[发明专利]摆动式液压缸叶片密封磨损状态的监测装置及监测方法

说明书

本发明涉及摆动式液压缸叶片密封磨损状态的监测装置及监测方法。该装置包括：在叶片密封与动块的配合处设计的密封槽导向套中，其正面安装与缸筒接触的矩形密封带，其背面铺设光纤光栅传感器；由密封槽导向套与动块装配后的叶片作为摆动式液压缸结构的一部分；在动块和输出轴上开设斜槽，并在输出轴中钻孔，将光纤引出至输出轴后与第二光纤准直器连接；第一光纤准直器固定在支撑基座上，通过调节支撑基座使两个光纤准直器耦合，实现光纤光栅传感信号的无线传输。该监测方法是通过光纤光栅传感器对密封件实时监测，经光纤光栅解调仪和计算机处理后判断摆动式液压缸的密封状态。本发明具有精度高，抗干扰能力强、可以在油液环境中安全工作等优点。

技术领域

本发明涉及摆动式液压缸叶片密封磨损状态监测方法，是一种无线传感监测方法。

背景技术

摆动式液压缸输出转矩并通过控制实现往复摆动。在摆动式液压缸的实际工作中，由于往复摆动过程中的摩擦和油液中污染物质的共同作用，其中的叶片密封会不可避免地逐渐发生磨损，从而导致叶片密封的接触压力下降，引起摆动式液压缸的泄漏，影响其正常工作，甚至造成严重事故。

现有的对液压缸密封状态的监测方案主要有两种：人工监测和对液压缸容腔压力信号的监测。

1.人工监测：

人工监测的方法是通过工作人员对摆动式液压缸的输出杆端进行观察，根据是否有液体介质的泄漏来判断其中的密封是否失效，人工监测主要的缺点是不能及时发现位于液压缸内部的密封失效。

2.对液压缸容腔压力信号的监测：

这种方法是通过对液压缸的容腔的压力信号的监测判断液压缸的密封状态，这种方法的缺点是通常用于离线分析，不能实时监测，并且这种监测方法的抗干扰能力不强，分析结果不够准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的上述问题，提供一种通过无线光纤传感的监测方法，可以在摆动式液压缸工作过程中对其中的叶片密封磨损状态变化进行实时监测。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的摆动式液压缸叶片密封磨损状态的监测装置，其中对摆动式液压缸结构结构改进包括：

在叶片密封与动块的配合处设计密封槽导向套，将矩形密封带安装在密封槽导向套的正面，与缸筒接触，光纤光栅传感器铺设进密封槽导向套的背面，密封槽导向套与动块装配后的叶片作为摆动式液压缸结构的一部分；在动块和输出轴上开设斜槽作为铺设光纤光栅传感器通道，并在输出轴中钻孔，将光纤引出至输出轴的轴端，与固定于摆动式液压缸输出轴的轴端的第二光纤准直器连接；另一个光纤准直器即固定在基座上的第一光纤准直器，其固定在支撑基座上，通过调节支撑基座使所述两个光纤准直器耦合，实现光纤光栅传感信号的无线传输。

所述的输出轴由定块支撑，在摆动式液压缸工作时静止，叶片装在输出轴上，在摆动式液压缸工作时，叶片随输出轴摆动。

所述的光纤光栅传感器铺设在密封槽导向套的背面，位于密封槽导向套和动块的接触面上。

本发明提供的摆动式液压缸叶片密封磨损状态监测方法，具体是：通过在密封槽导向套的背面铺设光纤光栅应变传感器和光纤光栅温度传感器，对密封件的温度变化和应变实时监测，并通过光纤光栅解调仪和计算机对密封件工作表面的温度变化和应变信号的实时采集和分析，判断摆动式液压缸的密封状态。

所述的摆动式液压缸叶片密封磨损状态监测方法，包括以下步骤：

1)光纤光栅传感器的封装：

该光纤光栅传感器包括光纤光栅应变传感器和光纤光栅温度传感器，它们采用毛细钢管进行封装，并用耐高温环氧树脂胶粘接光纤与毛细钢管；

2)光纤光栅传感器的铺设：