基于非插入技术的液压系统压力传感器

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1、2008年9月机床与液压Sep．2008第36卷第9期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1J36No．9基于非插入技术的液压系统压力传感器安骥，张洪朋，张兴彪，孙玉清(大连海事大学，辽宁大连116026)摘要：设计了一种以应变传感器和计算机数据采集处理系统为基础构成的液压系统压力测量系统。该系统可以对液压管路实现非接触在线实时检测，其特点是系统性能稳定、适应性强、动态性能好。本文在研究液压管路应变传递原理的基础上，针对液压系统特点，设计了方便使用的测量夹具，并利用wavebook数据采集系统实现了对管路的非接触式测量。关键词：应

2、变片；在线测量；压力监测；非插入测量中图分类号：TH137．5文献标识码：A文章编号：1001—3881(2008)9—217—3ThePressureMeasurementinFluidSystemBasedonNon-contactTechnologyANJi，ZHANGHongpeng，ZHANGXingbiao，SUNYuqing(DalianMertimeUniversity，DalianLiaoning116026，China)Abstract：Apressuremeasurementsystembasedonnon—contac

3、ttechnology，straingaugeandcomputerdataaquisitionsystemwasdesigned．Thisapparatuscanbeusedforon—linenon—contactmeasurementofthefluidpipe，whichhashighstability，adaptabili—tyanddynamicperformance．Theclampofnon—contactmeasurementsliceweredesignedbasedonresearchofpipedeliveringst

4、rain．Byusingthewavebookdataacquistionsystem，theme~urementresultwaspresented．Keywords：Strainslice；On—linemeasurement；Pressurementmeasurement；Non—contactmeasurementO引言法，应变片安装在夹具上，夹具通过螺栓固定在管道传统液压系统压力测试仪表其共同的特征之一是外。这样既保证测量精度，又方便携带。感压元件必须和液体介质相接触，以便直接反映压1．1管路应变的理论推导力。这些压力测试仪表用于液

5、压系统的故障诊断时需对管路应变，考虑液压管路一般的厚度与外径的要配合接头插入压力油管才能实施检测，这严重制约比例，应当采用圆筒变形的厚壁理论。对于厚壁圆筒液压系统的快速故障定位。因此，研究准确找到故障中半径为r处筒壁截面上任意点的周向和径向应力可部位并迅速排除的非插入式压力检测方法对于液压系由拉梅方程给出：统管外测压及快速故障定位具有十分重要的意义。周向应力OrH：AB目前对液压系统非接触测量的研究方法主要集中在超声波法、热学法、应变法3个方向。r)径向应力Orr：A一超声波法是目前研究的热点。但是对工作状况经常发生变化的液压系统，由于油液的

6、体积弹性模量的若内压力为P，外压力为0，内半径为R，则两变化较大，造成超声波的波速变化大，因此，对这类端封闭的圆筒中纵向应力为系统存在一定的困难。热学法由于加热较为困难，测量时间较长，目前=很少应用。其中A为拉梅常数。应变法具有测量快、装卸方便的优点。但是由于早期的应变测量技术水平限制，应用不十分广泛。但周向应变或纵向应变=直径的应变=百O"H一鲁一是，与专门设计的感压元件相比管道的变形特性自然O"L要差一些，从而使这种测压方法的精确度受到影响，i但其精确度却能满足故障诊断的要求。由上式知，圆筒上直径的应变等于周向(或环1系统工作原理向)应变

7、。根据周向应力、径向应力和纵向应力的主利用液压管路压力高和压力作用下金属管道周向应力系统，并假设均为拉应力，可推知周向应变为：会产生弹性变形的特性，通过检测管道外周长的微小H：百[LH--to-r一L]J变形量，即可计算出管道压力。应变测量使用应变片收稿日期：2008—07—02作者简介：安骥(1974一)，男，山东汶上人，大连海事大学博士研究生，研究方向为机电工程、现代检测及故障诊断技术。电话：13074188053，E—mail：anji．999@hotmail．con。·218·机床与液压第36卷对应变片测量，选用何种型式的应变片以及测

8、量安装夹具后，夹具与管壁电路的接法选择，事先进行计算是十分必要的。之间是靠螺栓固定的，因此，笔者就本文所选择的实验管进行以下计算。其变形传递是通过压力相互传实验管外