一种液压系统管道泄漏状态检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种液压系统管道泄漏状态检测系统，属于液压技术领域。该系统包括：液压动力系统、液压缸、液压缸流量及容积需求数学模型、压力传感器和数据采集与处理单元；液压动力系统统计出瞬时输出流量曲线Q1与某个时间段的输出容积曲线Q2；液压缸流量及容积需求数学模型采集当前液压缸的实时动作情况，根据设定好的模型参数，计算出当前液压系统的理论需求流量曲线Q3与某个时间段的需求容积曲线Q4；压力传感器配合蓄能器组的容量给出理论需求修正曲线ΔQ3与理论需求容积修正曲线ΔQ4；数据采集与处理单元实时采集处理Q1与Q3+ΔQ3、Q2与Q4+ΔQ4之间的差异，从而实现对液压系统中的油液泄漏状态的检测。中的油液泄漏状态的检测。中的油液泄漏状态的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种液压系统管道泄漏状态检测系统


[0001]本专利技术属于液压
，涉及一种液压系统管道泄漏状态检测系统。

技术介绍

[0002]液压系统泄漏是液压系统工作过程中常见的一种故障。油液外部泄漏污染环境，造成一定程度的经济损失。油液内部泄漏以及安全溢流阀大量溢流油液，造成液压系统功率损耗增加。因此检测液压系统泄漏是很有必要的。
[0003]常规液压系统外部泄漏检测的方法是人工巡检。点检人员定期到阀台、管道、液压缸等位置检查，工作人员劳动强度大，并且不能做到实时检测，液压系统内部泄漏也很难被发现。目前市面上，几乎没有对液压系统泄漏状态进行在线检测的。
[0004]因此，亟需一种能够实时检测液压系统管道泄漏状态的系统。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种液压系统管道泄漏状态检测系统，检测出液压系统输出流量与需求流量、输出容积与需求容积之间的差值变化，以此检测出液压系统泄漏状态，解决液压系统泄漏状态难以在线检测等问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种液压系统管道泄漏状态检测系统，包括：油箱、控制阀台、连接管道、液压缸和蓄能器组，还包括：可测流量的液压动力系统、液压缸流量及容积需求数学模型、压力传感器和数据采集与处理单元；
[0008]所述可测流量的液压动力系统统计出瞬时输出流量曲线Q1与某个时间段的输出容积曲线Q2；
[0009]所述液压缸流量及容积需求数学模型采集当前液压缸的实时动作情况，根据设定好的模型参数，计算出当前液压系统的理论需求流量曲线Q3与某个时间段的需求容积曲线Q4；
[0010]所述压力传感器配合蓄能器组的容量可以给出理论需求修正曲线ΔQ3与理论需求容积修正曲线ΔQ4；
[0011]所述数据采集与处理单元实时采集处理输出流量Q1与需求流量Q3+ΔQ3、输出容积Q2与需求容积Q4+ΔQ4数值之间的差异，在某一时间段内，如果偏差超出设定范围，则判定为液压系统中存在不正常的泄漏，从而实现对液压系统中的油液泄漏状态的检测。
[0012]进一步，该系统能够检测液压系统中液压缸、连接管道、控制阀台的内部泄漏与外部泄漏，以及检测安全溢流阀的非正常溢流状态。
[0013]进一步，当液压动力系统由伺服电机驱动液压泵情况下，根据伺服电机转数及液压泵排量，计算出排出高压液压油的容积，达到计量的目的。
[0014]进一步，当液压动力单元由异步电机驱动变量泵情况下，在管道中安装高精度流量计，通过流量计计算出系统排出的液压油容积，达到计量目的。
[0015]进一步，采集液压系统中所有液压缸的动作状态，根据液压缸参数及设定的速度、各位置传感器和行程开关等，得到液压缸流量及容积需求数学模型，模型配置有修正功能。
[0016]进一步，构建液压缸流量及容积需求数学模型，具体包括：液压系统各执行机构是有序动作的，在一段时间内，假如各执行机构需求的流量分别是q1、q2、q3……
