液压实验中动态流量测试技术的现状与展望
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  • 2015-07-30 14:48
  • 来源:中国液压网
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  •   新的发展动态以及尚且存在的问,*后对今后动态流量计的发展趋势进行了展望。

      在液压元件及系统的试验研宄中,在液压系统及设备的状态监测与故障诊断过程中,流量往往是需要测量和控制的主要参数之,流量测量通常包括测量平均稳态流量和测量瞬时动态流量。其中动态流量的测量,对于与评价伺服阀比例阀等控制元件,以及液压控制系统的动态特性都有非常重要的意义。因此考虑到测试过程本身的瞬时性和过渡性,同时为了保证测试结,+失真。般要求动态测量测试系统的响应时间越短越好,测试系统频带宽度至少要大于被试系统的频宽倍以上。但是由于流体介质本身性质的复杂性,以及处于变速运动状态的介质内部不仅存在着粘性摩擦力,而且存在惯性力的作用,流体内部还会产生不稳定的漩涡和次流等复杂流动现象,同时流动状态边界条件及现场测试管理条件等的变化,使得液压动态流;1测试非常难。不仪如此。由于传统流量测量,器常常具有惯性元件,致使仪器自身的响应特性很难提高。因此,动态流量的测试成为液压测试中的重点和难点之,成为制约测试系统的完善和发展的瓶颈。例如在比例流量阀的测试中,目前国内尚无性能较好的流量计能满足动态测量的要求1.

      并因此不能形成统的国家或行业标准。所以,在总结前人的经验的基础上不断创新,提出和发现动态流量测量中的新理论和新方法,具有重要的现实意义。

      1动态流量测量仪的发展现状目前国内外液压行业采用的流量测量装置或仪轮流量计测试液压缸液压马达,压力式的差压式流量计转子流量计靶式流量计涡轮流量计还有质量流量计如秒称重流量计等但是其中质量流量计测量的是平均流量;差压式流量计靶式流量计是通过压力来测量流量的,但它们般对于压力与流量测量误差。齿轮流量计腰轮流量计涡轮流量计转子流量计液压马达由于自身含有惯性元件,动态品质很差,频率响应较迟钝。此外,这些流量计都有较严重的泄露,不能测量微小流量。实践中也有用这些容积式流量计+测速装置组成测量系统的,但般只用于频率很低的动态流量信号。常用于伺服阀动态流景测试的测试液压缸速度传感器。由于它采叫了太活塞面积和隙密封。同,常常与被试伺服阀座作成体。风有很好的动态特件。频带可达01然而由千它的行程有阢适用于测贵零区附近的小流量和对称往复流量,不能用于其它类型的复杂动态流量的测量,2动态流量测量仪的发展动态*近几年,人们己开始认识到了动态流量测试中存在的问,并开始进行了多方面的探索性研究。早在90年代初,浙江大学就提出了种通插装式动态流量计。这种流量计利用阀芯受压与阀口流量的平方成正比的关系,对阀口进行特殊设计,使得带有弹簧流量与位移的线形关系,通过在阀芯上安装位移传感器,测量阀芯位移,进而方便地得到流量信号。由于阀芯的惯性很小,因而动态品质得到提,响应频宽可达50左右。并且它采用了通插装式结构设计,结构灵巧。安装方便1似是设计显然也没有考虑到作动态流动的液体的惯性力的影响,因而流量信号波动越火。它产生的测汉差也就越人,与此相似,华南理工大学交通学院开发了种智能化差压式双向流量计。它包括差压式双向流量阀位移测量电路和单片机系统。阀体的内腔经过特殊设计,当无流量通过时,阀芯停留在中间位置上,完全封闭了流道。当被测流体从传感器的端进入时,压缩弹簧使阀芯产生个位移,并与壳体间形成了个当压差力与弹簧力平衡时,阀芯位移与压差成正比。

      通过连接在阀芯上的电磁式位移传感器可以测出位移,进而得出流量。流量与位移的关系是非线性的,但采用单片机来对信号处理可以很好地解决这个问。该传感器能测量正反向流量,也能进行定的动态流SiiJtf3j但是如前所述,设计中也没有能考虑到动态流动的液体的惯性力的影响。因此也不适合测量高频动态流量。

      此外,华畔1理工大学研制出种数字式动态流量测量系统。该系统由流;脉冲传感器,数据转换器和计算机部分组成流过脉冲传感器由对空套在轴的计量齿轮马达和涡流传感器构成,当液压流体推动互相啮合的齿轮转动,充满流体的齿间经过涡流传感器时,产生个电脉冲信号。数据转换器对涡流传感器输出的每个电脉冲信号进行放大整形滤波,由计数器计数,并由计算机对信号进行数据处理,计算出被测液压系统某瞬时的动态流量。这种流量计把齿轮空套在轴上。减小了记动部件的质量,从而提高了动态特性,采用每齿记数,提高了测量精度。但是这种流量计并没有根本克服运动部件惯性的影响,系统频宽只能达到18HZ左右。

