[發明專利]與陶瓷活塞桿結合使用的絕對型行程檢測方法及其裝置

有效

• 申請號: 200810024842.5
• 申請日: 2008-05-07
• 公開（公告）號: CN101280796A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 沈建明;高吉元;吳國棟;湯云;徐志峰;姚加明;朱琴玉
• 申請（專利權）人: 江蘇武進液壓啟閉機有限公司
• 主分類號: F15B15/28
• 分類號: F15B15/28;G01D5/14;G01B7/00
• 代理公司: 常州市維益專利事務所
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明涉及一種絕對型行程檢測技術，特別是一種與陶瓷活塞桿結合使用的絕對型行程檢測方法及其裝置。

背景技術

液壓啟閉機的工作環境復雜多變，因此對其活塞桿的防腐蝕、耐磨性能要求很高，故必須對其表面進行必要的防腐和耐磨等處理，以保證性能。傳統工藝是在活塞桿表面電鍍鉻，而電鍍鉻中的六價鉻離子被證明是一種致癌物質。并且經過實踐證明，經電鍍的活塞桿在投入運行多年后，也難免出現銹蝕的現象，因此，電鍍鉻并非一種能從根本上解決活塞桿防腐的方法。而在活塞桿表面噴涂陶瓷，不僅能有機地把金屬材料的強韌性、易加工性等和陶瓷材料的耐高溫、耐磨和耐腐蝕等特性結合起來，提高活塞桿表面的耐腐蝕性、耐磨性等優點，并且無有害物質的產生而更有利于環保。

液壓缸原來所采用的內置式行程檢測裝置有兩種，一種為磁致式線性位移傳感器，其檢測長度最長不超過6000mm，而且當液壓缸的布置形式為傾斜或水平時，傳感器就會產生一定的自由撓度，從而直接影響到行程檢測的精度；另外它必須且只能安裝于液壓缸上蓋頂部，活塞桿中間也必須要留有用于安裝線性位移傳感器的長孔。鑒于以上因素，這種磁致式線性位移傳感器的應用范圍也較為有限。另外一種是鋼絲繩內置式行程檢測裝置，即將旋轉編碼器與恒力彈簧機構組合成一種能安裝于液壓缸上蓋頂部的裝置，帶動編碼器旋轉的鋼絲繩通過連接螺釘與活塞桿頭部連接，隨活塞桿的伸出與縮回而帶動編碼器旋轉，從而檢測出油缸的行程。上述兩種內置式行程檢測裝置不僅外形較大，必須在有充裕的空間方能使用，而且安裝過程較為麻煩，特別是在檢修時，需將液壓缸上蓋打開，整個過程費力費時。

陶瓷活塞桿用增量型內置式行程檢測裝置是在活塞桿基體上加工溝槽，采用產生序列脈沖信號的傳感器對活塞桿進行行程檢測，這是一種與陶瓷活塞桿結合使用的內置式行程檢測裝置，其具體方法是先在活塞桿表面加工等距離、具有一定深度的溝槽，然后在其表面噴涂陶瓷材料，其原理是：由于活塞桿基體是45#鋼或合金鋼，它具有導磁性，而表面噴涂的陶瓷材料是非金屬材料，無導磁性，當傳感器通過高低不一的溝槽時，產生的氣隙就有大小，氣隙的大小就造成磁阻的大小，磁阻的大小就造成磁場的強弱，傳感器通過檢測出磁場的強弱并轉換成電流的強弱，輸出脈沖信號，傳感器就可以檢測出活塞桿基體上溝槽的間距，而活塞桿基體上的溝槽是等距離的，這樣就可以轉換成活塞桿的行程。這種內置式行程檢測裝置集成于陶瓷活塞桿上，直接檢測出活塞桿的位移，不需轉換，故也不存在累積誤差，所以其檢測不受行程限制，任意行程均可檢測，而且其檢測精度可達到1mm；另外由于其結構緊湊、體積小，只需直接安裝于液壓缸的下端蓋上，在液壓缸外部不需另外的裝置，因此其檢修非常方便。增量型內置式行程檢測裝置的缺點在于如果系統斷電狀態下活塞桿滑落，其滑落的行程將被忽略。

公開號為CN?1201118A的一種用于行程傳感缸的絕對位置檢測方法，是基于固定間隔的增量式脈沖的變化來得到實際行程，不存在任何編碼的概念，在基于等距凹槽的基礎上，在固定間隔下增加不同間距的校正凹槽來標校當前位置的絕對位置，達到消除累計誤差的目的。因為采用的原理還是兩路相位差為90度的信號來測量移動位移和移動方向，因此這項技術無法檢出系統掉電至再上電期間產生的位移。

發明內容

為了克服增量型內置式行程檢測裝置在系統斷電狀態下活塞桿滑落，其滑落的行程將被忽略的不足，本發明將編碼編制識別技術與現代制造技術結合，在陶瓷活塞桿制造技術下，構造直線式位置編碼，通過陣列式傳感器識別編碼，得到傳感器在陶瓷桿上精確的位置信息，從根本上拋棄了基于脈沖計數的檢測方法。它將具備陶瓷活塞桿用增量型內置式行程檢測裝置的所有優點，同時又規避了陶瓷活塞桿用增量型內置式行程檢測裝置的缺點。首先是編碼的構造：作為編碼，最常用的絕對型編碼是環形編碼，在一個圓周內以固定間距構造不同的碼道，絕對編碼器光碼盤上有許多道由里至外的刻線碼道，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線這樣編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過n個光眼讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方變化的唯一的2進制編碼即格雷碼，這就稱為n位絕對編碼器。但是卻無法簡單的將環形編碼展平變成可以用于直桿上的直線編碼。