FI107646B - Menetelmä ja laitteisto pneumaattisen kuormituslaitteen ohjauksessa - Google Patents
Menetelmä ja laitteisto pneumaattisen kuormituslaitteen ohjauksessa Download PDFInfo
- Publication number
- FI107646B FI107646B FI973628A FI973628A FI107646B FI 107646 B FI107646 B FI 107646B FI 973628 A FI973628 A FI 973628A FI 973628 A FI973628 A FI 973628A FI 107646 B FI107646 B FI 107646B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- pressure
- constant
- pneumatic
- control
- flow
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
- G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0016—Tensile or compressive
- G01N2203/0019—Compressive
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/003—Generation of the force
- G01N2203/0042—Pneumatic or hydraulic means
- G01N2203/0044—Pneumatic means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/0202—Control of the test
- G01N2203/0208—Specific programs of loading, e.g. incremental loading or pre-loading
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Road Paving Machines (AREA)
Description
107646
MENETELMÄ JA LAITTEISTO PNEUMAATTISEN KUORMITUSLAIT-TEEN OHJAUKSESSA
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä sekä patenttivaa-5 timuksen 5 johdanto-osassa määritelty laitteisto pneumaattisen kuormituslaitteen ohjauksessa.
Erilaisissa koekappaleiden kuormituslaitteis-sa ja koestuslaitteissa käytetään perinteisesti servo-hydraulisia järjestelmiä, joissa hydrauliöljyn virta-10 usta ja painetta säätämällä säädetään koekappaleeseen kohdistuvaa voimaa. Hydraulisissa järjestelmissä on kuitenkin tiettyjä epäkohtia. Ohjauksessa mahdollisesti esiintyvät vähäisetkin virhesignaalit vaikuttavat välittömästi koestettavassa kappaleessa, joten hydrau-15 linen järjestelmä vaatii erittäin täsmällisen ja tarkan säätöjärjestelmän. Lisäksi on olemassa useita käyttökohteita, etenkin haluttaessa koestaa materiaaleja niiden todellisissa käyttöolosuhteissa, kuten prosessiteollisuudessa tai ydinvoimalaitoksen reakto-20 risydämessä, joissa hydraulisen järjestelmän käyttö ei voi tulla kyseeseen mahdollisten öljyvuotojen vuoksi.
Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä .·.· mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoitukse na on tuoda esiin uudenlainen menetelmä ja vastaava ' / 25 laitteisto, joiden avulla aineen koestus eli koekappa- .’** leiden kuormitus voidaan toteuttaa erittäin tarkasti • ‘ ja turvallisesti kaikissa mahdollisissa ympäristöissä : ' erilaisissa paine- ja lämpötilaolosuhteissa.
·.· · Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta 30 viitataan vaatimusosaan.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään pneumaattista kuormituslaitetta, johon kuuluu koekap- :·. paletta kuormittava painelähteeseen yhdistetty pneu- * .·;· maattinen voimaelin sekä anturi kuormituksen vaikutuk- . 35 sen mittaamiseksi koekappaleessa. Keksinnön mukaisesti V pneumaattisen voimaelimen painepiiriin johdetaan mit- ·...· taustapahtuman aikana jatkuva, katkeamaton kaasuvirta- • · » » • · ♦ · 1 ♦ « 2 107646 us ja painepiirin painetta eli voimaelimen koekappaleeseen kohdistamaa voimaa säädetään säätämällä paine-piiristä ulos joudettavaa kaasuvirtausta.
Edullisesti painepiiriin johdettava kaasuvir-5 taus pidetään olennaisesti vakiosuuruisena, joten edullisesti se johdetaan painepiiriin vakiopaineesta.
Täten keksinnön mukaisessa menetelmässä voi-maelimen painepiirissä paine pysyy vakiona, kun siihen sisään virtaava kaasuvirtaus on yhtä suuri kuin siitä 10 ulos virtaava kaasuvirtaus. Kun painepiirin painetta halutaan nostaa, kuristetaan ulos menevää kaasuvirtausta ja kun painepiirin painetta halutaan laskea, vähennetään ulos menevän virtauksen kuristusta.
