CN85202795U - 油液弹性模量测量仪 - Google Patents

Abstract

油液弹性模量测量仪是一种液压测试仪器，它能够对油液的弹性模量进行测量并将结果自动显示出来或记录下来。过去的这类装置不容易仪器化，需要进行手工操作。本实用新型包括一个容器、一个小孔，两个压力传感器、一个模/数转换器，一个单板机和一个显示装置，测量时基本上不需要手工操作。

Description

本实用新型是一种液压测试仪器，按照国际专利分类法属于GOIF类。

在液压技术研究中，经常需要对油液的弹性模量进行测量，在秋山伸幸和阿武芳朗的论文《关于滑阀型换向阀流量系数的研究》（《スプ－ル形油压方向切换弁の流量系数にフじて》。日本机械学会论文集，第36卷，第286号，1970）中介绍了一种油液弹性模量测量装置，该装置是利用油液弹性模量的定义公式

β_e＝－ (△P·V)/(△V) （Ⅰ）

进行测量的，式中βe是油液的弹性模量，V是初始状态的油液体积，△V是油液体积的改变量，△P是油液压力的改变量。利用该装置对油液的弹性模量进行测量时，需要通过手工操作对存放于一个容器内的油液加压（即缩小其体积），测出其体积的改变量△V，并在加压前后分别测出油液的压力，从而算出压力的改变量△P，油液的初始体积V是事先知道的，根据公式（1），立即可以算出油液的弹性模量βe。该装置很难实现仪器化，手工操作很不方便，由于对相对滑动部件间的密封性能要求很高，其测量精度不容易得到保证。

本实用新型的目的是提供一种测量油液弹性模量的仪器，不需要人工进行加压操作，也不需要人工读取中间数据和计算，仪器能够将计算的最终结果，即油液的弹性模量的值自动显示出来或记录下来。

本实用新型的基本构成包括连接件（1）、薄壁阻尼小孔（2）、容器（3）、压力传感器（4）、压差传感器（5）、模／数转换器（6）、数据处理装置（7）和显示装置（8），其框图如图1所示。被测油液从连接件（1）经薄壁阻尼小孔（2）流入容器（3），压力传感器（4）随时把容器（3）中液体的压力转换成电信号，并输入到模／数转换器（6）中，压差传感器（5）则把薄壁阻尼小孔（2）两端的压力差随时转换成电信号，并输入模／数转换器（6），模／数转换器（6）将这些模拟量转换成数字量后，再输入到数据处理装置（7），数据处理装置（7）对输入的数据进行计算处理，就能得到被测油液的弹性模量值，这个值由显示装置（8）显示出来或记录下来。

数据处理装置是按照公式

进行计算的。在公式（Ⅱ）中，βe是被测油液的弹性模量，V是容器（3）的容积，b是一个常数，t是时间，P₂（t）是容器（3）内油液的压力，它随时间t而变化，当t＝0和t＝T时，P₂（t）的值分别为P₂（O）和P₂（T），T是一个常数，△P（t）＝P₁（t）－P₂（t）是薄壁阻尼小孔（2）两端的压力差，P₁（t）是尚未流入薄壁阻尼小孔（2）的油液的压力。公式（Ⅱ）是由公式

βe＝ $\frac{{\mathrm{V\; dP}}_2}{b\sqrt{\mathrm{(\Delta P(t)dt}}}$ （Ⅲ）

得到的，式中d是微分符号。由公式（Ⅲ）得

βe $\sqrt{\mathrm{\Delta P(t)}}$ dt＝ (V)/(b) dP₂（Ⅳ）

其中V和b都是常数，βe也可看作常数，将公式（Ⅳ）的两边分别在时间区间（O，T）内积分即得

＝ (V［P₂(T)-P₂(O)］)/(b)

由公式（Ⅴ）立即可得出公式（Ⅱ）。

压差传感器（5）也可换成一个压力传感器，用来测量P₁（t）的值。由数据处理装置（7）把压力差△P（t）算出来，并代入公式（Ⅱ）进行计算。

为了使油液在进入薄壁阻尼小孔（2）之前的压力比较平稳。在连接件（1）和薄壁阻尼小孔（2）之间可以增加一个液压滤波器，它可以是由一个滤波器阻尼孔和一个滤波容器组成的液阻——液容滤波器。这样可以提高油液弹性模量的测量精度。

