一种高精度的液压油流量检测装置及其检测方法

本发明涉及流量检测，具体涉及一种高精度的液压油流量检测装置及其检测方法。

背景技术：

1、液体流量是单位时间内液体流过管道某截面的液体的体积，即q=v/t ，式中v-流经管道某截面的液体的体积，t-液体流动的时间。从式中可以看出流量q只与体积v和时间t有关，与其他参数如：密度ρ、黏度μ等没有关系。

2、流量测量仪从检测原理上大致可分为三类：

3、1.电磁类，将管道中油液流量q信号，根据质量守恒定律转化为速度信号，让液体冲击测量仪的涡旋叶片使其旋转，再将转动信号转化为电磁信号，然后将电磁信号转化为相应表盘上指针读数。在其他条件不变的情况下，液体对涡旋叶片的冲击力越大，涡旋叶片转速越高，表盘上指针显示的流量数据也就越大。但是，液体对涡旋叶片的冲击力f=ρqδv，在其他条件相同时，ρ越大，f也越大，v表盘上指针读数也随之增大，其中：f为液体对涡旋叶片的冲击力，q为油液流量，δv为速度差。即：对两种流量完全相同的液体进行检测，表盘指针显示的数据不一致：密度大的，表盘上指针显示的流量就大。反之亦然。这类测量仪由于信号转换次数较多，转换的累积误差必然影响仪表的读数精度。

4、2.锥管类，其实质是改变管道中流体的流速从而形成压差，根据佰努力方程推算出液体流量。因为锥管平放，所以没有高度差，其方程可以表示为：

5、

6、再根据质量守恒定律和受力平衡条件等可以推论液体的流量：

7、

8、式中明显看出：液体流量与液体密度ρ有关，即两种密度ρ不同，而流量完全相同的液体，检测出来的流量是不同的；其中：ν1为进口流速，ν2为出口流速，γ为油液的比重，p1为流速管进口压力，p2为流速管出口压力，g为重力加速度，q为流量，d1为流速管进口的直径，d2为流速管出口的直径，a为流速管的有效面积，k为弹簧的弹性系数，x为弹簧的压缩量。

9、3.压差类，利用管道进出两端液体压差，驱动齿轮转动，根据齿轮的转数和齿轮的结构参数计算出油液的流量。由于齿廓线的特殊性，齿轮的油液排量的准确性就很难保证。

技术实现思路

1、本发明旨在解决流量测量仪检测不准确的问题，提供一种高精度的液压油流量检测装置及其检测方法，通过机械撞块撞击ks1触点和ks2触点的时间差计算活塞的速度，从而通过q =a*s/（t2-t1）自动计算出液压油的流量。本装置检测从原理上回避了油液密度ρ、油液黏度μ等与流量不相关的参数对检测准确性的干扰，从而提高检测结果的精度。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种高精度的液压油流量检测装置，包括检测缸、第一连通管、第二连通管和数据处理器，所述第一连通管一端设置有进油口，第一连通管另一端与主系统相连，所述第二连通管一端与第一连通管相连，所述第二连通管与检测缸相连，所述第一连通管上设置有第二电磁阀，所述第二连通管上设置有第一电磁阀，所述检测缸上还设置有第三连通管，所述第三连通管上设置有第三电磁阀，所述第一电磁阀为常关电磁阀，所述第二电磁阀和第三电磁阀为常开电磁阀，所述检测缸内滑动设置有活塞，所述活塞上设置有活塞杆，所述活塞杆上套设有复位弹簧，所述活塞杆穿出检测缸且活塞杆上设置有机械撞块，所述活塞杆向右滑动时使得机械撞块依次接触ks1触点和ks2触点，所述数据处理器用于接收ks1触点发出的信息、接收ks2触点的发出的信息和计算出液压油流量，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均与电源模块相连。

4、优选的，所述电源模块包括电源，所述电源通过电线与第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀相连，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀并联设置，所述电线上依次设置有停检开关和开检开关。