q
n
，对应的容积需求分别是V1、V2、V3……
V
n
，那么在这段时间内的总流量需求和总容积需求分别是：
[0017]q＝q1+q2+q
3+
……
+q
n
ꢀꢀ
(1)
[0018]V＝V1+V2+V
3+
……
+V
n
ꢀꢀ
(2)
[0019]液压系统中除了各执行机构消耗的流量需求和容积需求外，还有一部分用于补充蓄能器组。高压液压油给蓄能器组充油时，蓄能器内氮气压力体积变化符合理想气体状态方程：
[0020]V
gas
＝V0·
(P0/P
gas
)
1/γ
ꢀꢀ
(3)
[0021]其中，V0表示蓄能器在t0时刻内部气体体积，V
gas
表示蓄能器在t1时刻内部气体体积，P0表示蓄能器在t0时刻内部气体压力，P
gas
表示蓄能器在t1时刻内部气体压力，γ表示等熵指数(又称绝热指数)。
[0022]t0时刻蓄能器内压力油的压力与P0一致，t1时刻蓄能器内压力油的压力与P
gas
一致。如果在t1‑
t0时间内液压系统主泵泵入蓄能器组的压力油体积为ΔV，则V
gas
＝V0‑
ΔV，带入式(1)，得到公式如下：
[0023]ΔV＝V0·
(1
‑
(P
gas
/P0)
γ
)
ꢀꢀ
(4)
[0024]由式(2)中可以得出，在一段时间内，通过压力传感器实时检测蓄能器压力P
gas
和P0，通过蓄能器的初始容积可以求出任意初始时刻的V0，即可求出这段时间内的蓄能器容积变化ΔV。对蓄能器容积变化ΔV求导，即可求出蓄能器的流量变化曲线ΔQ。理论上，系统需求流量即为执行机构需求流量加上蓄能器需求流量、系统需求容积即为执行机构需求容积加上蓄能器需求容积。
[0025]可测流量的液压动力系统可以统计出瞬时输出流量曲线与某个时间段的输出容积曲线；数据采集与处理单元实时采集处理输出流量与需求流量、输出容积与需求容积数值之间的差异，在某一时间段内，如果偏差超出设定范围，就说明系统中存在不正常的泄漏，从而实现对液压系统中的油液泄漏状态的检测。
[0026]本专利技术的有益效果在于：本专利技术具有检测准确、不需要加装任何检测设备、投入与运行成本低、控制与结构简单等特点，是一项液压系统泄漏状态最优的检测技术，适合应用于冶金行业所有液压系统。
[0027]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0029]图1为本专利技术液压系统管道泄漏状态监测系统的结构图；
[0030]附图标记：1
‑
油箱，2
‑
液压系统主泵，3
‑
伺服电机，4
‑
压力传感器，5
‑
蓄能器组，6
‑
截止阀，7
‑
控制阀台，8
‑
液压缸，9
‑
数据采集与处理单元，10
‑
液压缸流量及容积需求数学模型，11
‑
安全溢流阀。
具体实施方式
[0031]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压系统管道泄漏状态检测系统，包括：油箱、控制阀台、连接管道、液压缸和蓄能器组，其特征在于，该系统还包括：液压动力系统、液压缸流量及容积需求数学模型、压力传感器和数据采集与处理单元；所述液压动力系统统计出瞬时输出流量曲线Q1与某个时间段的输出容积曲线Q2；所述液压缸流量及容积需求数学模型采集当前液压缸的实时动作情况，根据设定好的模型参数，计算出当前液压系统的理论需求流量曲线Q3与某个时间段的需求容积曲线Q4；所述压力传感器配合蓄能器组的容量给出理论需求修正曲线ΔQ3与理论需求容积修正曲线ΔQ4；所述数据采集与处理单元实时采集处理输出流量Q1与需求流量Q3+ΔQ3、输出容积Q2与需求容积Q4+ΔQ4数值之间的差异，在某一时间段内，如果偏差超出设定范围，则判定为液压系统中存在不正常的泄漏，从而实现对液压系统中的油液泄漏状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢丽华，刘勋，李军，邓晓林，陈德国，王渝，
申请(专利权)人：中冶赛迪装备有限公司，
类型：发明
国别省市：