本发明专利技术公开了一种活塞杆伸出量检测装置及方法，包括：电源与信号传输电缆、信号采集器、缸筒测头电缆、缸筒测头、活塞杆测头电缆、活塞杆测头、活塞杆、活塞、缸筒、电源和工业装备主机；活塞与缸筒的内壁之间以及活塞杆与缸筒的活塞杆伸缩口之间绝缘连接；活塞杆测头通过活塞杆测头电缆连接信号采集器，活塞杆测头与伸出缸筒的活塞杆接触；缸筒测头通过缸筒测头电缆连接信号采集器，缸筒测头与缸筒接触；将活塞杆整体划分成四个电容，在出厂前，标定液压油、所述酚醛夹布环、所述绝缘密封的介电常数。在使用过程中，即可使用电容公式，进行一元二次方程求解，获得所述活塞杆准确的伸出长度。度。度。
Device and method for detecting the extension of piston rod
【技术实现步骤摘要】
活塞杆伸出量检测装置及方法
[0001]本专利技术属于伸出量检测
，特别涉及一种活塞杆伸出量测量装置及方法。
技术介绍
[0002]液压缸活塞杆伸出量检测是工程机械、机床、海工机械等工业装备智能控制的关键技术基础。近年来，液压缸活塞杆伸出量检测得到了广泛的关注。国外主要采用光栅式位移传感器、二进制条形码等手段进行活塞杆伸出量检测，存在结构设计复杂、制造要求与成本高、不适合大批量应用的问题。国内主要采用外置位移传感器、磁致伸缩位移传感器等手段进行活塞杆伸出量检测，存在外置传感器极易受损、抗震性差、不适合大多数工况、无法实现超长(≥12m)液压缸活塞杆伸出量检测。因此，开发环境适应性强、结构简单、易于实现、制造成本低、抗振性强的液压缸活塞杆伸出量检测装置及方法迫在眉睫。
技术实现思路
[0003]本专利技术提供了一种活塞杆伸出量测量装置及方法，解决了
技术介绍
中披露的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]活塞杆伸出量检测装置，包括：电源与信号传输电缆、信号采集器、缸筒测头电缆、缸筒测头、活塞杆测头电缆、活塞杆测头、活塞杆、活塞、缸筒、电源和工业装备主机；所述活塞与缸筒内壁滑动连接，所述活塞杆连接活塞且相互导电，所述活塞用于驱动活塞杆伸缩于缸筒，所述活塞与缸筒的内壁之间以及活塞杆与缸筒的活塞杆伸缩口之间绝缘连接；所述活塞杆测头通过活塞杆测头电缆连接信号采集器，所述活塞杆测头与伸出所述缸筒的活塞杆接触；所述缸筒测头通过缸筒测头电缆连接信号采集器，所述缸筒测头与缸筒接触；
[0006]所述信号采集器用于采集所述活塞杆测头与缸筒测头之间的电容信号；所述信号采集器通过电源与信号传输电缆分别连接电源和工业装备主机，所述信号采集器将电容信号传输至工业装备主机，所述电源用于为信号采集器、缸筒测头和活塞杆测头供电。
[0007]进一步地，所述活塞杆与缸筒的活塞杆伸缩口之间设有绝缘密封套。
[0008]进一步地，所述活塞与缸筒的内壁之间设有酚醛夹布环。
[0009]进一步地，还包括：活塞杆测头固定套，所述活塞杆测头固定套设于缸筒的活塞杆伸缩口处，所述活塞杆测头设于活塞杆测头固定套，所述活塞杆测头固定套中部设有供活塞杆伸缩的孔。
[0010]进一步地，所述活塞杆测头固定套与缸筒之间设有绝缘垫片。
[0011]进一步地，所述信号采集器设有缸筒内部或外部。
[0012]进一步地，所述缸筒测头设于缸筒内部或外部。
[0013]相应地，活塞杆伸出量检测装置的检测方法，其特征在于：
[0014]假设所述活塞杆伸出量为L
x
；则在所述缸筒底部的L
x
段区域，所述缸筒底部与所述活塞之间形成了平板电容，其介质为液压油，电容表达式为：
[0015][0016]式中，ε1为液压油的介电常数；D1为所述活塞的直径；
[0017]所述活塞长度为L1，所述活塞外圆柱面与所述缸筒内孔之间形成了圆柱形电容，其介质为所述酚醛夹布环，电容表达式为：
[0018][0019]式中，ε2为所述酚醛夹布环的介电常数；D为所述缸筒的内孔直径；
[0020]在所述活塞杆的长度为L2，所述活塞杆外圆柱面与所述缸筒内孔之间形成了圆柱形电容，其介质为液压油，电容表达式为：
[0021][0022]式中，d为所述活塞杆的直径；L为所述缸筒内孔长度；
[0023]缸筒的活塞杆伸缩口长度为L3，所述活塞杆外圆柱面与所述缸筒的活塞杆伸缩口之间形成了圆柱形电容，其介质为所述绝缘密封，电容表达式为：
[0024][0025]式中，ε3为所述绝缘密封的介电常数；D2为所述缸筒的活塞杆伸缩口直径；
[0026]电容C1、电容C2、电容C3和电容C4并联形成所述缸筒测头与所述活塞杆测头之间的电容，电容表达式为：C＝C1+C2+C3+C4[0027]信号采集器通过活塞杆测头采集活塞杆和活塞的电容信号；通过缸筒测头采集缸筒的电容信号，基于电容信号计算电容量C；计算C＝C1+C2+C3+C4获取活塞杆伸出量为L
x
。
[0028]进一步地，活塞杆(8)伸的出量为L
x
的求解过程为：
[0029]根据公式(5)，可得
[0030][0031]根据公式(6)，可得
[0032][0033]根据公式(7)，求解一元二次方程得
[0034][0035]式中，
