根据具体投入使用的测量装置，在这里也可以获得其他数据，如油中的自由基、pH值、电导率、稠度、粘度等。

Claims (11)

1.一种用于测试在流体装置中的一种流体的至少一种质量参数的设备，所述流体装置在至少一个流体腔(12、14)内至少暂时容纳一个可规定的流体体积，该流体体积在离开流体装置后能够借助一个控制器(16)储存在一个存储器(18、20)内，以便从那里进一步引入到一个测量装置(22、24)中，用以确定流体当时的质量参数，其中，存储器(18、20)由工作缸构成，该工作缸内具有一活塞和一与所述活塞连接的活塞杆，该工作缸在活塞一侧可以通过一条输入管(26)借助控制器(16)流体导通地与流体装置的配属于工作缸的流体腔(12、14)连接；其中，沿流体的流动方向在工作缸之后在一条排流管(28)内设置测量装置(22、24)，并且，为流体装置的每个流体腔(12、14)设置一个单独的存储器(18、20)和测量装置(22、24)。

2.按照权利要求1所述的设备，其特征为，工作缸的所述活塞杆(32)带有流体通路，该活塞杆在一侧通入到工作缸的活塞腔(34)内，而在其另一侧通入到一个可被控制器(16)截止的连接管(36)中。

3.按照权利要求2所述的设备，其特征为，工作缸的杆侧能够连接到一个操纵装置上，或能够连接到一个压缩气体源(40)上；并且，活塞(42)的涉及其终端位置的移动运动能够通过一个监测器(44)确定。

4.按照权利要求3所述的设备，其特征为，控制器(16)控制开关阀(46、48)，用于释放或截止输入管(26)和连接管(36)；并且，为了相关地控制开关阀(46、48)，控制器(16)同时考虑监测器(44)的输出信号。

5.按照权利要求4所述的设备，其特征为，在通向工作缸的输入管(26)内，在工作缸与控制器(16)的所属的开关阀(46)之间，连接一个限压阀(50)。

6.按照权利要求1至5之一所述的设备，其特征为，测量装置(22、24)确定处于流体中的颗粒的尺寸和/或数量和/或速度和/或类别，和/或测定流体的粘度和/或老化度和/或温度和/或pH值和/或电导率。

7.按照权利要求6所述的设备，其特征为，存储器(18、20)分别由气动工作缸构成，流体装置是一个液压工作缸(10)，该液压工作缸内具有一活塞和一与所述活塞连接的活塞杆，该液压工作缸能够以该液压工作缸的活塞侧与一气动工作缸连接以及与该气动工作缸所属的测量装置连接，并能够以该液压工作缸的杆侧与另一个气动工作缸连接以及与该另一个气动工作缸所属的测量装置连接；并且，在确定在各自流体腔(12、14)内流体的质量期间，控制器(16)可以用一个新的待测试的液压工作缸置换此液压工作缸(10)。

8.按照权利要求1所述的设备，其特征为，所述流体装置是工作缸(10)、液压蓄能器、阀、过滤器壳或压力软管。

9.按照权利要求3所述的设备，其特征为，所述操纵装置是一个电和/或液压工作的供给源。

10.按照权利要求3所述的设备，其特征为，所述压缩气体源(40)是压缩空气源或氮气源。

11.按照权利要求4所述的设备，其特征为，所述开关阀(46、48)是两位/两通开关阀。