      以上的几项研宄有的是依据位移压力流量的关系,从间接测帚的角度来解决传统流呈计的动态特性差的问,有的是从直接改进流量计的结构,减小它的惯性,并引入精确的电测量手段来提高测量精度的角度来解决问,都取得了定的进步,但是都存在定的缺陷,还不能根本解决象比例流量阀测试中的带偏置的高频动态流量这样的复杂的流量测试问。但无疑对我们进步的研究拓宽了思路。3对未来动态流量计发展的展望新世纪的到来带来科7技术的空前繁采。新的测试理论新的传感器技术新的测试手段不断涌现,必将带来动态流量计新的发展。具体来讲,动态流量测试技术的进步必将源于以下4个方肌进步对传统的容积式流量计进行改进,降低它的惯性和泄漏。传统的容积式流量计能够直接地对流量进行测量,具有着其它流量计无法取代的作用。

      改进它的结构设计,降低惯性和泄露,无疑是解决动态流量测试问的*直接有效的办法。新型轻质结构材,的不断发展,低摩,轴承技术的进少,以及合理基于新的物理测量原理的新的流量计的不断应用。很多基于新的物理原理与规律开发的流量计,业已得到普遍使用或即将推广使用。如涡街流量计超声波流量计热膜丝流量计光纤涡旋流量计。

      润街流量计是种基于卡曼涡街现象或漩涡进动现象研制而成的速度式流量计。主要由漩涡发生体感测元件信号处理和显部分组成。这类流量计具有测量范围宽准确度高工作可靠性高线性频率输出等优点。井且它与光纤传感技术1结合,形成种新咽的圯纤涡旋流量计,具有很,的发展前景。它采用根横贯液流管中的光纤既作为传感元件,时,作为漩祸发生体。液流在光纤的下游会产生有规则的润流。这时光纤受到液体涡流的作而振动。这种振动与流速有关,其频率近似地与液体流速成正比。光纤通过振动对光进厅调制并把怡4传递出来。然17采叫光纤1技术进厅检测。从而得到流速的信4*终得到流量的信号,并且它的动态特性非常好。

      目前已经有人着手这方面研宄,并已取得阶段性成果。此外,超声波流量计与热膜丝流量计自身都没有运动部件,并且都能避开动态流量直接测量中存在的液体惯性力问。但是目前它们还是主要用于稳态流量的测量,如何将它们应用到动态流量测试中来还有待研究。

      虚拟仪器技术与压力式流量计相结合的软测试技术。随竹微电子技术。汁算机技术,软件技术。

      网络技术的高度发展及其在电子测量技术与仪器上的应用,新的测试理论新的测试方法新的测试领域以及新的仪器结构不断出现。在许多7血经冲破传统,器的概念,电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化。在这种背景下,80年代末美国研制成功虚拟仪器。所谓虚拟仪器就是利用计算机,加上特殊设计的仪器硬件和专用软件,形成既有普通仪器的基本功能,又有般仪器所没有的特殊功能的高档**的新型仪器。虚拟仪器的出现是仪器发展史上的场革命,代着仪器发展的*新方向和潮流,是信息技术念1它使得1算机测试过程中的作得以充分发探不仅使得测试系统的硬件组成更加灵活,也使得通过大量计算,解复杂算式来间接获得待测参数成为可能。因此,借助虚拟仪器系统,在动态流量的测试中引入软测量技术,通过测量特定管路内油液的压力粘度温度等易得信号,就能间接得到流量信号。但应该注意到这种间接测试技术要求所建立的数学模型必须全面,准确。要求对动态流动的流动状态流速分布,受力关系进亍伞面系统的掌掘。1作量比较大但是这种基于虚拟仪器的动态流量软测量技术,充分利用了计算机的运算功能,综合考虑到各方面因素对流,勺影响,对稳态流,动态流4都能达到较的测量精度,无疑将是未来动态流量测试技术发展的主要方向之。

      在建立模型后可以根据,网提供的分析方法和痕迹10的点火规则对模型中的设计现象进行仿真,这些现象包括设计模型中的并发活动链设计循环设计冲突等,并可以根据这些现象讨论提高设计并行度防止设计循环和设计冲突消解的方法。由于篇幅对4所小1的1圆进行分祈以。到面结论该,0中存在并发活动链。活动链,动链。

      1=9和,22=为另对并发的活动链该0犯中存在设冲突,为和加两个设翻,此设局和。在发生设计冲突。

      5结论库所来体现性能驭动设汁过程的思想。以入痕迹托肯。

      解决了设计数据流动的描述问。建立了基于性能驱动设汁过程的⑴以梭型该模喂对尸解释设计过代计过程进厅仿都具指导意义,4谢友柏。产品的性能特征与现代设计。中国机械工程,IlU,袁崇义。1网原理。北京电子工业出版社,1998 6W恒。基于矩阵的制造系统赋色;网自动生成与仿真。叫安交地硕士学位论文,1 7陈胜,程景云。基于,他;网的工作流建模及仿真。计算机,祝,20008,58宋玉银,褚秀萍,蔡复之。基于时间,网的并行设计过程建模研宄。计算机集成制造系统51999.5,1972年生叫安交通大学机械学院博士研宄生。主要研宄方向为现代设计异地合作设计CADCAM.

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