[0036][0037][0038][0039]相应地，一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行上述的方法。
[0040]相应地，一种计算设备，包括：
[0041]一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述的方法中的的指令。
[0042]本专利技术所达到的有益效果：结构简单、不受环境限制，易于实现，适用范围广、调整方便，自适应动作灵活。
附图说明
[0043]图1为本专利技术的结构示意图。
[0044]图2为本专利技术机构参数示意图。
[0045]图3为本专利技术电容信号检测原理示意图。
[0046]图4为本专利技术活塞杆伸出量与电容之间的关系示意图。
[0047]附图标记：
[0048]1.电源与信号传输电缆，2.信号采集器，3.缸筒测头电缆，4.缸筒测头，5.活塞杆测头电缆，6.活塞杆测头，7.活塞杆测头固定套，8.活塞杆，9.绝缘垫片，10.绝缘密封套，11.酚醛夹布环，12.活塞，13.缸筒。
具体实施方式
[0049]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0050]如图1所示，本专利技术为一种活塞杆伸出量检测装置，包括电源与信号传输电缆1、信号采集器2、缸筒测头电缆3、缸筒测头4、活塞杆测头电缆5、活塞杆测头6、活塞杆测头固定套7、活塞杆8、绝缘垫片9、绝缘密封套10、酚醛夹布环11、活塞12、缸筒13。所述电源与信号传输电缆1为所述信号采集器2、所述缸筒测头4、所述活塞杆测头6提供电源，并将所述信号采集器2的采集到的检测信号传输给工业装备主机。所述信号采集器2可设置在所述缸筒13内、外部，用于采集所述缸筒测头4、所述活塞杆测头6的检测信号。所述缸筒测头电缆3为所述缸筒测头4提供电源，并将其采集到的检测信号传输给所述信号采集器2。所述缸筒测头4可设置在所述缸筒13内、外部，并与所述缸筒13紧密接触，进行电容信号采集。所述活塞杆测头电缆5为所述活塞杆测头6提供电源，并将其采集到的检测信号传输给所述信号采集器2。所述活塞杆测头6，固定在所述活塞杆测头固定套7上，并与所述活塞杆8刚性或柔性接触，进行电容信号采本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.活塞杆伸出量检测装置，其特征在于：包括：电源与信号传输电缆(1)、信号采集器(2)、缸筒测头电缆(3)、缸筒测头(4)、活塞杆测头电缆(5)、活塞杆测头(6)、活塞杆(8)、活塞(12)、缸筒(13)、电源和工业装备主机；所述活塞(12)与缸筒(13)内壁滑动连接，所述活塞杆(8)连接活塞(12)且相互导电，所述活塞(12)用于驱动活塞杆(8)伸缩于缸筒(13)，所述活塞(12)与缸筒(13)的内壁之间以及活塞杆(8)与缸筒(13)的活塞杆伸缩口之间绝缘连接；所述活塞杆测头(6)通过活塞杆测头电缆(5)连接信号采集器(2)，所述活塞杆测头(6)与伸出所述缸筒(13)的活塞杆(8)接触；所述缸筒测头(4)通过缸筒测头电缆(3)连接信号采集器(2)，所述缸筒测头(4)与缸筒(13)接触；所述信号采集器(2)用于采集所述活塞杆测头(6)与缸筒测头(4)之间的电容信号；所述信号采集器(2)通过电源与信号传输电缆(1)分别连接电源和工业装备主机，所述信号采集器(2)将电容信号传输至工业装备主机，所述电源用于为信号采集器(2)、缸筒测头(4)和活塞杆测头(6)供电。2.根据权利要求1所述的活塞杆伸出量检测装置，其特征在于：所述活塞杆(8)与缸筒(13)的活塞杆伸缩口之间设有绝缘密封套(10)。3.根据权利要求2所述的活塞杆伸出量检测装置，其特征在于：所述活塞(12)与缸筒(13)的内壁之间设有酚醛夹布环(11)。4.根据权利要求3所述的活塞杆伸出量检测装置，其特征在于：还包括：活塞杆测头固定套(7)，所述活塞杆测头固定套(7)设于缸筒(13)的活塞杆伸缩口处，所述活塞杆测头(6)设于活塞杆测头固定套(7)，所述活塞杆测头固定套(7)中部设有供活塞杆(8)伸缩的孔。5.根据权利要求4所述的活塞杆伸出量检测装置，其特征在于：所述活塞杆测头固定套(7)与缸筒(13)之间设有绝缘垫片(9)。6.根据权利要求1所述的活塞杆伸出量检测装置，其特征在于：所述信号采集器(2)设有缸筒(13)内部或外部；所述缸筒测头(4)设于缸筒(13)内部或外部。7.根据权利要求4所述的活塞杆伸出量检测装置的检测方法，其特征在于：假设所述活塞杆(8)伸出量为L
x
；则在所述缸筒(13)底...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈新春，蹤雪梅，何冰，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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