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1、第30卷第8期仪器仪表学报Vol.30No.82009年8月ChineseJournalofScientificInstrumentAug.2009一种电容非介入式压力测量方法研究*黄姣英1,袁海文1,安晨亮3,崔 勇1,李成贵2(1北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院 北京 100191;2北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院 北京 100191;3中国航天发射技术研究所 北京 100191)摘 要:非介入测量对液压系统的故障诊断与检测具有关键作用,研究了液压系统的电容非介入式压力测量的可行性,基于函数型连接神经网络建立了电容式压力测量的电容与压力的数学模型,在此基础
2、上,设计了相应的电容非介入式压力测量实验平台,结合实验,得出实际液压系统中电容和压力确切的数学关系,也定性分析了液压油介电常数和温度的关系。仿真和实验结果表明,变介电常数电容法在液压管路压力非介入式测量中完全可行,为小管径液压系统的在线压力测量提供一种新的方法.关键词:非介入压力测量;液压系统;变介电常数;电容;函数型连接神经网络中图分类号:TP212 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:460.4020Researchonnon-intrusivepressuremeasurementbasedoncapacitormethodHuangJiaoying1,YuanH
3、aiwen1,AnChenliang3,CuiYong1,LiChenggui2(1SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering,BeihangUniversity,Beijing100191,China;2SchoolofInstrumentationScienceandOpto-electronicsEngineering,BeihangUniversity,Beijing100191,China;3ChinaAerospaceLaunchingTechnologyResearchInstitute,Beijing10
4、0191,China)Abstract:Non-intrusivepressuremeasurementplaysacrucialroleinfailurediagnosisanddetectionofhydraulicsystem.Amethodbasedoncapacitorisdiscussedinthispaperandamathematicalmodelbasedonfunctionallinkneuralnetwork(FLNN)isestablished,whichestablishestherelationshipbetweencapacitorandpres
5、sureoftheoilinahydraulicsystem.Atestplatformofpressureviacapacitormeasurementwasdesigned.Throughexperiments,theaccuratemathematicalrelationshipbetweencapacitorandpressureofthehydraulicsystemisobtained.Andthequalitativeanalysisoftherelationshipbetweencapacitorandtemperatureoftheoiliscomplete
6、d.Simulationandtestresultsindicatethattheproposedmethodisfeasiblefornon-intrusivepressuremeasurement.Itoffersanewonlinepressuremeasurementmethodforhydraulicsystemwithpipediameterlessthan15mm.Keywords:non-intrusivepressuremeasurement;hydraulicsystem;variabledielectricconstant;capacitor;FLNN第
7、8期黄姣英等:一种电容非介入式压力测量方法研究17751 引 言液压系统故障率高、故障检测定位困难[1-2]。对系统液体压力的测量,传统的介入式方法都是把感知元件与被测液体直接接触,这样就给测量工作带来了极大的不便,特别是在被测液体是强腐蚀、有毒、高压的情况下,对检测和维修人员具有极大的危害性。非介入式液压检测方法无需预留检测接口,在不改变原系统工作状态的前提下,可对液压系统的主要工作参数进行管外测量,进而对液压系统的工作状态进行全面分析和快速故障定位。目前应用最多的是超声非介入式管道压力测量方法,通