[發明專利]液壓缸內泄漏檢測方法及其在TBM撐靴液壓缸中的應用

在審

• 申請號: 202211716104.3
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN116181741A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 潮群;邵悅辰;劉成良
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00;F15B1/04;F15B13/02;G01M3/32
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

本發明公開了一種液壓缸內泄漏檢測方法及其在TBM撐靴液壓缸中的應用，包括以下步驟：S1、獲取液壓缸在預定時間tsubgt;1/subgt;內的行程數據；S2、對獲取到的液壓缸行程數據進行清洗和分割；S3、獲取液壓缸在每一個指定時間段的壓力數據并進行篩選；S4、對篩選出的各組壓力數據分別進行小波分解與重構；S5、計算各階高頻重構信號的能量在原始壓力信號總能量中的占比，判定液壓缸是否發生內泄漏。本發明僅通過TBM撐靴液壓缸的壓力數據和行程數據便完成了對TBM撐靴液壓缸內泄漏的檢測，無需依據TBM撐靴液壓缸的幾何參數等信息建立復雜的物理模型，提升了計算速度和檢測效率。

技術領域

本發明涉及隧道掘進機、液壓缸內泄漏檢測技術領域，更具體的說是涉及一種液壓缸內泄漏檢測方法及其在TBM撐靴液壓缸中的應用。

背景技術

撐靴液壓缸是全斷面隧道掘進機(TBM)支撐系統中的重要部件，在TBM掘進過程中不光要給TBM提供足夠的支撐力，還要負責調整TBM的位姿。由于撐靴液壓缸經常工作在強振動和高壓的狀態下，隨著時間的推移，液壓缸的密封件、活塞桿、缸體等元件極易發生損傷，進而導致撐靴液壓缸出現泄漏、支撐力不足、穩定性差等故障，嚴重影響TBM的正常掘進，造成難以估量的經濟損失和安全隱患。因此，有必要及時對TBM撐靴液壓缸進行內泄漏檢測。

現有技術中雖然有一些可以檢測液壓缸內泄漏的方法，但這些方法大多只適用于實驗條件下的液壓缸，這些液壓缸通常在恒定的負載和工作周期下進行往復運動，并加裝了流量、振動、應變等多類型的傳感器，其中還有一些方法需要進一步依靠液壓缸的幾何參數和工況信息建立精確的內泄漏物理模型。而受現場施工的影響，TBM的撐靴液壓缸在工作過程中既沒有明確的工作周期，也難以安裝多余的傳感器，采集到的數據很容易受到噪聲和掘進工況的干擾，因此利用目前的診斷方法進行內泄漏檢測往往會產生較大的誤差。

因此，如何提供一種適用于TBM撐靴液壓缸，且能夠推廣普及至其他液壓缸的內泄漏檢測方法，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種液壓缸內泄漏檢測方法及其在TBM撐靴液壓缸中的應用，旨在解決上述技術問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種液壓缸內泄漏檢測方法，包括以下步驟：

S1、獲取液壓缸在預定時間t₁內的行程數據；

S2、對獲取到的液壓缸行程數據進行清洗和分割；

S3、獲取液壓缸在每一個指定時間段的壓力數據并進行篩選；

S4、對篩選出的各組壓力數據分別進行小波分解與重構；

S5、計算各階高頻重構信號的能量在原始壓力信號總能量中的占比，判定液壓缸是否發生內泄漏。

優選的，在上述一種液壓缸內泄漏檢測方法中，在步驟S1中，預定時間t₁的設定至少保證液壓缸能夠經歷一次由最大行程點附近收回到起始位置附近的過程。

優選的，在上述一種液壓缸內泄漏檢測方法中，步驟S2具體包括以下步驟：

S2.1、檢測該段數據中有無行程極大值點，若該段數據內無行程極大值點，則判定步驟S1獲取到的行程數據為無效數據，則返回至步驟S1并對步驟S1中的預定時間t₁進行調整；

S2.2、依次判定步驟S2.1中的各行程極大值點是否為液壓缸回收的初始計時點；

S2.3、找到與步驟S2.2中得到的每一個行程極大值點相對應的行程極小值點，若無法找到與某一行程極大值點相對應的行程極小值點，則判定該行程極大值點無效，需將其剔除；