[发明专利]活塞杆伸出量检测装置及方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于伸出量检测技术领域，特别涉及一种活塞杆伸出量测量装置及方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明提供了一种活塞杆伸出量测量装置及方法，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

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；

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。

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。

进一步地，所述活塞与缸筒的内壁之间设有酚醛夹布环。

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。

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。

进一步地，所述信号采集器设有缸筒内部或外部。

进一步地，所述缸筒测头设于缸筒内部或外部。

相应地，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：

式中，ε₁为液压油的介电常数；D₁为所述活塞的直径；

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：