液压系统综合测试仪研究

　　1　引言

　　在导弹发射设备中,液压系统是最主要的系统之一,液压系统的状态反映了发射设备的工作状态,因此,无论是在发射设备工作过程中,还是在对其进行故障诊断、状态监测过程中,对液压系统状态参数的检测都显得非常重要。在各种型号的发射设备中,在液压系统的关键点上,都设置有测量压力、流量的仪表,但由于条件限制,这类测量点不可能设得很多,因此,要靠有限的几个点位的参数来分析整个液压系统的状态,是非常困难的。要对正投入使用的发射设备液压系统的状态进行全面分析,必须尽可能多地设置流量、压力、温度等测量点,但增设新的接触式测量仪表,势必改变原系统的状态。因此,研制一种非接触式测量仪表,对液压系统的主要参数:压力、流量进行测量,对于改进液压系统参数的测量方法,将各种发射设备的监测诊断系统提高到实用化的阶段,具有非常重要的意义。

　　现在普遍使用的超声流量测试仪器,无论采用频差、相差或声时差,都必须是在液体声速变化范围不大的前提下进行。而液压系统中,液压油的温度、压力的变化范围都是很大的,如温度变化从-40℃~60℃,压力变化从0~32 MPa,这两个因素会引起声速在大范围内变动,由此引起的频差、相差或声时差远远大于液压油流速改变而带来的影响。

　　本文的研究目的在于,通过对液压油温度和超声波传播声时的测量,一方面将流速对声时的影响分离出来,得到流量值;另一方面,通过声时计算得到管路中流速为零时的声速,通过建模将压力、温度对声速的影响分离,计算出压力值。

　　2　综合测试仪的原理

　　液压系统多参数综合测试仪主要用于液压系统工作过程中,采用超声波测量原理,对系统管路中的主要参数:压力、流量进行非接触式测量并测量油液温度。该仪器主要由单片机系统、电源电路、超声波收发电路、超声探头、温度探头、信号处理电路、RS232接口等部分组成,其组成框图如图1所示。

　　仪器的工作原理:

　　在单片机ADUC812的控制下,超声波发射电路产生高压脉冲,激励超声波发射探头产生超声脉冲,超声脉冲在液压管路中传播,产生透射与反射,其反射波进入接收探头,进行信号处理。经过处理的信号进入单片机,由单片机计算当前时刻管路中的压力和流量。

　　温度探头直接感受液压管路的油液温度的变化,经过信号调理、A/D转换后输入到单片机。该温度测量值一方面作为温度参数显示,另一方面作为流量和压力测量的温度补偿。

　　压力、流量和温度3个参数的测量结果由显示单元进行结果显示,还可以通过RS-232接口传输到其他设备。