CN103133458A - 一种液压阀的内泄漏量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压阀的内泄漏量检测装置。包括测试台架(3)、支架(5)、容器(11)、进油管(12)、出油管(9)、漏斗(8)、称重传感器(7)、变送器(6)、单片机***(4)、显示模块(1)、二位二通电磁换向阀(10)及按钮(2)。通过容器入口将被试液压阀内泄漏的液压油储存在容器(11)中，容器(11)置于称重传感器(7)上，称重传感器(7)及变送器(6)置于支架(5)上，通过称重传感器(7)及变送器(6)将泄漏油液的重量转换成电信号，并经A/D转换成数字信号，输入到单片机，再由单片机换算成内泄漏量，并通过显示模块(1)显示。为防止测量过程中液压油从容器(11)中溢出，特设有电磁换向阀(10)控制的出口，由单片机测算其实际容量，一旦发现超过其阈值，便停止测量，并通过继电器使电磁换向阀(10)打开，排出容器(11)油液。本发明通过自动称重方式测量液压阀的内泄漏量，可拓展测量范围，能自动测量微小泄漏量，可为液压阀批质量的全面评定与性能改进提供数据依据。

Description

一种液压阀的内泄漏量检测装置

技术领域

本发明涉及液压阀测试领域，特别涉及一种液压阀的内泄漏量检测装置。

背景技术

液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式，它是工农业生产中广为应用的一门技术，液压传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。液压阀是液压***中用来控制液体压力、流量和方向的元件，包括压力控制阀，流量控制阀和方向控制阀。液压阀的质量检测对于保证整个液压***的准确性、快速性、稳定性有重要的意义。每个液压阀在出厂前必须通过各种手段对其参数进行严格的测试，检验其性能是否达到相关要求，其中就包括内泄漏量试验。目前，液压阀的内泄漏量试验方式一是人工记录泄漏液的滴数，然后转换为毫升数，或者用量杯收集起来进行测量，这种试验方式存在着受人为因素影响大、试验效率低等缺点，难以满足液压阀的大批量自动化质量检测的要求；二是由流量传感器测得流量值，然后进行计算得到泄漏量值，但这种方式的问题在于目前的流量传感器在微、小流量的情况下难以测量或测量的准确度很低，无法满足量程范围大、测量精度高的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种液压阀的内泄漏量检测装置，可以实现试验数据的自动采集与分析，提高液压阀的内泄漏量测量的效率，增加自动测量的量程范围以及测量结果的准确度，并能自动显示测试结果，可为液压阀批质量的全面评定以及液压阀的研发和后期性能改进提供数据依据。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种液压阀的内泄漏量检测装置包括测试台架、支架、容器、进油管、出油管、漏斗、称重传感器、变送器、单片机***、显示模块、二位二通电磁换向阀及按钮。

所述称重传感器及变送器置于支架上，称重传感器与变送器连接；所述容器置于称重传感器上，即可由称重传感器实现对容器的称重，容器底部有一出油口，与出油管相连，该油管装有一个二位二通电磁换向阀用以控制该油路的启闭，使容器中的油液经过漏斗回流至试验油箱；所述进油管的一端接被试阀的泄漏口，另一端置于容器上方，使被测液压阀泄漏的油液进入容器；所述的显示模块用于进行试验结果的显示；所述的按钮用于控制单片机***的启动与停止。所述的单片机***包括单片机、A/D转换器、时钟模块、数据存储模块、继电器及报警灯；其中所述的单片机与A/D转换器、数据存储模块、时钟模块、继电器、报警灯、显示模块以及按钮连接；其中所述的A/D转换器与单片机和变送器连接，用于将电信号转变为数字信号；其中所述的数据存储模块用于存放数据；其中所述的时钟模块用于获取***时间；其中所述的继电器与二位二通电磁换向阀连接，用于控制二位二通电磁换向阀的动作；其中所述的报警灯用于在油液重量超过阈值后产生报警信号。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)自动化程度高、量程范围大

由于采用了称重传感器、变送器和单片机***组成的数据采集***，实现了微小内泄漏量测量与数据的自动采集；

2)测量结果精确、可靠

由于采用高精度的砝码来进行称重传感器的标定，为称重***提供了精密的测量标准；同时称重传感器以及变送器的灵敏度很高，能检测出微小的重量变化；另一方面，由于采用了为称重传感器设置阈值的方法进行内泄漏量是否溢出的判断，使得在内泄漏量过大而超过容器容积时仍能确保数据的精确可靠；

3)柔性高

本发明采用的测量***可以适用于各种液压阀的内泄漏量试验，具有很高的柔性。

附图说明

图1是本发明的产品结构示意图；

图2是本发明的产品数据采集及控制***示意图；

图3是本发明的工作程序流程图；

图中：1、显示模块；2、按钮；3、试验台架；4、单片机***；5、支架；6、变送器；7、称重传感器；8、漏斗；9、出油管；10、二位二通电磁换向阀；11、容器；12、进油管；41、单片机；42、A/D转换器；43、数据存储模块；44、时钟模块；45、继电器；46、报警灯。