为了消除油液中的气体对弹性模量值的影响，可以在容器（3）上增加一个节流阀排气装置，在进行测量之前，先将该装置打开，待容器中的气体（伴随着油液）全部排出之后，再把该装置关上，然后再进行测量，这样就可以测到较为精确的油液弹性模量值。

数据处理装置（7）可以是一个单板机，它能够完成公式（Ⅱ）右端的全部运算。

本实用新型用于测量油液的弹性模量，基本上不需要手工操作，测得的数值可以由仪器自动显示出来或记录下来。

附图说明：图1是本实用新型的基本构成框图。图2是一个实施例的容器部分的具体结构图。图中1是连接件，2是薄壁阻尼小孔，3是一个容器，4是一个压力传感器，5是压差传感器，6是模／数转换器，7是数据处理装置，8是显示装置，9是滤波阻尼孔，10是滤波容器，11和12是两个孔，13和14是两个锥形孔。

本实用新型的一个实施例如图2所示，图中只画出了滤波器和容器部分。本实施例中除了基本构成部分外，还有一个滤波阻尼孔（9）、一个滤波容器（10）和一个节流阀排气装置。滤波容器（10）和容器（3）联成一个整体，其外形呈圆筒形，圆筒内部有一块平行于两端面的隔板，它把圆筒分为两部分，左部（图2）即为滤波容器（10），右部即为容器（3），薄壁阻尼小孔（2）位于隔板上，滤波阻尼孔（9）位于圆筒的左端面上。圆筒的左、右两个端面上有两个锥形孔（13）和（14），分别用来安装连接件（1）和节流阀排气装置，在圆筒的筒壁上有两个孔（11）和（12），在孔（12）处安装着压力传感器（4），在孔（11）处安装着用于测量P₁的另一个压力传感器。

Claims (5)

1、一种油液弹性模量测量仪，它包含一个容器(3)，有一个连接件(1)和容器(3)通连着，其特征是在连接件(1)和容器(3)之间的油液通道上有一个薄壁阻尼小孔(2)，在容器壁上装有一个压力传感器(4)，在薄壁阻尼小孔(2)两端的液流通道上装有一个压差传感器(5)或者在连接件(1)和薄壁阻尼小孔(2)之间的液流通道上装有另一个压力传感器，压力传感器(4)和压差传感器(5)或另一个压力传感器的输出端与一个模/数转换器(6)相连接，模/数转换器(6)的输出端与一个数据处理装置(7)相连接，数据处理装置(7)的输出端与一个显示装置(8)相连接。

2、按照权利要求1所述的油液弹性模量测量仪，其特征是在连接件（1）和薄壁阻尼小孔（2）之间串联着一个液阻——液容滤波器。

3、按照权利要求2所述的油液弹性模量测量仪，其特征在于液阻——液容滤波器由一个滤波阻尼孔（9）和一个滤波容器（10）构成。

4、按照权利要求1至3所述的油液弹性模量测量仪，其特征在于容器（3）上装有一个节流阀排气装置。

5、按照权利要求1至3所述的油液弹性模量测量仪，其特征在于数据处理装置（7）是一个能够按照公式

或公式

$\mathrm{\βe}=\frac{V[P_2\left(T\right)-P_2\left(O\right)]}{b{\∫}_0^T\sqrt{P_1\left(t\right)-P_2\left(t\right)}\mathrm{dt}}$

计算出油液弹性模量的单板机，在上面两个公式中，βe是油液的弹性模量，b和T是事先确定的常数，V是容器（3）的容积，t代表时间，P₁（t）和P₂（t）分别是薄壁阻尼小孔（2）两端的油液压力值，△P（t）＝P₁（t）－P₂（t），P₂（O）和P₂（T）分别是P₂（t）在t＝0和t＝T时的值。

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