[發明專利]活塞桿伸出量檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202210251515.3
• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114776664A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 陳新春;蹤雪梅;何冰
• 申請（專利權）人: 江蘇徐工工程機械研究院有限公司
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00;G01B7/02;G06F17/11
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董成

本發明公開了一種活塞桿伸出量檢測裝置及方法，包括：電源與信號傳輸電纜、信號采集器、缸筒測頭電纜、缸筒測頭、活塞桿測頭電纜、活塞桿測頭、活塞桿、活塞、缸筒、電源和工業裝備主機；活塞與缸筒的內壁之間以及活塞桿與缸筒的活塞桿伸縮口之間絕緣連接；活塞桿測頭通過活塞桿測頭電纜連接信號采集器，活塞桿測頭與伸出缸筒的活塞桿接觸；缸筒測頭通過缸筒測頭電纜連接信號采集器，缸筒測頭與缸筒接觸；將活塞桿整體劃分成四個電容，在出廠前，標定液壓油、所述酚醛夾布環、所述絕緣密封的介電常數。在使用過程中，即可使用電容公式，進行一元二次方程求解，獲得所述活塞桿準確的伸出長度。

技術領域

本發明屬于伸出量檢測技術領域，特別涉及一種活塞桿伸出量測量裝置及方法。

背景技術

液壓缸活塞桿伸出量檢測是工程機械、機床、海工機械等工業裝備智能控制的關鍵技術基礎。近年來，液壓缸活塞桿伸出量檢測得到了廣泛的關注。國外主要采用光柵式位移傳感器、二進制條形碼等手段進行活塞桿伸出量檢測，存在結構設計復雜、制造要求與成本高、不適合大批量應用的問題。國內主要采用外置位移傳感器、磁致伸縮位移傳感器等手段進行活塞桿伸出量檢測，存在外置傳感器極易受損、抗震性差、不適合大多數工況、無法實現超長(≥12m)液壓缸活塞桿伸出量檢測。因此，開發環境適應性強、結構簡單、易于實現、制造成本低、抗振性強的液壓缸活塞桿伸出量檢測裝置及方法迫在眉睫。

發明內容

本發明提供了一種活塞桿伸出量測量裝置及方法，解決了背景技術中披露的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

活塞桿伸出量檢測裝置，包括：電源與信號傳輸電纜、信號采集器、缸筒測頭電纜、缸筒測頭、活塞桿測頭電纜、活塞桿測頭、活塞桿、活塞、缸筒、電源和工業裝備主機；所述活塞與缸筒內壁滑動連接，所述活塞桿連接活塞且相互導電，所述活塞用于驅動活塞桿伸縮于缸筒，所述活塞與缸筒的內壁之間以及活塞桿與缸筒的活塞桿伸縮口之間絕緣連接；所述活塞桿測頭通過活塞桿測頭電纜連接信號采集器，所述活塞桿測頭與伸出所述缸筒的活塞桿接觸；所述缸筒測頭通過缸筒測頭電纜連接信號采集器，所述缸筒測頭與缸筒接觸；

所述信號采集器用于采集所述活塞桿測頭與缸筒測頭之間的電容信號；所述信號采集器通過電源與信號傳輸電纜分別連接電源和工業裝備主機，所述信號采集器將電容信號傳輸至工業裝備主機，所述電源用于為信號采集器、缸筒測頭和活塞桿測頭供電。

進一步地，所述活塞桿與缸筒的活塞桿伸縮口之間設有絕緣密封套。

進一步地，所述活塞與缸筒的內壁之間設有酚醛夾布環。

進一步地，還包括：活塞桿測頭固定套，所述活塞桿測頭固定套設于缸筒的活塞桿伸縮口處，所述活塞桿測頭設于活塞桿測頭固定套，所述活塞桿測頭固定套中部設有供活塞桿伸縮的孔。

進一步地，所述活塞桿測頭固定套與缸筒之間設有絕緣墊片。

進一步地，所述信號采集器設有缸筒內部或外部。

進一步地，所述缸筒測頭設于缸筒內部或外部。

相應地，活塞桿伸出量檢測裝置的檢測方法，其特征在于：

假設所述活塞桿伸出量為L_x；則在所述缸筒底部的L_x段區域，所述缸筒底部與所述活塞之間形成了平板電容，其介質為液壓油，電容表達式為：

式中，ε₁為液壓油的介電常數；D₁為所述活塞的直徑；

所述活塞長度為L₁，所述活塞外圓柱面與所述缸筒內孔之間形成了圓柱形電容，其介質為所述酚醛夾布環，電容表達式為：