Keksinnön mukaista laitteistoa käytetään oh-15 jättäessä pneumaattista kuormituslaitetta, johon kuu luu koekappaletta kuormittava painelähteeseen yhdistetty pneumaattinen voimaelin sekä anturi kuormituksen vaikutuksen mittaamiseksi koekappaleessa. Keksinnön mukaiseen kuormituslaitetta ohjaavaan laitteistoon 20 kuuluu virtauksen rajoitin painelähteestä voimaelimen painepiiriin virtaavan kaasun virtauksen rajoittamiseksi sekä säätöventtiili voimaelimen painepiiristä ,·.· ulos virtaavan kaasuvirtauksen säätämiseksi anturin • · I* antaman informaation perusteella.
• · ‘ 25 Virtauksen rajoittimena voidaan käyttää mitä • « · [”· tahansa sopivaa virtavastusventtiiliä, kuten neula- • · • · venttiiliä, jolla kaasuvirtausta voidaan rajoittaa ja • « : *· virtaus saada olennaisen tasaiseksi ja vakioksi.
Säätöventtiilinä -käytetään edullisesti mag-30 neetti- tai moottoriohjattua servoventtiiliä, joka saa sähköisen ohjauksen käytettävän anturin sähköisestä takaisinkytkennästä. Täten edullisesti laitteistoon kuuluu ohjausyksikkö, johon anturi ja säätöventtiili * · "... on kytketty, säätöventtiilin ohjaamiseksi anturin an- • · *. . 35 tamien mittaustulosten mukaan.
• · ·
Edullisesti laitteistoon kuuluu ennen virta- :*** uksen rajoitinta paineenalennin, jolla säädetään va- • · · • · • · • · » · • · « »·« 3 107646 kiopaine, joka vaikuttaa virtausventtiiliin. Näin taataan virtausventtiilin läpi mahdollisimman tasainen ja muuttumaton kaasuvirtaus.
Keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa 5 on testattu ydinvoimalaitosmateriaalien tutkimuksessa paljekuormitteisten murtumistestauslaitteistojen ohjauksessa painetason ollessa maksimissaan 200 bar. Samaa keksinnön mukaista tekniikkaa voidaan käyttää myös muiden pneumaattisten kuormituslaitteiden ohjauksessa. 10 Keksinnön etuja yleisesti käytettyyn servohydraulisen järjestelmään nähden ovat parempi ohjauksessa mahdollisesti esiintyvien virhesignaalien kompensointikyky sekä se, että järjestelmässä mahdollisesti esiintyvät vuodot eivät kontaminoi ympäristöä. Edelleen säätöjär-15 jestelmä on huomattavan nopea ja herkkä, mikä mahdol listaa erittäin pienet siirtymänopeudet ja pienet kuormitusvoimat. Keksinnön etuna on myös sen erittäin pieni energiantarve. Yhdistettynä paljekuormitteiseen murtumisvastusmittauslaitteseeen keksintö mahdollistaa 20 aineen koestuksen ilman kitkahäviöitä paineistetuissa ympäristöissä, kuten esimerkiksi prosessiteollisuudessa tai ydinvoimalaitoksen reaktorisydämessä.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityis- ;1:1 kohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa • · 25 on kaaviollisesti esitettynä eräs keksinnön mukainen . ,· laitteisto.
• · .Π Koekappaletta 1 koestetaan kuormituskehällä • *. 1 11, johon kuuluu pneumaattinen voimaelin 3 eli palje, • joka painaa tukien 12 varassa olevaa koekappaletta 1.
• · *·1 30 Koekappaleen keskikohdan liikettä mitataan anturilla 4, joka voi olla esimerkiksi LVDT-anturi.
