CN201203494Y - 一种液压油油压测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压油油压测量装置。该测量装置包括直管、工作应变片以及应变显示仪；所述直管一端与油路连接，另一端密封；在直管中部外侧环向粘贴有至少一片工作应变片，工作应变片与应变显示仪相连。该测量装置根据密封直管受均匀内压所产生的环向变形与内压成正比的关系，应变片将此关系转换为电信号，通过应变显示仪进行显示，从而获取内压值，测量精度高，密封程度高，线性度高，安全可靠，使用方便，能广泛应用于工程千斤顶张拉控制和相关液压油油压显示。

Description

一种液压油油压测量装置

技术领域

本实用新型涉及油压测量装置，具体涉及控制千斤顶张拉力的预应力工程、液压设备中的的液压油油压测量装置。

背景技术

千斤顶张拉在预应力桥梁施工过程中是保证工程质量的最关键的一道工序。如何精确控制张拉力大小，按照设计规范进行张拉，是施工单位极为重视的技术问题。指针式油压表一直是千斤顶张拉控制的重要工具。这种油压表由于为指针式，数据精度极为有限，读数极为不便，而且由于其感应件为弹簧管和齿轮结构，振动的影响经常不可忽略。因此，设计一种耐振动，高精度，易读数的装置，将大大促进预应力工程的发展，也能使工程质量得到更好的保障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单、成本低、安全可靠、测试精度高的油压测量装置，用以测定液压设备在运行过程的油压值。

本实用新型原理：根据弹性力学原理，直管在只受内压时，其表面环向应力可表示为：

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\θ}}=\frac{2a^{2}q}{b^2-a^2}$

其中a—直管内径，b—直管外径，q—内压。

从该式可以得到直管表面环向应力与内压成正比关系，比例系数为

只与直径、壁厚相关。而应变与应力的关系在材料线性范围是成正比关系的，即如下式：

$\mathrm{\ϵ}=\frac{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\θ}}}{E}$

其中ε—直管表面应变，E为直管材料弹性模量。

于是，直管表面应变与内压的关系式可表示如下：

$\mathrm{\ϵ}=\frac{2a^2}{(b^2-a^2)E}\×q$

因此，密封直管受均匀内压所产生的环向应变与内压成正比的关系，而应变片可以将感受到的表面应变转换为电信号，通过应变显示仪进行数字显示，从而获取内压值。

本实用新型的目的通过如下装置实现：

一种液压油油压测量装置，包括直管、工作应变片以及应变显示仪；所述直管一端与油路连接，另一端密封；在直管中部外侧环向粘贴有至少一片工作应变片，工作应变片与应变显示仪相连。

所述直管优选为直钢管或直铜管，长度大于直径的3倍。

所述的应变显示仪优选为普通液晶应变显示仪，内设惠斯登电桥和显示电路。

所述的直管另一端密封是指通过焊接方式进行密封或者直接加工成密封端。

所述的工作应变片为2片，对称贴在直管中部外侧环向上，分别接在惠斯登电桥的两对边桥臂上；在直管上还设置补偿块，在补偿块上粘贴两个相同的补偿应变片，两补偿应变片分别接在惠斯登电桥另两对边桥臂上，所述补偿块与直管的材料相同，并贴在直管上。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：

1、充分利用密封直管受均匀内压的变形特点，直管中部有一段长度，其表面环向应力或应变与直管内压完全成正比线性关系，而与长度无关。因此在该直管中部粘贴环向补偿应变片，从而将该环向应变转换为电信号。

2、该装置的直管应具有一定的厚度和刚度，通过力学计算，设计不同直径、厚度以及材料弹性模量，可以完全满足不同的内压精度要求，安全可靠，线性度好。

3、该装置的直管一端通过普通螺纹和铜垫片与油路连接，另一端可通过焊接方式进行密封，也可以直接加工成型或者使用胶圈等方式进行密封。密封程度极高，因此能保证内压均匀，安全不漏油，且数据稳定。

4、采用温度自补偿应变片，或者焊接与直管材料一致的补偿块并在其上粘贴补偿应变片，补偿桥路的温度补偿，可对由油路温度引起的直管变形进行补偿或清除，从而保证数据稳定。

附图说明

图1是本实用新型油压测量装置结构示意图。

图2为惠斯登电桥全桥桥路结构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表达的范围。

如图1所示(该实施例不需要图中的补偿块7和补偿应变片8)，油压测量装置包括与油路5连接的螺纹嘴4，与螺纹嘴4焊接在一起的直管3。用塞头1塞住(或焊接)直管3一端，直管3另一端通过螺纹嘴4与油路3相通，油路3在此形成封闭回路。在直管3中部外侧位置环向粘贴一片工作应变片2，工作应变片2通过导线与应变显示仪连接。直管3长度大于直径的3倍。

本实施例中直管取用铜管，弹性模量取70GPa，工程油压范围为0～60MPa，测试精度取0.1MPa。取直管3的内径a＝10mm、直管3的厚度t＝1.5mm。对应0.1MPa有4με的应变输出，满足普通应变显示仪的测量精度。应变显示仪可为普通的具备液晶数显装置的应变测量仪。