具体实施方式

本发明的一种液压阀的内泄漏量检测装置的产品结构示意图如图1所示，包括测试台架(3)、支架(5)、容器(11)、进油管(12)、出油管(9)、漏斗(8)、称重传感器(7)、变送器(6)、单片机***(4)、显示模块(1)、二位二通电磁换向阀(10)及按钮(2)。所述称重传感器(7)及变送器(6)置于支架(5)上，称重传感器(7)与变送器(6)连接，变送器可采用XL-A2P型；所述容器(11)置于支架(5)上，即可由称重传感器(7)及变送器(6)实现对容器(11)的称重，并转换为电信号；容器(11)底部有一出油口，与出油管(9)相连，该油管装有一个二位二通电磁换向阀(10)用以控制该油路的启闭，使油液经过漏斗(8)回流至试验油箱，容器(11)的量程可根据以被试阀的公称压力和通径为条件查询相关标准以及预期的试验时间进行选择，然后根据所选择的容器(11)的量程来选择相应的称重传感器(7)的量程；所述进油管(12)的一端接被试阀的泄漏口，另一端置于容器(11)上方，使从进油管(12)出来的油能进入容器(11)；所述的显示模块(1)用于进行试验结果的显示；所述的按钮(2)用于控制单片机***(4)的启动与停止。

本发明的一种液压阀的内泄漏量检测装置的单片机***示意图如图2所示，所述的单片机***(4)包括单片机(41)、A/D转换器(42)、数据存储模块(43)、时钟模块(44)、继电器(45)和报警灯(46)。

其中所述的A/D转换器(42)与单片机(41)和变送器(6)连接，用于将电信号转变为数字信号；其中所述的数据存储模块(43)用于存放数据；其中所述的时钟模块(44)用于获取***时间；其中所述的继电器(45)与二位二通电磁换向阀(10)连接，用于控制二位二通电磁换向阀(10)的动作；其中所述的报警灯用于在油液重量超过阈值后产生报警信号；其中所述的单片机(41)与A/D转换器(42)、数据存储模块(43)、时钟模块(44)、继电器(45)、报警灯(46)、显示模块(1)以及按钮(2)连接。

本发明的工作原理如下：

标定原理：在测试之前，需要先对称重传感器及试验所用的液压油的密度进行标定，标定的步骤为：将空容器置于称重传感器上，按下变送器上的零位调节按钮，然后再加载相当于总秤量的标准砝码，加载后按下变送器上的量程调节按钮，完成称重传感器的标定；液压油密度的标定过程为：通过量杯量取体积为V的液压油，体积值不应过小，将液压油加入容器中，然后单片机通过称重传感器测得加入液压油前后容器的重量值，分别记为m₀，m₁，之后单片机然后通过公式ρ＝(m₁-m₀)/V计算得到液压油的密度值ρ，单位为g/mL。

试验原理：标定结束后，开始进行试验，用户将被试液压阀安装到试验位置，然后使流量达到试验所要求的流量，压力由零逐渐增大至公称压力，其间设定几个测量点，分别依次测量每个设定点的内泄漏量，每个设定点的内泄漏量测试步骤如下：

加载压力至设定点压力，并按下启动按钮，单片机接到该信号后通过继电器关闭二位二通电磁换向阀，单片机读取第一个数据的重量值和时间，记为m₀、t₀，然后使泄漏的油液流入容器中，单片机继续读取称重传感器及变送器的数据，对采集到的数据进行A/D转换，并写入数据存储模块，单片机读取试验结束前最后一个数据的重量值和时间，记为m₁、t₁，之后单片机计算出该液压阀的内泄漏量，公式为q＝(m₁-m₀)/(ρ*(t₁-t₀))，单位为mL/min，式中m₁-m₀为泄漏油液的重量，t₁-t₀为试验持续时间，ρ为之前标定的液压油的密度；试验结果通过显示模块进行显示；之后进行下一个设定点的内泄漏量试验，如果已经是公称压力下的内泄漏量试验，则该试验完成后，试验结束。