Painelähteenä 2 voimaelimelle 3 on kompressori ja siihen yhdistetty paineakku 13, joista paineilma ·1·, kulkee paineenalentimen 10 kautta vakiopaineisena vir- .1:1 35 tauksen rajoittimen 5 eli virtausvastusventtiilin läpi voimaelimen 3 painepiiriin 6. Painepiiristä 6 ulos » · V johdettavaa kaasuvirtausta 9 säädetään säätöventtii- • 1 · » 111 « · • · • · • · • · # · 4 « · · 4 107646
Iillä 7, joka on esimerkiksi servo-ohjattu magneetti-venttiili. Koko järjestelmää ohjataan ohjausyksiköllä 8, johon kuuluu vahvistimet 14, funktiogeneraattori 15, pääsäätimet 16 ja mittakortit 17. Anturista 4 on 5 sähköinen takaisinkytkentä 18 ohjausyksikköön 8 ja samoin servoventtiilin sähköinen ohjaus 19 on kytketty ohj ausyksikköön„
Laitteisto toimii seuraavasti. Pneumaattinen servo-ohjattu paineensäätöjärjestelmä perustuu kahden 10 venttiilin, virtausvastusventtiilin 5 ja servoventtiilin 7, väliseen toimintaan. Paineensäätö pneumaattisen voimaelimen 3 painepiirissä 6 tapahtuu siten, että servoventtiilin läpi kulkevan kaasun kuristusta vähennetään tai lisätään virtausventtiilin asennon pysyessä 15 vakiona. Kun servoventtiilin läpi menevän kaasun määrää kuristetaan, nousee painepiiriin 6 kytketyn pneumaattisen palkeen 3 paine aiheuttaen koesauvaan 1 kuormitusvoiman. Paineensäädön varsinainen keksinnöllinen idea tulee esille, kun palkeen painetta halutaan 20 pienentää. Tällöin servoventtiilin kuristusta vähennetään, jolloin servoventtiilin läpi menevä kaasumäärä kasvaa ja syntyvä paine-ero yrittää tasoittua. Kysei- . . nen paine-eron tasoitusyritys aiheuttaa virtausvent- * * ! ' tiilillä 5 käytännöllisesti katsoen merkityksettömän • » ’· ] 25 virtauksen lisäyksen eli virtausventtiilin 5 läpi ta- * * '»ϊ· pahtuva virtaus on käytännöllisesti katsoen vakio, • * · : . jolloin servoventtiili ehtii pudottaa paineen paine- « » • '· piirissä 6 haluttuun arvoon. Täten anturin 4 välityk- :Y sellä takaisin kytketty säätöpiiri pystyy tarkkaan 30 säätämään koekappaleeseen 1 vaikuttavan voiman.
Laitteistolla voidaan helposti toteuttaa aineen koestuksia esimerkiksi ydinvoimalaitosten reakto- .. rialtaissa, koska kuormituskehä voidaan laskea vain • · • » yhden paineilmaletkun ja yhden sähköjohdon varassa . 35 käytännöllisesti katsoen minkälaisiin olosuhteisiin : : tahansa vapaana mekaanisista ja hydraulisista voiman- välityksistä. Laitteistolla voidaan toteuttaa väki- • · · f · « « • « « » « * • · · t • « · 5 107646 osiirtymämittauksia, joissa koekappale pidetään vakio-asennossa mittauksen ajan, lineaarisiirtymämittauksia, joissa siirtymää muutetaan eli kasvatetaan tai vähennetään lineaarisesti ajan funktiona muutostarkkuuden 5 ollessa jopa 0,05 pm minuutissa ja vakiovoimamittauk-sia, joissa koekappaleeseen kohdistetaan vakiovoima halutun ajan.
Edellä keksintöä on selostettu esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen avulla keksinnön eri sovel-10 lusten ollessa mahdollisia patenttivaatimusten rajaaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
Claims (7)
107646
1. Menetelmä pneumaattisen kuormituslaitteen ohjauksessa, johon kuormituslaitteeseen kuuluu koekappaletta (1) kuormittava painelähteeseen (2) yhdistetty 5 pneumaattinen vcimaelin (3) sekä anturi (4) kuormituksen vaikutuksen mittaamiseksi koekappaleessa, tunnettu siitä, että pneumaattisen voimaelimen (3) painepiiriin (6) johdetaan mittaustapahtuman aikana jatkuva vakiokaasuvirtaus, jolloin painepiirin paine 10 pidetään vakiona ohjaamalla yhtä suuri kaasuvirtaus (9) ulos painepiiristä, painepiirin painetta nostetaan kuristamalla ulos menevää kaasuvirtausta ja lasketaan vähentämällä ulos menevän virtauksen kuristusta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että menetelmää käytetään sul jetuissa tiloissa tapahtuvissa mittauksissa, kuten voimalaitos- ja prosessiympäristöissä.