作为上述油压测量装置的的一种变化模式，如图1所示，工作应变片2与补偿应变片8还可以设计成惠斯登电桥全桥桥路结构，即用2个工作应变片2，在直管环向对称粘贴，分别接在图2所示的惠斯登电桥的对边桥臂上，即AB桥臂和CD桥臂上，并且直管3中部(也可以是在直管的上下部位)贴有补偿块7，在补偿块7上粘贴两个相同的补偿应变片8以感受温度应变，两补偿应变片8分别接在图2所示的惠斯登电桥的另外两对比桥臂上，即BC桥臂和DA桥臂上。再将A、B、C、D连接点连接到应变显示仪的对应接线柱上，即完成与应变显示仪的连接，其中，A、C两端之间是连接电源。补偿块7为所使用的材料与直管材料相同，厚度与直管的厚度一致，面积等于5～10个补偿应变片8面积的弧形块，弧度与直管表面弧度相一致，用玻璃胶或者软性胶将其贴在直管上(图1为了便于显示，将补偿块显示在直管外侧)。这样补偿块7对温度的感应基本与直管3相同。因此可以在其上粘贴应变片作为温度补偿片来感受温度应变，进而通过惠斯登电桥来剔除油路温度的影响。补偿应变片8和工作用应变片2选用同一种类的金属应变片。

相应0.1Mpa对应8με的应变输出，本实施例具备了2倍的放大倍数。原理如下：对于工作应变片2，感应应变主要为因油压引起的应变ε_油压和温度引起的应变ε_T，即：

ε_AB＝ε_CD＝ε_油压+ε_T   (1)

其中，ε_AB、ε_CD分别为接在A、B和C、D桥臂上的应变变化。

对于补偿应变片8，贴在直管旁边的补偿块上，只能感应到温度引起的应变ε_T：

ε_BC＝ε_DA＝ε_T  (2)

其中，ε_BC、ε_DA分别为接在B、C和D、A桥臂上的应变变化。

而根据惠斯登电桥的半桥接法，输出电压u可用下式表示：

u＝Ek(ε_AB-ε_BC+ε_CD-ε_DA)  (3)

其中k是与电路和应变片参数有关的常数，E为供桥电压。

将式(1)和(2)代入(3)，得到桥路输出电压u只与ε_油压有线性关系：

u＝2·Ekε_油压  (4)

这样就将温度引起的应变ε_T剔除了。而且相比于式(4)，式(8)具有2倍的因子，即全桥接法相比于半桥，输出电压放大了一倍。

应用时，可以通过修改应变显示仪的标定系数使显示数与油压相等。

应用实施例

应用场合：千斤顶张拉。

将螺纹嘴4与油泵的进油口连接(旋紧螺纹即可)，再将油泵的进油管与千斤顶的进油口相连。开启应变显示仪6电源，开启油泵，使千斤顶进油。由于本油压测量装置位于油泵与千斤顶之间的进油管上，根据连通器原理，直管内油压与千斤顶内油压完全相等。千斤顶在未受力状态时，可对应变显示仪调零，即认为内部油压为零。之后，千斤顶开始受压，内部油压将发生改变，应变显示仪上的读数将随着这个内部油压发生线性变化，如实际内部油压为20MPa，显示仪显示为40，当实际内部油压变为40MPa，显示仪将显示为80，显示值与实际油压存在0.5的倍数关系。

本实用新型也可以通过直接加工或浇模的方式造成油路5、螺纹嘴4、直管3和塞头构成的密封结构。凡是根据本实用新型采用直管感受油压，由电子敏感元件感受直管变形与油压的关系，进行技术方案等同的变换，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型通过密封直管与油路直接连接，又通过感受直管应变来测取油压，可以减少因油压震动造成的数据不稳定，其次，通过改变直管的材料和厚度，可以使直管的应变大大提高，从而提高油压的测量和显示精度。相比传统的指针式油压表，具有测量精度高，数据稳定，读数方便等优点。

Claims (5)

1、一种液压油油压测量装置，其特征在于：包括直管、工作应变片以及应变显示仪；所述直管一端与油路连接，另一端密封；在直管中部外侧环向粘贴有至少一片工作应变片，所述的工作应变片与应变显示仪相连。

2、根据权利要求1所述的液压油油压测量装置，其特征在于：所述直管为直钢管或直铜管，直管的长度大于直管直径的3倍。

3、根据权利要求1所述的液压油油压测量装置，其特征在于：所述的应变显示仪为普通液晶应变显示仪。

4、根据权利要求1所述的液压油油压测量装置，其特征在于：所述的直管另一端密封是指通过焊接方式进行密封或者直接加工成密封端。

5、根据权利要求1所述的液压油油压测量装置，其特征在于：所述的工作应变片为2片，对称贴在直管中部外侧环向上，分别接在惠斯登电桥的两对边桥臂上；在直管上还设置补偿块，在补偿块上粘贴两个相同的补偿应变片，两补偿应变片分别接在惠斯登电桥另两对边桥臂上，所述补偿块与直管的材料相同，并贴在直管上。