筒式柴油打桩锤中上活塞跳高值的测量系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种筒式柴油打粧锤，特别是涉及一种筒式柴油打粧锤中上活塞跳高值的测量系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，筒式柴油打粧锤采用的燃油系统都是机械式燃油系统，导致其存在很多缺陷和问题，例如，无法准确计算上活塞的跳高值并且无法实时显示上活塞的跳高值，而且当上活塞的跳高高于设定的最高限制值时，无法自动停止;并且，无法自动记录打粧锤的实际打击次数、无法实时显示打粧锤的实际跳数以及无法自动记录打粧锤的总跳高，上述问题都亟待解决。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中筒式柴油打粧锤存在各种缺陷和问题，提供一种筒式柴油打粧锤中上活塞跳高值的测量系统及方法。
[0004]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:
[0005]本发明提供了一种筒式柴油打粧锤中上活塞跳高值的测量方法，其特点在于，包括以下步骤:
[0006]在油量控制箱内部设置压力传感器，以实时检测回油管路内部的压力值；
[0007]获取所述压力传感器输出的检测信号，并从所述检测信号中获取在打粧锤的每个工作周期内所述压力传感器检测出的压力值；
[0008]预设一临界压力值；
[0009]检测在打粧锤的每个工作周期内检测出的压力值首次达到所述临界压力值的时刻；
[0010]计算相邻两个工作周期内检测出的压力值超过临界压力值的时间差，计算公式为:t=t2-t1;其中t为所述时间差，t2为相邻两个工作周期中后一个周期内检测出的所述时刻，为相邻两个工作周期中前一个周期内检测出的所述时刻；
[0011]计算所述上活塞的跳高值，计算公式为:h= gt2/2;其中h为所述跳高值，g为重力加速度。
[0012]较佳地，所述测量方法还包括:
[0013]判断计算出的跳高值是否超出一最大阈值，并在判断为是时控制喷油量为0。
[0014]较佳地，所述测量方法还包括:
[0015]在检测出在打粧锤的每个工作周期内检测出的压力值首次达到所述临界压力值时，控制用于记录打粧锤的打击次数的计数器的计数值自动加1。
[0016]较佳地，所述测量方法还包括:
[0017]在计算出所述时间差之后，还计算所述打粧锤的实际跳数，计算公式为:m= 60/t;其中m为所述实际跳数。
[0018]较佳地，所述测量方法中在计算所述实际跳数时，还获取连续N次计算出的所述时间差的平均值t3，并利用公式m=60/t3计算所述实际跳数，其中N为正整数。
[0019]较佳地，在所述测量方法中还通过将在所述打粧锤的任意两个相邻工作周期内计算出的跳高值叠加，以计算所述上活塞的总跳高值。
[0020]较佳地，所述回油管路内部设有油量调节阀，所述压力传感器设置于所述油量调节阀的侧面。
[0021]本发明的目的在于还提供了一种筒式柴油打粧锤中上活塞跳高值的测量系统，其特点在于，包括:
[0022]压力传感器，设置在油量控制箱内部，用于实时检测回油管路内部的压力值；
[0023]信号获取模块，用于获取所述压力传感器输出的检测信号，并从所述检测信号中获取在打粧锤的每个工作周期内所述压力传感器检测出的压力值；
[0024]检测模块，用于检测在打粧锤的每个工作周期内检测出的压力值首次达到一临界压力值的时刻；
[0025]时间差计算模块，用于计算相邻两个工作周期内检测出的压力值超过临界压力值的时间差，计算公式为:t = t2_t1;其中t为所述时间差，t2为相邻两个工作周期中后一个周期内检测出的所述时刻，^为相邻两个工作周期中前一个周期内检测出的所述时刻；
[0026]跳高值计算模块，用于计算所述上活塞的跳高值，计算公式为:h= gt2/2;其中h为所述跳高值，g为重力加速度。
[0027]较佳地，所述测量系统还包括ECU(油量控制箱中的电控单元)，所述ECU用于判断计算出的跳高值是否超出一最大阈值，并在判断为是时控制喷油量为0。