3. Laitteisto pneumaattisen kuormituslaitteen ohjauksessa, johon kuormituslaitteeseen kuuluu koekap- 20 paletta (1) kuormittava painelähteeseen (2) yhdistetty pneumaattinen voimaelin (3) sekä anturi (4) kuormituksen vaikutuksen mittaamiseksi koekappaleessa, t u n -n e t t u siitä, että laitteistoon kuuluu vakiovir- • · · .·. : tauselin (5) painelähteestä (2) voimaelimen (3) paine- 25 piiriin (6) mittaustapahtuman ajan jatkuvana virtaavan • · · kaasuvirtauksen pitämiseksi vakiona sekä säätöventtii- · · 107646 kuuluu ohjausyksikkö (8), johon anturi (4) ja säätö-venttiili (7) on kytketty, säätöventtiilin ohjaamiseksi anturin antaman informaation mukaan.
7. Jonkin patenttivaatimuksista 3-6 mukainen 5 laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu ennen vakiovirtauselintä (5) paineenalennin (10) halutun vakiopaineen kohdistamiseksi vakiovir-tauselimeen. • · • · · • · * « · « · · ··» •« · • · · • · • · • · « · « • · · · · • · • · · « · • « « • · • · · • · · • · • · • · « • · · ♦ · · • · • · 1 · · · · • · 107646
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI973628A FI107646B (fi) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | Menetelmä ja laitteisto pneumaattisen kuormituslaitteen ohjauksessa |
| CZ20000623A CZ297957B6 (cs) | 1997-09-08 | 1998-09-04 | Zpusob rízení pneumatického zatezovacího zarízenía prístroj pro provádení tohoto zpusobu |
| EP98942711A EP1012566A1 (en) | 1997-09-08 | 1998-09-04 | Procedure and apparatus in the control of a pneumatic load application device |
| AU90743/98A AU9074398A (en) | 1997-09-08 | 1998-09-04 | Procedure and apparatus in the control of a pneumatic load application device |
| PCT/FI1998/000693 WO1999013315A1 (en) | 1997-09-08 | 1998-09-04 | Procedure and apparatus in the control of a pneumatic load application device |
| JP2000511051A JP2001516049A (ja) | 1997-09-08 | 1998-09-04 | 空気負荷適用デバイスを制御する際の手順および装置 |
| NO20001206A NO319535B1 (no) | 1997-09-08 | 2000-03-08 | Fremgangsmate og anordning for styring av en pneumatisk lastpaforings- innretning |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI973628 | 1997-09-08 | ||
| FI973628A FI107646B (fi) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | Menetelmä ja laitteisto pneumaattisen kuormituslaitteen ohjauksessa |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI973628A0 FI973628A0 (fi) | 1997-09-08 |
| FI973628A FI973628A (fi) | 1999-03-09 |
| FI107646B true FI107646B (fi) | 2001-09-14 |
Family
ID=8549494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI973628A FI107646B (fi) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | Menetelmä ja laitteisto pneumaattisen kuormituslaitteen ohjauksessa |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1012566A1 (fi) |
| JP (1) | JP2001516049A (fi) |
| AU (1) | AU9074398A (fi) |
| CZ (1) | CZ297957B6 (fi) |
| FI (1) | FI107646B (fi) |
| NO (1) | NO319535B1 (fi) |
| WO (1) | WO1999013315A1 (fi) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102288478A (zh) * | 2011-05-09 | 2011-12-21 | 兰州大学 | 一种气压加载装置 |
| CN103454168B (zh) * | 2013-09-10 | 2015-12-02 | 浙江省泵阀产品质量检验中心 | 石化阀门用防爆o型圈rgd检测方法 |
| CN108344629B (zh) * | 2018-02-23 | 2020-12-15 | 南华大学 | 一种新的蠕变加载实验设备 |
| CN109556960B (zh) * | 2018-12-17 | 2021-03-12 | 东北大学 | 一种水力稳压相似材料压制装置及其使用方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3142980A (en) * | 1962-07-02 | 1964-08-04 | Axel G H Andersen | Fast acting tensile tester |
