干运行识别装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种泵的干运行识别装置，其具有超声波变换器(8)，该超声波变换器被设计为设置在泵壳体(24)中，并与用于产生具有预设频率的电信号的频率发生器(2)电连接。该装置的分析单元(10)用于分析出现在超声波变换器(8)上的电信号，并由此被设计为，根据电信号的信号电平来检测超声波变换器(8)是否与液体相接触。

【技术实现步骤摘要】
干运行识别装置
本专利技术涉及一种泵的干运行识别装置以及一种泵机组。
技术介绍
为了防止泵的干运行，已知的方法是测量泵的泵壳体和泵送液体之间的电导率。在没有液体的情况下不会形成与泵壳体的导电接触，并且电阻将急剧升高。这种测量系统的缺点在于，电接触严重依赖于液体的电导率，并且干运行的确定通常需要一定的时间。专利文献EP1510698A2提出，使用设置在位于泵上的管道法兰中的振动叉来识别泵的干运行。振动叉将周期性地振动。相比于振动叉与水相接触的情况，当振动叉只与空气接触时，振动将由于较低的阻尼而具有更长的衰减时间。该结构的缺点在于，必须在泵上安装附加的管道法兰，以便为振动叉提供足够的空间。此外，激励在此是发生在低频率。因此必须通过多次激励来确定衰减时间，以便能够排除激励本身对识别干运行的影响。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于提出一种装置，其能够以紧凑的结构快速地识别出泵壳体中的泵的干运行。本专利技术的目的通过一种干运行识别装置和一种泵机组来实现。优选的实施方式将由以下内容给出。在此，在本申请中给出的特征可以单独地设置，但是也可以通过适当的组合提供更多的实施方式。根据本专利技术的泵的干运行识别装置具有：超声波变换器，其设置在泵壳体中并与用于产生具有预设频率的电信号的频率发生器电连接；和分析单元，该分析单元用于分析位于超声波变换器上的电信号，并为此被设计为：根据电信号的电平来检测是否存在超声波变换器与液体的接触。超声波变换器将电振动转化为机械振动。在此，振动频率处于超声波范围内。当超声波变换器与空气相接触时，超声波变换器可以根据其激励频率小幅衰减地振动。在此，超声波变换器具有特定的电特征，例如特定的阻抗。在此，术语阻抗代表复数电阻(komplexenWinderstand)，在此可以只关注阻抗的实数部分。当超声波变换器与液体、优选为水接触时，会有部分机械性振动能量传递至水中。由此使得振动衰减，这将导致超声波变换器的振动方式发生变化。这种变化可以通过超声波变换器上的特定电特征来测量。因此，例如超声波变换器的阻抗是可以改变的。分析单元被设计用于评估超声波变换器上的电信号。为此，分析单元具有电子器件，用以根据电信号或电信号的变化来识别超声波变换器是否与液体相接触。根据本专利技术，将分析单元的电路设计为，可以对所测得的电信号的电平进行分析，并根据该电平识别超声波变换器是否与液体相接触。超声波变换器在超声波范围中的机械振动对人来说是听不见的。此外，超声波振动可以快至具有约50μs和更短的振动周期，从而能够足够快地识别出超声波变换器与液体接触的变化。因此，根据超声波变换器的电特征的变化并通过对电信号的分析可以识别出干运行。优选将超声波变换器设置在泵的泵壳体中。优选超声波变换器具有较小的结构，从而使其能够在泵壳体的内部空间中与液体相接触，并且不会损害泵的抽吸效应。优选超声波变换器具有平整的表面，该表面可以在安装位置上与液体相接触。该平整的表面构成均匀的接触面。优选该平整的表面齐平地与附近的泵壳体的内侧面相邻接，因此超声波变换器本身不会伸入泵壳体的内部空间中。此外，优选超声波变换器具有螺纹，超声波变换器可以通过该螺纹特别是液体密封地与泵壳体用螺丝拧紧。由此可以将超声波变换器安装在泵壳体上，在泵壳体上存在螺纹、特别是螺纹孔形式的相应的插口。因此超声波变换器可以被很容易地更换。特别优选将该螺纹设计为，可以使超声波变换器拧入已经存在于泵壳体上的、具有相应的配对螺纹(Gegenwind)的开口中，例如排气孔。由此，超声波变换器可以构成泵的扩展部分。频率发生器被设计用于产生具有预设频率的电信号。该电信号被提供给超声波变换器，并转化为具有预设频率的机械振动。因此超声波变换器的超声波频率与电信号的预设频率相同。分析单元与超声波变换器电连接，从而使分析单元能够测量并分析落在超声波变换器上的电信号电平。为此将分析单元设计为，能够根据电信号、特别是根据电信号随时间的变化来识别超声波变换器是否与液体相接触。为此，分析单元分析电平或电平的变化，例如超声波变换器上的电压降或电信号的相位。在一种相应的实施方式中，分析单元可以例如通过超声波变换器的电压的振幅达到或低于预设的值来识别出干运行，在此，该预设的值大约位于超声波变换器与液体完全接触时的值和超声波变换器与液体没有接触时的值之间。