[0028]较佳地，所述测量系统还包括用于记录打粧锤的打击次数的计数器，在所述检测模块检测出在打粧锤的每个工作周期内检测出的压力值首次达到所述临界压力值时，所述ECU还控制所述计数器的计数值自动加1。
[0029]较佳地，所述测量系统还包括跳数计算模块，用于计算所述打粧锤的实际跳数，计算公式为:m = 60/t;其中m为所述实际跳数。
[0030]较佳地，所述跳数计算模块还用于获取连续N次计算出的所述时间差的平均值t3，并利用公式m = 60/t3计算所述实际跳数，其中N为正整数。
[0031]较佳地，跳高值计算模块还用于通过将在所述打粧锤的任意两个相邻工作周期内计算出的跳高值叠加，以计算所述上活塞的总跳高值。
[0032]较佳地，所述回油管路内部设有油量调节阀，所述压力传感器设置于所述油量调节阀的侧面。
[0033]较佳地，所述测量系统还包括一断油装置，所述断油装置包括一油量控制单元、一压油杠杆、一转轴、一油栗、一喷嘴和一停油机构；
[0034]所述压油杠杆可旋转连接于所述转轴，用以驱动所述油栗向所述喷嘴供油；
[0035]所述停油机构包括一紧停电磁阀、一摇臂和一挂钩，所述紧停电磁阀与所述摇臂连接，所述摇臂还与所述挂钩连接；
[0036]所述油量控制单元包括一控制器，所述紧停电磁阀在所述控制器接收到一停油信号时带动所述摇臂摆动，进而带动所述挂钩摆动；
[0037]在所述挂钩摆动时，所述压油杠杆的第一端部通过旋转钩于所述挂钩上，以使得所述油栗向所述喷嘴供油的供油量为零。
[0038]较佳地，所述断油装置还包括一HMI (人机界面)操作箱，所述HMI操作箱与所述控制器电连接，所述HMI操作箱用于接收一第一外部控制指令并将所述第一外部控制指令转换为停油信号传输至所述控制器。
[0039]较佳地，所述油量控制单元还包括一油量控制阀，所述油量控制阀用于控制喷嘴的喷油量；
[0040]所述HMI操作箱还用于接收一第二外部控制指令，并在接收到所述第二外部控制指令之后，接收输入的油量值，并将接收到的油量值转换为油量信号传输至所述控制器，以使得所述控制器通过所述油量信号调节所述油量控制阀；
[0041]所述HMI操作箱还用于接收一第三外部控制指令，并在接收到所述第三外部控制指令之后，接收输入的油量值和柴油打粧锤的打击次数，并将接收到的打击次数和由输入的油量值转换成的油量信号传输至所述控制器，以使得所述控制器通过所述油量信号调节所述油量控制阀以及控制所述柴油打粧锤在实际的打击次数达到输入的打击次数时停止打击。
[0042]本发明利用上述的断油装置可以使得筒式柴油打粧锤具备四种功能:手动油量控制、手动跳高控制、自动控制(包括自动油量控制和自动跳高控制)。
[0043]四种功能的具体实现方式如下:
[0044]手动油量控制是指操作人员可以通过HMI操作箱实时、连续改变喷嘴喷入打粧锤筒壁内的油量。具体实现方式:操作人员通过HMI操作箱设置喷入打粧锤筒壁内的燃油量(如:50 %，亦可设置为“10ml” )，控制单元接收到HMI的操作指令(50 % )，控制电磁阀带动油量控制阀的阀芯运动，改变回油管的流通面积，从而改变油栗回流至油箱内部的油量。由于每个工作循环，进入油栗内的油量是一定值(19ml，与油栗的设计有关)，因此，通过改变回油量，即可改变喷嘴喷入打粧锤内的油量。由于电磁阀可以连续地对油量调节阀的阀芯进行控制，因此，操作人员可以控制喷油量连续改变，即可实现19ml内的任意数值。
[0045]手动跳高控制是指操作人员可以通过HMI操作箱实时、连续改变打粧锤上活塞的跳高值。具体实现方式:操作人员通过HMI操作箱设置打粧锤上活塞的跳高(如:3.0m)，控制单元接收到HMI的操作指令(3.0m)，并检测打粧锤上活塞的跳高，通过闭环控制算法控制电磁阀带动油量控制阀的阀芯运动，改变回油管的流通面积，从而改变油栗回流至油箱内部的油量，由于进入油栗的油量为一定值，因此可以控制喷入打粧锤的油量，而在地质状况相同的条件下，打粧锤的跳高与喷入打粧锤的油量相关，从而实现对打粧锤上活塞跳高的控制。
[0046]自动控制包括自动油量控制和自动跳高控制。
[0047]自动油量控制是指操作人员通过HMI操作箱设置打粧锤的打击次数、以及每个工作循环所