| US3353407A (en) * | 1964-08-24 | 1967-11-21 | Dietert Co Harry W | Granular material testing apparatus |
| US3404562A (en) * | 1966-01-19 | 1968-10-08 | Army Usa | High-strain-rate tester |
| US3548646A (en) * | 1969-02-28 | 1970-12-22 | Atomic Energy Commission | Tensile test apparatus |
| US3628378A (en) * | 1970-02-16 | 1971-12-21 | Us Navy | Pneumatic portable dynamometer |
-
1997
- 1997-09-08 FI FI973628A patent/FI107646B/fi not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-09-04 CZ CZ20000623A patent/CZ297957B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-09-04 WO PCT/FI1998/000693 patent/WO1999013315A1/en active IP Right Grant
- 1998-09-04 AU AU90743/98A patent/AU9074398A/en not_active Abandoned
- 1998-09-04 JP JP2000511051A patent/JP2001516049A/ja active Pending
- 1998-09-04 EP EP98942711A patent/EP1012566A1/en not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-03-08 NO NO20001206A patent/NO319535B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU9074398A (en) | 1999-03-29 |
| EP1012566A1 (en) | 2000-06-28 |
| NO319535B1 (no) | 2005-08-29 |
| CZ2000623A3 (cs) | 2001-08-15 |
| CZ297957B6 (cs) | 2007-05-09 |
| NO20001206L (no) | 2000-03-08 |
| JP2001516049A (ja) | 2001-09-25 |
| FI973628A0 (fi) | 1997-09-08 |
| FI973628A (fi) | 1999-03-09 |
| NO20001206D0 (no) | 2000-03-08 |
| WO1999013315A1 (en) | 1999-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4700610A (en) | Cylinder tube strain measurement feedback for piston position control | |
| US4566310A (en) | Method of inspecting the operation of a valve and mechanical test bench for performing the method | |
| JPH10185784A (ja) | 平面ひずみ圧縮試験装置および方法 | |
| Ghodsiyeh et al. | Diaphragm valve-controlled air thrust bearing | |
| Andrighetto et al. | Study of the friction behavior in industrial pneumatic actuators | |
| US3535911A (en) | Friction test method and apparatus | |
| US5563349A (en) | Diametral extensometer | |
| FI107646B (fi) | Menetelmä ja laitteisto pneumaattisen kuormituslaitteen ohjauksessa | |
| WO2023040711A1 (zh) | 用于液压式力标准机精度检测的装置及方法 | |
| US4036048A (en) | Hardness testing device | |
| CN113237761A (zh) | 一种用于测试钢筋与约束混凝土粘结性能的试验装置及方法 | |
| US20070000302A1 (en) | Method for testing the function of a hydraulic valve and a test bench for carrying out said method | |
| Du et al. | Force sensors embedded in surfaces for manufacturing and other tribological process monitoring | |
| DE112004002001T5 (de) | Kalibrierung und Validierung für einen Leckdetektor | |
| Newgard et al. | Elastic orifices for pressurized gas bearings | |
| Federico et al. | A nonlinear lumped parameter model of an externally pressurized rectangular grooved air pad bearing | |
| US3472059A (en) | Apparatus for testing a pressure responsive instrument | |
| US5257549A (en) | Variable range load cell system and method of application | |
| US3750298A (en) | Gas gauges | |
| KR200221210Y1 (ko) | 유압체적 제어방식을 이용한 고정밀 압력제어장치 | |
| Benabdallah | Reciprocating sliding friction and wear test apparatus | |
| Righettini et al. | A novel in field method for determining the flow rate characteristics of pneumatic servo axes | |
| CN112903280B (zh) | 一种阀门冲击性能测试管路及系统 | |
| GB2163870A (en) | Machines for testing materials | |
| Torres | Static and Dynamic Characterization of Porous Carbon Aerostatic Gas Films |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: PNEMO PEKKA MOILANEN |
|
| MA | Patent expired |