溢出判断原理：为防止因为被试液压阀的内泄漏量过大而超过了容器的容积而产生油液溢出的情况，根据容器容积和预期的试验时间在单片机程序中设置一个阈值m₂，若试验中油液重量没有达到该值，则达到预期的试验时间后，按下停止按钮，试验结束。若油液重量达到该阈值时，则触发一个信号，使报警灯报警，在此期间需暂时停止试验，单片机读取此时的时间为t₁(由于还有部分残余油液还留在进油管中，因此应等到进油管中的油液流入容器中)，称重传感器及变送器仍不断采集重量数据，当该数据在一段时间内达到稳定时，说明此时进油管中的油液已全部流入容器，单片机读取此时的重量，记为m₁，然后单片机通过继电器打开电磁换向阀，使油液通过出油管及漏斗回流至试验油箱，此时称重传感器及变送器仍不断采集重量数据，当该数据在一段时间内达到稳定时，说明此时容器中的油液已全部经过漏斗回流至试验油箱；之后继续进行内泄漏量试验，此时单片机通过称重传感器及变送器读取的第一个数据的重量值和时间分别记为m₃、t₃，待达到预期的试验时间后，按下停止按钮，试验结束，试验结束前读取的最后一个数据的重量值和时间分别为m₄、t₄。试验结束后，单片机根据数据存储模块中的数据进行泄漏量的计算，计算公式为q＝(m₁-m₀+m₄-m₃)/(ρ*(t₁-t₀+t₄-t₃))，单位为mL/min，式中m₁-m₀为溢出报警前被试阀在t₁-t₀时间内被试阀内泄漏油液的重量，m₄-m₃为排出容器内的油液并继续进行试验后，在t₄-t₃时间内被试阀内泄漏油液的重量，之和即为总泄漏油液的重量，t₁-t₀+t₄-t₃即为总试验时间，ρ为之前标定的液压油的密度；试验结果通过显示模块进行显示。

本发明的工作程序流程图如图3所示，其步骤为：

1)程序初始化

用户将液压阀安装到试验位置后，使流量达到试验所要求的流量，加载压力至第一个设定点，之后开启***电源，单片机进行一系列的初始化工作，包括各个寄存器中状态变量和数值的初始化工作。

2)试验开始

程序初始化之后，单片机开始循环的检测用户是否有指令输入，当检测到用户按下启动按钮后，关闭二位二通电磁换向阀，同时开始内泄漏量试验，使泄漏的油液能够进入容器中。

3)数据采集与存储

称重传感器及变送器将泄漏油液的重量转换成电信号，并经A/D转换成数字信号，输入到单片机，并写入数据存储模块。

4)溢出判断

为防止因为液压阀的泄漏量过大而超过了容器的容积而产生油液溢出的情况，根据容器容积和预期的试验时间在单片机程序中设置一个阈值，若试验中油液重量没有达到该值，则达到预期的试验时间后，按下停止按钮，试验结束。若油液重量达到该阈值时，则触发一个信号，使报警灯报警，在此期间需暂时停止试验(由于还有部分油液还留在进油管中，因此应等到油管中的油液流入容器中)，称重传感器及变送器仍不断采集重量数据，当该数据在一段时间内达到稳定时，说明此时进油管中的油液已全部流入容器，然后单片机通过继电器打开电磁换向阀，使油液通过出油管及漏斗回流至试验油箱，称重传感器及变送器仍不断采集重量数据，当该数据在一段时间内达到稳定时，说明此时油液已全部通过出油管及漏斗回流至试验油箱，之后继续进行试验，待达到预期的试验时间后，按下停止按钮，试验结束。

5)试验结果显示

单片机根据数据存储模块中的数据进行泄漏量的计算，并将试验结果通过显示模块显示。

6)试验继续进行

加载压力至下一个设定点，重复以上步骤，直到完成所有设定点的内泄漏量试验。

Claims (4)

1.一种液压阀的内泄漏量检测装置，其特征在于包括测试台架(3)、支架(5)、容器(11)、进油管(12)、出油管(9)、漏斗(8)、称重传感器(7)、变送器(6)、单片机***(4)、显示模块(1)、二位二通电磁换向阀(10)及按钮(2)。称重传感器(7)及变送器(6)置于支架上(5)，称重传感器(7)与变送器(6)连接；按钮(2)用于控制单片机***(4)的启动与停止；单片机***(4)包括单片机(41)、A/D转换器(42)、数据存储模块(43)、时钟模块(44)、继电器(45)、报警灯(46)；单片机(41)与A/D转换器(42)、数据存储模块(43)、时钟模块(44)、继电器(45)、报警灯(46)、显示模块(1)以及按钮(2)连接；A/D转换器(42)与单片机(41)和变送器(6)连接；继电器(45)与二位二通电磁换向阀(10)连接，用于控制二位二通电磁换向阀(10)的动作；报警灯(46)用于在泄漏量达到阈值时产生报警信号。

2.根据权利要求1所述的一种液压阀的内泄漏量检测装置，其特征在于所述的称重传感器(7)、变送器(6)、支架(5)和容器(11)组成称重***，将容器(11)放在称重传感器(7)上即可测出容器(10)的重量，并可通过变送器(6)转换为电信号，再经A/D转换成数字信号，输入到单片机，再由单片机按计算公式算出内泄漏量，并通过显示模块(1)显示。

3.根据权利要求1所述的一种液压阀的内泄漏量检测装置，其特征在于所述容器(11)的下方有一出油口，与出油管(9)相连，该油管装有一个二位二通电磁换向阀(10)用以控制该油路的启闭。

4.根据权利要求1所述的一种液压阀的内泄漏量检测装置，其特征在于所述进油管(12)的一端接被试阀的泄漏口，另一端置于容器上方，其上装有一个二位二通电磁换向阀(10)。

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