[發明專利]一種基于自激式壓電元件的排氣裝置及方法

在審

• 申請號: 202011609129.4
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112736187A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 王茂坤;葛益波;齊雯雯
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司金城南京機電液壓工程研究中心
• 主分類號: H01L41/113
• 分類號: H01L41/113;F15B13/02;F15B19/00;F15B21/044;G01N27/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明屬于液壓技術領域，公開了一種基于自激式壓電元件的排氣裝置及方法，包括激振電路、壓電元件、解調電路、驅動電路和排氣閥，壓電元件正、負電極連接于激振電路兩個驅動引腳，壓電元件的反饋電極連接于激振電路的反饋引腳；電壓電元件驅動信號的電壓信號送入解調電路，壓電元件為氣、液介質檢測的敏感元件；解調電路連接驅動電路，驅動電路連接并控制排氣閥；壓電元件設在裝有待檢測介質的閉式容器中，排氣閥是閉式容器的通氣閥門。本發明采用自激式壓電元件作為氣液檢測的敏感元件，結構為壓電陶瓷材料和彈性金屬材料粘接而成，具有環境適應性強的優點；依據被檢測對象的密度、粘度等物理特性，具有適用對象廣、檢測靈敏、可靠性高的優點。

技術領域

本發明屬于液壓技術領域，涉及一種排氣方法，具體涉及一種基于自激式壓電元件的排氣裝置及方法。

背景技術

液壓系統利用液壓油進行能量的傳遞，要求液壓油具有良好的剛度和連續性。若液壓系統中混入空氣，會顯著降低液壓油的剛度和連續性，使液壓系統產生振動沖擊，加劇液壓部件磨損，導致系統使用壽命減少，系統可靠性降低。

排氣閥是液壓系統的重要部件，安裝于閉式液壓系統的最高點，用于排出液壓系統產生的氣體，保證液壓系統使用壽命和工作可靠性。排氣閥的發展經歷了手動排氣閥、機械式自動排氣閥和電控式自動排氣閥三個階段。

手動式排氣閥不能夠自動打開進行排氣，需要操作人員進行手動開啟，并實現自動關閉，因此可稱之為半自動排氣閥。手動式排氣閥依靠操作人員的經驗，不能進行有效的排氣。

機械式自動排氣閥利用液體和氣體運動粘度的不同，流過阻尼管時產生不同的壓降，進而控制排氣閥芯的開關。由于飛機液壓系統的溫度變化范圍很大，一般為-55～135℃，液壓油的運動粘度隨溫度呈現顯著的變化。若液壓油溫度過高，液壓油的運動粘度接近于空氣的運動粘度，機械式自動排氣閥容易失效。

電控式自動排氣閥由電磁閥和液位檢測系統組成，其利用光電或聲波等檢測元件檢測液位是否達到排氣液位水平，發送排氣使能信號給控制器，并由控制器進行決策是否排氣和驅動排氣電磁閥進行排氣。相關技術已被國外的parker、伊頓等公司申請專利保護，且產品價格昂貴。

發明內容

本發明目的：提供了一種基于自激式壓電元件的排氣裝置及方法，本裝置和方法靈敏度高、可靠性高，適用性強，可適用于如液壓系統等存在閉式容器且需排氣的場合。

本發明的技術方案是：

一種基于自激式壓電元件的排氣裝置，包括激振電路、壓電元件、解調電路、驅動電路和排氣閥，壓電元件正、負電極連接于激振電路兩個驅動引腳，壓電元件的反饋電極連接于激振電路的反饋引腳；電壓電元件驅動信號的電壓信號送入解調電路，壓電元件為氣、液介質檢測的敏感元件；解調電路連接驅動電路，驅動電路連接并控制排氣閥；壓電元件設在裝有待檢測介質的閉式容器中，排氣閥是閉式容器的通氣閥門。

進一步的，壓電元件為圓形薄片結構。

進一步的，壓電元件是自激式壓電元件，具體是一種壓電陶瓷片與薄彈性元件的組合，其典型應用示例有壓電蜂鳴片。

進一步的，壓電元件安裝于排氣閥的內部。

一種基于自激式壓電元件的排氣方法，使用上述的一種基于自激式壓電元件的排氣裝置，包括以下步驟：

第一步，使壓電元件與激振電路形成自激振蕩，并自動激振在壓電元件的諧振頻率上，驅動壓電元件在其諧振頻率點產生機械振動；

第二步，將壓電元件置于被檢測的介質中；

第三步，將壓電元件兩端的電壓送入解調電路，解調電路根據采樣電壓的特征參數辨識出壓電元件周圍當前的介質，從而實現氣、液兩相介質的檢測。

第四步，若被檢測的介質為氣體，則并生成排氣使能信號，并轉入第五步，否則轉入第一步；