測量管道內壓力的測量設備、方法、系統及工程機械的製作方法
2023-10-11 22:39:59
專利名稱：測量管道內壓力的測量設備、方法、系統及工程機械的製作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械領域，具體地，涉及一種用於測量管道內壓力的測量設備、方法、系統及包含該系統的工程機械。
背景技術：
混凝土輸送泵採用液壓雙缸形式，兩個油缸交替工作，實現混凝土的連續泵送。具體而言，輸送缸出口與料鬥相通，泵送混凝土時，一個輸送缸從料鬥中吸入混凝土，另一輸送缸則將混凝土泵送到S管中，由S管進入輸送管道。測量該輸送管道內壓力是很有意義的，其可真實反映實際負載大小。然而，目前尚無直接測量混凝土輸送管道內壓力的方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於測量管道內壓力的測量設備、方法、系統及包含該系統的工程機械。為了實現上述目的，本發明提供一種用於測量管道內壓力的測量設備，該設備包括測量裝置，用於測量位於所述管道外壁的電阻應變片的阻值；以及計算裝置，用於根據所述阻值，計算所述管道內的壓力。相應地，本發明還提供一種用於測量管道內壓力的測量系統，該系統包括電阻應變片，位於所述管道外壁上；以及上述測量設備。相應地，本發明還提供一種工程機械，該工程機械包括上述測量系統。相應地，本發明還提供一種用於測量管道內壓力的測量方法，該方法包括測量位於所述管道外壁上的電阻應變片的阻值；以及根據所述阻值，計算所述管道內的壓力。通過上述技術方案，電阻應變片會隨著管道內壓力的變化而發生形變，進而其阻值會發生變化。通過檢測該阻值變化，可得出所述管道內壓力。該管道內壓力可真實反映實際負載大小，將該壓力反饋到工程機械(諸如，泵車)的控制器，可使該控制器進行動力源與負載的匹配，優化該工程機械的性能。本發明的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式
部分予以詳細說明。
附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式
一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中圖I為本發明提供的用於測量管道內壓力的測量系統的結構示意圖；圖2為電阻應變片於管道上的布置位置示意圖；圖3為測量裝置的電路圖；圖4為電阻應變片於管道上的另一布置位置示意圖；以及圖5為電阻應變片於管道上的再一布置位置示意圖。
附圖標記說明10電阻應變片20測量裝置30計算裝置100管道截面R1、R2、R3、R4電阻/電阻應變片
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。圖I為本發明提供的用於測量管道內壓力的測量系統的結構示意圖。如圖I所示，本發明提供了一種用於測量管道內壓力的測量系統，該系統包括電阻應變片10，位於所 述管道外壁上(例如，可採用膠黏劑將電阻應變片粘貼在管道外壁上);測量裝置20，用於測量所述電阻應變片的阻值；以及計算裝置30，用於根據所述阻值，計算所述管道內的壓力。電阻應變片會隨著管道內壓力的變化而發生形變，進而其阻值會發生變化。通過檢測該阻值變化，可得出所述管道內壓力。圖2為電阻應變片於管道上的布置位置示意圖。優選地，如圖2所示，所述管道的橫截面100為橢圓形；所述電阻應變片包括電阻應變片Rl和電阻應變片R2，分別位於所述橢圓形的兩個頂點上；所述測量裝置向一半橋電路的相對的兩個橋臂連接點施加一電壓，測量另兩個橋臂連接點間的電壓，根據該電壓計算所述電阻應變片的阻值。所述半橋電路的四個橋臂分別包括所述電阻應變片RU電阻應變片R2、電阻R3以及電阻R4。一般而言，所述管道的橫截面是圓形的，管道由於壓力變化產生的拉壓形變較難被檢測到。在此，將管道的橫截面改為橢圓形，更易於檢測管道因壓力變化產生的拉壓形變。當然，需要說明的是，上述橢圓形僅為一優選實施例，其他形狀橫截面的管道亦適用於此，例如，四邊形等。圖3為測量裝置的電路圖。如圖3所示，所述半橋電路的四個橋臂分別包括所述電阻應變片R1、電阻應變片R2、電阻R3以及電阻R4。電阻應變片Rl和電阻應變片R2無應變時，其阻值分別為Rl和R2。所述測量裝置向該半橋電路的橋臂連接點A、C端施加一電壓U，並測量橋臂連接點B、D端的輸出電壓U。。可假設電阻應變片R1、電阻應變片R2、電阻R3以及電阻R4的阻值相等，即R1=R2=R3=R4=R，此時B、D端的輸出電壓U0=Oo當管道內有不同壓力大小的混凝土經過時，管道受壓而使電阻應變片Rl和電阻應變片R2發生應變，導致其阻值發生變化，此時橋路將失去平衡。假設電阻應變片Rl和電阻應變片R2的阻值變化量分別為Λ R1、A R2，則B、D端的輸出電壓U0
