在线检测油液弹性模量的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及流体检测领域，尤其是一种在线监测油液弹性模量的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 油液的弹性模量是液压系统中的一个重要参数，其直接影响液压系统的静、动态 性能。因此，在对液压系统应用和研究中，都必须考虑液压油的油弹性模量的影响，但是油 弹性模量的在线测量往往十分困难。本发明由流量计、压力表或压力传感器、热交换器、调 速阀等构成，利用流量计、压力表或压力传感器的实时检测，实现油弹性模量的在线测量， 特别是液压系统的高压状况下油弹性模量的实时在线检测。
[0003] 目前绝大多数的液压系统中液压油弹性模量测量方法都局限于在静态的离线的 情况下利用该参数的基本物理公式来获得数据。比如传统的容积变换法，其将液压油注入 一个预设容积，后通过改变容积获得对应的液压油压力变化数据，从而得到液压油的油弹 性模量。此法的另一种通用表现形式则是设定固定容积，在初步注满液压油后继续通过特 定装置定量加压灌注液压油，通过测量后续流的液压油质量和容腔内压力变化，也能得到 液压油的油弹性模量。W上两种方法对液压油弹性模量的测量精度较高，但都存在一个液 压油离线的过程，因而不能实时在线测量。
[0004] 而在真实的实时工作的液压系统中，液压油的油弹性模量受含气量、压力和溫度 等的影响是一个变值，因此静态离线状况下检测到的液压油的油弹性模量值与真实的实时 工况下液压油的油弹性模量值是不同的。目前有一类被称为信号介质法的在线油弹性模量 值检测的方法，是将液压油本身作为压力波或声波信号的传递介质，通过设定一段较长的 笔直管路，测量管路前后的信号变化来计算液压油的弹性模量数值。该方法虽然能够实现 在线检测，但所需的长直管路对液压系统的空间布置要求较大。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的在线检测油液弹性模量的装置 及方法。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种在线检测油液弹性模量的装置，包括压 力检测装置、流量检测装置、进油口、热交换器;所述进油口与热交换器的冷油入口a相连 通;所述热交换器的冷油出口 b与热交换器的热油进口 C相连通;所述热交换器的热油出口 d 与油箱相连通;所述压力检测装置、流量检测装置的连接方式有如下四种:一、所述进油口 和热交换器的冷油入口a之间设置流量检测装置I，该进油口和流量检测装置I之间设置压 力检测装置I;热交换器的冷油出口b与热交换器的热油进口 C之间设置有调速阀；热交换器 的热油出口 d与油箱之间设置流量检测装置n和溢流阀，热交换器的热油出口 d与流量检测 装置n之间设置压力检测装置n;二、所述进油口和热交换器的冷油入口 a之间设置压力检 测装置I;热交换器的冷油出口b与热交换器的热油进口C之间依次设置流量检测装置I、调 速阀；热交换器的热油出口 d与油箱之间依次设置流量检测装置n和溢流阀，热交换器的热 油出口d与流量检测装置之间设置压力检测装置n; =、所述进油口和热交换器的冷油入口 a之间设置流量检测装置I，该进油口和流量检测装置I之间设置压力检测装置I;热交换器 的冷油出刖与热交换器的热油进口 C之间设置有调速阀；热交换器的热油出口 d与油箱之 间设置流量检测装置n;四、所述进油口和热交换器的冷油入口 a之间设置压力检测装置I; 热交换器的冷油出口 b与热交换器的热油进口 C之间依次设置流量检测装置I、调速阀；热交 换器的热油出口 d与油箱之间设置流量检测装置n。
[0007] 作为本发明所述的在线检测油液弹性模量的装置的改进:所述压力检测装置为压 力表或者压力传感器;所述流量检测装置为流量计。