5、优选的，所述电源模块还包括km开关和km交流接触器线圈，所述km交流接触器线圈设置在电线上，所述km开关与开检开关并联设置。

6、优选的，所述数据处理器还与用于显示液压油流量的流量数字显示屏相连。

7、优选的，所述活塞杆移动至最右端时使得停检开关断开。

8、优选的，所述检测缸的横切面为矩形。

9、优选的，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均采用二位二通电磁切换阀。

10、优选的，所述第三电磁阀下端设置有单向阀。

11、一种液压油流量检测方法，包括以下步骤：

12、步骤一、按下开检开关，电源模块通电，km开关闭合，电路自锁联通，第一电磁阀处于连通状态，第二电磁阀和第三电磁阀均处于截止状态，液压油通入检测缸内，活塞杆向右滑动，活塞杆上机械撞块与 ks1触点接触时为t1时刻, 活塞杆上机械撞块与 ks2触点接触时为t2时刻，ks1触点与ks2触点之间的距离为s，机械撞块的行进速度v=s/（t2-t1）,即活塞的行进速度为v=s/（t2-t1），检测缸（1）的横切面为a；

13、步骤二、数据处理器接收到ks1触点和ks2触点的信息，数据处理器记录信号并按q=a*s/（t2-t1）自动计算出油液的流量，通过流量数字显示屏将结果显示出来；

14、步骤三、活塞杆滑动至最右端时，活塞杆的端部顶开停检开关，电源模块断电，第一电磁阀处于截止状态，第二电磁阀和第三电磁阀均处于连通状态，液压油切换到主系统，检测缸的活塞在复位弹簧作用下，自动复位。

15、本技术方案的有益效果如下：

16、一、本发明提供的一种高精度的液压油流量检测装置，其检测原理是相对最为直接的流量检测，以前无论是用叶片转速来感知油液流速（f=ρqδv）；还是通过压差来反应油液流速（

17、

18、γ=ρg）都涉及到密度对流速的影响；若采用牛顿粘滞定律和积分的方法直接计算流量，其公式为q=πd4δp/128μl，虽然回避密度，但粘度任然影响流量q的精确性。采用本装置检测从原理上回避了油液密度ρ、油液黏度μ等与流量不相关的参数对检测准确性的干扰，从而提高检测结果的精度；其中：ν1为进口流速，ν2为出口流速，γ为油液的比重，p1为流速管进口压力，p2为流速管出口压力，g为重力加速度，q为流量，d为流速管的直径，p1-p2=δp，μ是动力粘度，l为流速管长度。

19、二、本发明提供的一种高精度的液压油流量检测装置，采用横截面为正方形的液压缸，提高了液压油检测结果的精度。因为q=va,通流面积的计算不可回避，采若采用横截面为圆形的液压缸，虽然工艺性好，成本较低，但a=πr2，π是无理数，其精确程度必然检测结果的精度，采用横截面为正方形的液压缸就回避了π的问题；其中: q为流量，a为液压缸的有效面积, r为液压缸的直径，v为速度。

20、三、本发明提供的一种高精度的液压油流量检测装置，巧妙采用3个二位二通电磁换向阀，使油路的切换并不影响来着进油口油液的流动量，且切换自如。

21、四、本发明提供的一种高精度的液压油流量检测装置，机械撞块与ks1触点位置之间有一定的距离，检测的速度是油液流动稳定后的速度。

22、五、本发明提供的一种高精度的液压油流量检测装置，第三电磁阀的下端有单向阀，可以防止空气进入检测系统，保证检测的精度。

23、六、本发明提供的一种高精度的液压油流量检测装置，电源模块利用km开关和km交流接触器线圈组成自锁回路，可以方便地开检、自动停检和自动油路切换。

24、七、本发明提供的一种高精度的液压油流量检测装置，利用芯片技术设置数据处理器和流量数字显示屏，读数简单方便。

25、八、本发明提供的一种高精度的液压油流量检测装置，进出口均加工有螺纹，可以方便地接入待检油液的管路中；对于不同管径的待检对象，可以改变直接头的类型实现检测。