[發明專利]一種液壓管路流動流體等效體積彈性模量在線軟測量方法

有效

• 申請號: 202010091215.4
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111310335B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 谷立臣;耿寶龍
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種液壓管路流動流體等效體積彈性模量在線軟測量方法，通過在液壓管路中布置一對壓力變送器，同步記錄流體壓力因柱塞泵壓力脈動發生的變化，在獲得管路中測點位置的同步壓力信號后用零相位低通濾波器對信號進行預處理，最后對預處理后的壓力信號進行互相關運算，求得動力源壓力脈動在壓力測量點間的傳遞時間，通過對壓力波在測點間的傳遞時間進行做進一步計算，獲得液壓管路壓力測點間流體的等效體積彈性模量。本發明不干擾液壓系統正常運行，可實現流體等效體積彈性模量的在線軟測量，操作簡單，測量精度高。

技術領域

本發明屬于管路流體體積彈性模量測量技術領域，具體涉及一種液壓管路流動流體等效體積彈性模量在線軟測量方法。

背景技術

流體體積彈性模量是衡量流體壓縮性的重要指標，該指標影響液壓系統剛度、控制精度、動態特性及非線性特性，準確測量流體壓縮性意義重大。現有流體體積彈性模量測量裝置及方法多針對靜態流體的體積彈性模量測定，鮮有考慮流動流體的體積彈性模量測量。考慮到液壓傳動系統工作介質大多處于流動狀態，而且氣體在動態流體和靜態流體中的溶解及釋放速度不同，簡單的用靜態流體體積彈性模量替代動態流體，會造成參數錯誤。同時由于管路中流體體積彈性模量不僅隨流體含氣量和壓力變化，還隨管路流量、管路長度、管徑不同而變化，測量難度更大。

因此，設計一套簡單可行的流動流體等效體積彈性模量測量方法是一個亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種液壓管路流動流體等效體積彈性模量在線軟測量方法，可以在線測量管路流體等效體積彈性模量隨壓力，流量，以及管路尺寸的變化情況。

本發明采用以下技術方案：

一種液壓管路流動流體等效體積彈性模量在線軟測量方法，測試管路的一端連接動力源，另一端連接負載，在測試管路的流體入口端A及出口端B處分別布置第一壓力變送器和第二壓力變送器，出口端B與負載之間的管路上設置有流量傳感器；以柱塞式液壓泵作為動力源的液壓系統，測試管路中傳遞由液壓泵產生的壓力脈動，作為測試液壓管路流體等效體積彈性模量的激勵信號，第一壓力變送器和第二壓力變送器測取布置點測試管路中的壓力值，通過流量傳感器監測測試管路的實際流量，信號依次經光電隔離保護和同步數據采集卡后發送至工業計算機；在保證無相差的前提下，工業計算機將采集的同步壓力信號進行零相位低通數字濾波作為信號預處理；然后經互相關計算，識別壓力脈動傳遞時間，計算得到測試管路中流體的等效體積彈性模量。

具體的，同步數據采集卡采樣頻率滿足流體等效體積彈性模量計算精度要求，計算理論最小采樣頻率f。

進一步的，理論最小采樣頻率f具體為：

其中，ΔK_pipe為理論體積彈性模量精度，ρ_l為管路中流體密度，L為測點A、B間管路長度。

具體的，工業計算機將采集的同步壓力信號進行零相位低通數字濾波作為信號預處理，對預處理后的兩路壓力信號進行互相關運算如下：

其中，P₁和P₂分別表示預處理后的兩路同步采集的壓力信號，N為總采樣點數，m為求和運算計數值，n為P₁和P₂兩路壓力信號相對滯后點數。

具體的，測試管路流體的等效體積彈性模量K_pipe為：

其中，L為測點A、B間管路長度，ρ為管路中流體密度，t為測點間壓力波傳遞時間。

具體的，負載包括液壓馬達和泵，測試管路經液壓馬達與泵連接，泵上設置有溢流閥。