在一种特别优选的实施方式中，频率发生器的电信号的预设频率在20kHz和80kHz之间，优选为40kHz。优选超声波变换器具有在超声波范围内的固有频率。因此优选转化为超声波范围内的机械振动的电信号同样具有在kHz范围或MHz范围内的频率。在此，电信号的频率位于20kHz和80kHz之间。在该范围内的振动人是听不见的。此外，用于产生在中间的kHz范围内的频率的频率发生器价格合适且技术稳定。优选电信号具有与超声波变换器的固有频率一致的频率。因此超声波变换器可以通过电信号在没有较大损耗的情况下转化为振动。技术成本较低的超声波变换器具有例如40kHz的固有频率。优选将分析单元设计为，对频率低于超声波范围的电信号进行评估。如前所述，就技术而言有利的是分析在一时间间隔内的信号变化，其本身位于电信号的周期时间的上面(oberhalb)，并且在此期间不必对超声波变换器与液体的接触的较小波动和变化进行识别。例如可能在短时间内在超声波变换器上会积聚有污物颗粒，这会导致超声波变换器的特定电特征发生快速变化，在此，将污物颗粒从超声波变换器上清除之后，电特征快速地再次返回其初始值。特别优选将分析单元设计用于对电直流电压信号进行评估。由此，分析单元将不对周期变化的信号的信号电平进行分析，而是要分析并识别待测量电信号的当前实际值或分散、持续的变化，例如在泵干运行时并因此从超声波变换器的电特征的突然但持续发生的变化来获得这种变化。不对周期性的变化进行检测。优选分析单元根据低于或高于预设值来识别超声波变换器是否与液体相接触。特别优选在超声波变换器和分析单元之间电连接地设置包络线探测器。包络线探测器用于从随时间变化的信号中过滤掉该信号的包络线。由此，至少能够过滤掉高于一定频率的周期分量。包络线探测器也可以过滤掉电信号的所有周期分量，从而只留下直流电压信号或直流电流信号。利用这种包络线探测器将有利于直接过滤掉对于识别泵的干运行不是必需的信号分量。所保留下来的剩余信号在超声波范围内缺少特别是周期性的变化，并且基本上反映了待评估的电信号随时间变化的振幅进程。根据该已被过滤的信号也可以容易地对在超声波变换器相对于液体失去接触(Kontaktverlust)条件下的信号电平的变化进行分析。将分析单元设计为，对已被包络线探测器过滤的信号进行分析并识别超声波变换器是否与液体相接触。如前所述，分析单元对被过滤的信号的信号电平进行分析，并与预设值进行比较，和/或分析单元对信号电平随时间的变化进行分析。可以优选信号电平在超声波变换器与液体之间失去接触期间升高。但是信号电平也可以降低。优选频率发生器的电信号是矩形信号。矩形信号的特征在于它的从一个振幅过渡到下一个振幅时的边沿陡度。超声波变换器将电矩形信号转化为具有相同频率的机械振动。特别优选配置可作为频率发生器和/或分析单元起作用的微控制器。优选将微控制器设计为，可发出具有预设频率的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于泵(22)的干运行识别装置，具有：超声波变换器(8)，其被设计为设置在泵壳体(24)中，并与用于产生具有预设频率的电信号的频率发生器(2)电连接；和分析单元(10)，用于分析在所述超声波变换器(8)上的电信号，并由此被设计为，根据所述电信号的信号电平来检测所述超声波变换器(8)是否与液体相接触。

【技术特征摘要】
2013.09.12 EP 13184065.41.一种具有泵壳体的泵机组(22)，其特征在于，配设有干运行识别装置，其中，所述干运行识别装置具有超声波变换器(8)，该超声波变换器被设置在所述泵壳体(24)中，使得所述超声波变换器(8)能够在所述泵壳体(24)内与液体相接触，其中，所述超声波变换器(8)与用于产生具有预设频率的电信号的频率发生器(2)电连接，并且所述干运行识别装置具有分析单元(10)，所述分析单元用于分析在所述超声波变换器(8)上的电信号，并由此被设计为，根据所述电信号的信号电平来检测所述超声波变换器(8)是否与液体相接触，其中，所述频率发生器(2)和所述分析单元(10)被设置在位于所述泵壳体(24)外面的电子器件壳体(40)中。2.根据权利要求1所述的泵机组，其特征在于，所述频率发生器(2)的电信号的预设频率在20kHz至80kHz之间。3.根据权利要求2所述的泵机组，其特征在于，所述预设频率为40kHz。4.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述分析单元(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗莱明·蒙克，
申请(专利权)人：格兰富控股联合股份公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK