[发明专利]一种基于超声波的油气弹簧蓄能器状态检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于超声波的油气弹簧蓄能器状态检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：油气弹簧和超声波检测装置，所述油气弹簧包括动力缸和蓄能器；

所述超声波检测装置包括发射探头、接收探头、信号传输电路和单片机，所述发射探头与所述接收探头置于所述蓄能器的缸壁外表面的临界位置，所述临界位置为所述蓄能器正常工作时最小缓冲能力对应的浮动活塞的位置；所述临界位置对应的高度H通过公式确定，其中，为临界状态下静平衡时蓄能器内气柱高度，D为蓄能器中浮动活塞的厚度；

所述信号传输电路与所述单片机、所述发射探头和所述接收探头均连接，所述信号传输电路用于将所述单片机输出的超声波控制信号传输至所述发射探头，还用于将所述接收探头接收的超声波返回信号传输至所述单片机；所述单片机用于根据接收的所述超声波返回信号确定所述蓄能器的状态，所述蓄能器的状态包括正常状态和待充气状态。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括显示装置，所述显示装置的输入端与所述单片机的输出端连接，所述显示装置用于根据所述单片机确定的所述蓄能器的状态显示所述蓄能器的状态。

3.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括报警装置，所述报警装置的信号控制端与所述单片机的输出端连接，所述报警装置用于当所述单片机确定的蓄能器的状态为待充气状态时产生报警，以提醒工作人员进行充气。

4.一种基于超声波的油气弹簧蓄能器状态检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：

获取检测系统中接收探头的超声波返回信号，所述检测系统包括油气弹簧和超声波检测装置，所述油气弹簧包括动力缸和蓄能器；所述超声波检测装置包括发射探头、接收探头、信号传输电路和单片机，所述发射探头与所述接收探头置于所述蓄能器的缸壁外表面的临界位置，所述临界位置为所述蓄能器正常工作时最小缓冲能力对应的浮动活塞的位置；所述信号传输电路与所述单片机、所述发射探头和所述接收探头均连接，所述信号传输电路用于将所述单片机输出的超声波控制信号传输至所述发射探头，还用于将所述接收探头接收的超声波返回信号传输至所述单片机；

获取标定信号，所述标定信号为所述蓄能器内部填充氮气时的回波信号；

判断所述超声波回波信号是否为所述标定信号，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示所述超声波回波信号为所述标定信号时，确定所述蓄能器的状态为正常状态；

当所述第一判断结果表示所述超声波回波信号不为所述标定信号时，确定所述蓄能器的状态为待充气状态；

所述获取检测系统中接收探头的超声波返回信号，之前还包括：

确定临界状态下静平衡时蓄能器内气柱高度

获取蓄能器中浮动活塞的厚度D；

利用公式确定所述临界位置对应的高度H。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述确定临界状态下静平衡时蓄能器内气柱高度具体包括：

利用确定临界状态下静平衡时蓄能器内气柱高度其中

W为蓄能器正常状态下由初始长度到静平衡位置的变形过程中，气体吸收的能量；为蓄能器漏气后由静平衡气柱长度到最短气柱的变形过程中，气体吸收的能量；L为蓄能器的有效长度，P为初始充气压强，λ为临界系数，P_a为静平衡位置的气体压强，L_min为蓄能器正常工作时气柱的最小高度，L_a为蓄能器正常工作时静平衡位置的气柱高度，为蓄能器漏气后气柱的最小高度，为临界状态下静平衡时蓄能器内气柱高度。

6.根据权利要求4所述检测方法，其特征在于，所述获取检测系统中接收探头的超声波返回信号，之前还包括：

对所述蓄能器的状态进行标定，确定所述标定信号。