[发明专利]气动驱动器和用于获取气动驱动器的功率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有工作室的气动驱动器，活塞可运动地布置在该工作室中。活塞与行程吸收器耦接。此外，气动驱动器包括用于获取在工作室存在的内压的压力传感器。此外，本发明涉及一种用于获取这样的气动驱动器的功率的方法。

背景技术

由气动部件、特别由气动驱动器转化的且在该意义下“消耗的”能量，通常根据其压缩空气消耗量而确定。对此使用空气消耗计量器，在其帮助下确定由气动部件转化的物质流。然而，空气消耗计量器是相对贵的组件，使得值得期望找到低成本的方式，从而确定由气动部件消耗的能量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种气动驱动器，可低成本地确定其功率。此外本发明的目的还在于，提供一种用于确定气动驱动器的功率的低成本的方法。

根据本发明的一方面，气动驱动器设置有工作室，活塞可移动地布置在工作室中。气动驱动器包括行程吸收器，用于获取由工作室中的活塞经过的路程。此外，气动驱动器具有压力传感器，其被提供用于获取工作室中的内压。气动驱动器设置有处理单元，其设计用于确定气动驱动器的功率。该处理单元设置成，使得基于针对工作室中的活塞经过的路程的至少一个值和基于工作室中的内压伴随该运动的变化而确定气动驱动器的功率。

对于现代气动驱动器，通常有行程吸收器，其用于确定或监控工作室中的活塞的位置。在驱动器中集成压力传感器，也可以是低成本的，只要该压力传感器非设置用于监控室压。在存疑的情况下，具有仅低额外费用的两个传感器也可集成在气动驱动器中。在这样的气动驱动器中可容易地获取针对室内压的测量值，以及获取由工作室中的活塞经过的路程。所述值进入处理单元，该处理单元进一步处理该数据，且从其中计算气动驱动器的能量消耗。

对于出于其他原因气动驱动器已经设置有处理单元的情况，此外可低成本地针对额外提供的能量消耗测量而设置已经存在的处理单元。因此通过执行合适的新软件，处理单元可赋予该额外的功能。其可以借助于在系统中测量技术可用的值，且其可基于此确定气动驱动器的功率或能量消耗。有利地，可放弃使用昂贵的空气消耗计量器或物质流计量器。对于根据本发明各方面的气动驱动器，取而代之地仅需要集成低成本的压力传感器，且相应地对处理单元进行编程。这相比于传统的系统呈现出显著的经济优点。可以简单且低成本地确定气动驱动器的瞬时功率和能量消耗。

在符合实际的设想下，实现对气动驱动器的功率和能量消耗的确定，即设想所使用的诸如空气的过程流体表现为理想气体。此外，以等温地实现状态变化为前提。基于一般气体方程，借助于所测量的体积变化和相应的压力变化，根据气动功率确定由驱动器所消耗的能量，气动功率通过过程流体输送至驱动器。

特别地，气动驱动器可设计成，使得由工作室中的活塞经过的路程对应于活塞的冲程。换而言之，在活塞的相互相对的最终位置之间的所经过的路程由行程吸收器确定。

此外，气动驱动器可设计用于，获取路程和内压，也选择性地获取两个测量值中的一个，作为取决于时间的值。相应地，各传感器，即，行程吸收器和压力传感器设计用于获取取决于时间的值。处理单元相应地设置成，针对路程和内压处理该取决于时间的值，从而以这种方式确定气动驱动器的瞬时功率。根据另一实施例，以下述方式确定驱动器的能量消耗，即，处理单元对气动驱动器的瞬时功率进行时间积分。

根据另一实施方式，处理单元设计用于，根据工作室中的主导压力和工作体积的乘积的时间导数确定驱动器的功率。在本文中，工作体积定义为通过活塞在工作室的运动而挤压或释放的体积。此外，处理单元可设计用于，根据由工作室中的活塞经过的路程和活塞在内室中具有的横截面积确定工作体积。若活塞的横截面积是已知的，则可以间接通过活塞在工作室中的由行程吸收器获取的路程确定工作体积。

根据另一实施方式，处理单元设计用于，为确定气动驱动器的功率，除了工作体积外还考虑气动驱动器的死点体积。这特别涉及对单作用的气动驱动器的流体功率的确定。在计算流体功率的范围内，可以将死点体积加至工作体积，之后将在该和值乘以室压。如在上文中所述的，接着确定气动驱动器的功率，可形成该乘积的时间导数。

对应于其他实施例，可在更长的时间段上获取测量值，因此也可以在更长的时间段上观察气动驱动器的能量消耗。针对能量消耗的当前值可由于气动驱动器的具体运行方式而在短的时间标度强烈波动。能量消耗的在时间上确定值在一些情况下可以是针对用户的更有说服力的值。