Γ _ R3R2+AR2Lio—(----)U、
' R3+R4 RI +AR I 十R2+AR2 ⑴
R3(Rl+ARl+R2+AR2)-fR2+AR2)(R3+R4),,=--U
(R3+R4)(Ri+ARl 卜R2+AR2)根據該電壓UQ，可得到管道內的壓力大小。優選地，所述電阻應變片Rl和電阻應變片R2可分別位於所述橢圓形的長軸和短軸的頂點上。此時，由於管道橫截面周長保持不變，電阻應變片Rl和電阻應變片R2的阻值會隨壓力發生反向變化，即Λ RUA R2的極性相反，這樣相比於電阻應變片Rl和電阻應變片R2可分別位於所述橢圓形的長軸或短軸上的兩個頂點的情形，可更大程度上反映出管道內的壓力變化。此時，假設Λ Rl=- Δ R2= Δ R，則可形成差動測量，上述公式(I)可化簡為
權利要求
1.一種用於測量管道內壓力的測量設備，該設備包括 測量裝置，用於測量位於所述管道外壁上的電阻應變片的阻值；以及 計算裝置，用於根據所述阻值，計算所述管道內的壓力。
2.一種用於測量管道內壓力的測量系統，其特徵在於，該系統包括 電阻應變片，位於所述管道外壁上；以及 根據權利要求I所述的測量設備。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於， 所述管道的橫截面為橢圓形； 所述電阻應變片包括電阻應變片Rl和電阻應變片R2，分別位於所述橢圓形的兩個頂點上； 所述測量裝置向一半橋電路的相對的兩個橋臂連接點施加一電壓，測量另兩個橋臂連接點間的電壓，根據該電壓計算所述電阻應變片的阻值，其中所述半橋電路的四個橋臂分別包括所述電阻應變片RU電阻應變片R2、電阻R3以及電阻R4。
4.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述電阻應變片Rl和電阻應變片R2分別位於所述橢圓形的長軸和短軸的頂點上。
5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述電阻R3和電阻R4均為電阻應變片，分別位於所述橢圓形的另兩個頂點上。
6.根據權利要求3-5中任一項權利要求所述的系統，其特徵在於，所述電阻應變片R1、電阻應變片R2、電阻R3以及電阻R4的初始阻值相等。
7.—種工程機械，其特徵在於，該工程機械包括根據權利要求2-6中任一項權利要求所述的測量系統。
8.一種用於測量管道內壓力的測量方法，該方法包括 測量位於所述管道外壁上的電阻應變片的阻值；以及 根據所述阻值，計算所述管道內的壓力。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述管道的橫截面為橢圓形；所述電阻應變片包括電阻應變片Rl和電阻應變片R2，分別位於所述橢圓形的兩個頂點上，所述測量步驟包括 向一半橋電路的相對的兩個橋臂連接點施加一電壓，測量另兩個橋臂連接點間的電壓，根據該電壓計算所述電阻應變片的阻值，其中所述半橋電路的四個橋臂分別包括所述電阻應變片R1、電阻應變片R2、電阻R3以及電阻R4。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述電阻應變片Rl和電阻應變片R2分別位於所述橢圓形的長軸和短軸的頂點上。
11.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述電阻R3和電阻R4均為電阻應變片，分別位於所述橢圓形的另兩個頂點上。
12.根據權利要求9-11中任一項權利要求所述的方法，其特徵在於，所述電阻應變片R1、電阻應變片R2、電阻R3以及電阻R4的初始阻值相等。
全文摘要
本發明公開了一種用於測量輸送管道內壓力的測量設備、方法、系統及工程機械，該系統包括電阻應變片，位於所述管道外壁上；測量裝置，用於測量所述電阻應變片的阻值；以及計算裝置，用於根據所述阻值，計算所述管道內的壓力。通過上述技術方案，電阻應變片會隨著管道內壓力的變化而發生形變，進而其阻值會發生變化。通過檢測該阻值變化，可得出所述管道內壓力。
文檔編號G01L9/04GK102879147SQ20121035815
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日
發明者張遷, 鍾柳芳, 黃嫻 申請人:中聯重科股份有限公司