[发明专利]一种油液体积弹性模量检测传感器及检测方法

说明书

本发明公开了一种油液体积弹性模量检测传感器及检测方法，其系统包括传感器本体，电磁衔铁，压电陶瓷作动器，密封组件、应变片和控制单元；电磁衔铁安装在传感器本体的一端；使用时，传感器本体的流道接入待测系统；电磁衔铁开启时传感器本体的两端及内部测试容腔联通，关闭时测试容腔封闭形成密闭容腔；压电陶瓷作动器安装于传感器本体另一端，轴线与电磁衔铁的轴线重合；压电陶瓷作动器与传感器本体的连接端配置有密封组件，在压电陶瓷作动器动作时维持密封；通过压电陶瓷作动器内设的应变片读取压电陶瓷实际应变量；控制单元根据压电陶瓷作动器动作时的油液体积变化量、油液压力差以及密闭容腔的体积获得油液体积弹性模量；本发明实现了油液体积弹性模量检测传感器的小型化。

技术领域

本发明属于油液体积弹性模量参数检测技术领域，更具体地，涉及一种油液体积弹性模量检测传感器及检测方法。

背景技术

在液压系统和液压元件动态特性研究中，油液体积弹性模量直接影响液压系统的阻尼比、响应速度和稳定性，准确地获得油液的体积弹性模量值对液压系统状态检测至关重要。在液压系统仿真中，油液体积弹性模量数值随温度和含气量变化较大，且呈强烈的非线性。当系统油液温度从23℃升高到55.6℃时，油液体积模量下降39％；当油液中混入1％的空气后油液体积弹性模量下降44％；当系统油液温度升高至44.5℃，且混入1％的空气时，油液体积弹性模量下降60％。在相同液压油及相同油温下，测得油液体积模量的高低可以直接体现出油液含气量的大小。当油液体积模量实测值与标准值相差较大时，表明油液中已混入较多空气，如不及时排气将导致气蚀的发生。气蚀会增加系统运行噪声，对管壁和液压元件内壁造成冲击剥落，对设备寿命产生不利影响，且引起油质下降。

现有的油液的体积弹性模量值的测定技术譬如专利CN 1804576A、CN 2901296Y、CN 103267681A所公开的油液体积模量测量装置，测量装置的结构复杂、组件繁多、设备体积大、难以与待测液压系统融合。实际应用中急需一种结构简单，体积小，便于与待测液压系统融合的油液体积弹性模量检测装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的至少一点，本发明提供了一种油液体积弹性模量检测传感器及检测方法，其目的在于实现油液体积弹性模量检测装置的小型化，提高油液体积弹性模量检测装置与待测液压系统的融合度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种油液体积弹性模量检测传感器，包括传感器本体、电磁衔铁、压电陶瓷作动器、密封组件、应变片和控制单元；

其中，电磁衔铁安装在传感器本体的一端；使用时，传感器本体的流道接入待测液压系统；电磁衔铁开启时，传感器本体的两端及内部测试容腔联通；电磁衔铁关闭时，传感器本体内部的测试容腔封闭形成密闭容腔；

压电陶瓷作动器安装于传感器本体的另一端，其轴线与电磁衔铁的轴线重合；压电陶瓷作动器与传感器本体连接的一端配置有密封组件，密封组件与测试容腔配合，在压电陶瓷作动器动作时始终维持密封效果；压电陶瓷作动器内部贴有应变片，用于实时读取压电陶瓷应变量；控制单元根据压电陶瓷作动器动作时的油液体积变化量、油液压力差以及密闭容腔的体积获得油液体积弹性模量。

为实现本发明目的，按照本发明的另一个方面，基于上述油液体积弹性模量检测传感器提供了一种油液体积弹性模量检测方法，包括如下步骤：

(1)将油液体积弹性模量检测传感器通过传感器本体的流道并联接入待测液压系统；

(2)关闭所述油液体积弹性模量检测传感器的电磁衔铁，使油液体积弹性模量检测传感器的电磁衔铁尾端与密封组件间形成密闭容腔；

(3)驱动油液体积弹性模量检测传感器的压电陶瓷作动器动作以使得密闭容腔内油液产生压缩，通过压电陶瓷作动器内部的应变片读取压电陶瓷作动器的实际伸长量；

(4)根据压缩前后油液体积变化量、压缩前后油液压力差以及密闭容腔的体积获得油液体积弹性模量。