液压系统监测仪器的研究

　　0　引　言

　　液压系统以其快速响应、大功率、高性能及远程操作与控制等特点,被作为一种主要动力装置广泛应用于各种机械设备中。其规模与复杂性日益提高,元件及系统的故障与失效原因也变得更加复杂,因此迫切需要提高系统运行可靠性与安全性。

　　目前,将各种故障诊断的新技术新方法应用于液压故障诊断领域,这对于提高系统运行可靠性与安全性都是很有益的。但是这些诊断方法仍存在许多不足和局限,单凭一种或几种方法是无法从根本上解决液压系统运行的可靠性与安全性问题的。

　　然而,设备状态监测技术可以有效地提高设备运行的可靠性与安全性,是目前较为有效的方法。本文介绍的由单片机控制的液压系统监测仪器具有体积小、重量轻、实用性强、使用方便等特点,可用于各种液压设备中进行状态监测,让操作者及时了解系统的工作状况,并将传统意义上的设备定期维护提升为按需维护与预测维护,以达到提高液压系统运行可靠性与安全性的目的。

　　1　液压系统监测仪器的构成

　　监测仪器主要由以单片机控制单元为核心,配以信号处理电路及信号变送装置三部分组成(俗称:一次仪表+二次仪表)。仪器构成框图如图1所示。

　　1·1　信号变送装置

　　主要指的是一次仪表,即传感器。设计时只要在系统需要监测部位加上合适的传感器或留出相应接口便可使用该仪器对系统进行状态监测。

　　监测仪器的精度,在一定程度上取决于传感器的精度,设计时一定要选择性能可靠,具有较高精度的传感器。该仪器选用AK-2型压力传感器和Pt100热电阻温度传感器,这两种传感器输出的都是模拟量信号。由于LWGY型涡轮流量变送器能输出与流量成正比的脉冲信号,抗干扰能力强而且适于作单片机的输入信号,用于监测流量;对转速的监测则采用GTS211B型转速传感器,这两种传感器的输出都是数字量信号。

　　1·2　信号处理电路

　　传感器输出的信号要经过处理后才能输入单片机,信号处理电路用于采集传感器输出的被测信号进行放大,整形后输入微机控制单元。

　　1·3　微机控制单元

　　主要由MCS-51系列单片机8031及相应的A/D转换器0809接口电路组成,对信号处理电路输入的信号进行运算处理和显示。MCS-51系列单片机8031具有功能强,使用灵活方便,价格低廉,抗干扰能力强等特点,特别适于实时监测与监控的智能化仪表,是目前监测与监控型应用领域中较理想的8位微机。

　　8031有两个16位定时计数器，能实现四种可编程工作方式。本系统中，直接利用两个计数器实现两路脉冲信号的计数。8031内有128个字节的RAM，内部虽然没有&0M,可根据系统的需要，很方便地外接一个EPROM。此外，还有大量的可寻址单元，可编制内容丰富的软件。为了构成完整的单片机控制系统，还进行了相应扩展功能的配置。