[0008] 作为本发明所述的在线检测油液弹性模量的装置的进一步改进:所述调速阀流出 的高压油进入热交换器的热油入口 C并从热油出口 d流出的滞留时间大于该稳定时间;所述 稳定时间为高压油内溶解气体通过调速阀释放一部分成为游离气体需要的稳定时间;所述 滞留时间通过热交换器从热油入口 C到热油出口 d的热油管路长度进行调节。
[0009] 在线检测油液弹性模量的装置的方法:第一种连接方式的运行方法如下：需要实 时在线检测液压油的油弹性模量的液压系统的一个检测点接入进油口；压力检测装置I显 示出该检测点高压油的压力Ps;流量检测装置I显示出通过的高压油的流量Qs;通过流量检 测装置n显示出通过热交换器的热油出口 d流出的高压油的流量化;通过压力检测装置n 显示出通过热交换器的热油出口 d流出的高压油的压力化；
[0010] 通过
计算液压系统该检测点液压油的油弹性模量E值。
[0011] 作为对本发明所述在线检测油液弹性模量的装置的方法的改进:第二种连接方式 的运行方法如下:把需要实时在线检测液压油的油弹性模量的液压系统一个检测点接入本 装置的进油口；压力检测装置I显示出液压系统该检测点压力油的压力Ps;流量检测装置I 显示出通过的高压油的流量Qs;流量检测装置n显示出通过热交换器的热油出口 d流出的 高压油的流量化;通过压力检测装置n显示出通过热交换器的热油出口 d流出的高压油的 压力化；
[0012] 通过
计算液压系统该检测点液压油的油弹性模量E值。
[0013] 作为对本发明所述在线检测油液弹性模量的装置的方法的进一步改进:第=种连 接方式的运行方法如下:把需要实时在线检测液压油的油弹性模量的液压系统一个检测点 接入本装置的进油口；压力检测装置I显示出该检测点高压油的压力Ps;流量检测装置I显 示出通过的高压油的流量Qs;流量检测装置n显示出通过热交换器的热油出口 d流出的高 压油的流量化；
[0014] 通过
计算液压系统该检测点高压油的含气量A ;根据压力Ps和含气 量A曲线可插补得到液压系统该检测点高压油的油弹性模量E值。
[0015] 作为对本发明所述在线检测油液弹性模量的装置的方法的进一步改进:第四种连 接方式的运行方法如下:把需要实时在线检测液压油的油弹性模量的液压系统一个检测点 接入本装置的进油口；压力检测装置I显示出该检测点高压油的压力Ps;流量检测装置I显 示出通过的高压油的流量Qs;流量检测装置n显示出通过热交换器的热油出口 d流出的高 压油的流量化；
[0016] 通过
计算液压系统该检测点高压油的含气量A ;根据压力Ps和含气 量A曲线可插补得到液压系统该检测点高压油的油弹性模量E值。
[0017] 作为对本发明所述在线检测油液弹性模量的装置的方法的进一步改进:在流量检 测装置I和流量检测装置n允许的精度下，通过调速阀的调节作用减小通过流量检测装置I 的高压油流量Qs;通过流量检测装置I的高压油经过冷油入口 a进入热交换器，和调速阀流 出的热油进行热交换，使得通过流量检测装置I和流量检测装置n的高压油油溫近似相等； 通过热交换器从热油入口 C到热油出口 d的热油管路长度调节调速阀流出的高压油进入热 交换器的热油入口 C并从热油出口 d流出进入流量检测装置n所滞留的时间，使得该时间大 于高压油内溶解气体通过调速阀释放出一部份成为游离气体需要的稳定时间;通过调节溢 流阀使得压力检测装置n读取的Pa在流量检测装置I和流量检测装置n允许的精度下尽量 接近压力检测装置I显示的Ps。
[0018] 作为对本发明所述在线检测油液弹性模量的装置的方法的进一步改进:通过液压 油的油弹性模量E与液压油含气量A、压力Ps的关系曲线图插补得到。
[0019] 油液的弹性模量是液压系统中的一个重要参数，其直接影响液压系统的静、动态 性能，因此，在对液压系统应用和研究中，都必须考虑液压油的油弹性模量的影响，但是油 弹性模量的在线测量往往十分困难。本发明由流量计、压力表或压力传感器、热交换器、调 速阀等构成，利用流量计、压力表或压力传感器的实时检测，实现油弹性模量的在线测量， 特别是解决了液压系统的高压状况下油弹性模量的实时在线检测。
[0020] 更近一步，本发明结构简单，其使用到的压力检测装置、流量检测装置、热交换器、 调速阀、溢流阀、油箱