中鐵隧道股份有限公司 史照鵬

工程機(jī)械液壓系統(tǒng)管路漏油警報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

中鐵隧道股份有限公司 史照鵬

隨著各種建筑工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)工程機(jī)械的需求量也越來越大。工程機(jī)械在一定程度上促進(jìn)了工程科技的發(fā)展，也提高了工作效率。然而，在實(shí)際運(yùn)行過程中總會(huì)出現(xiàn)一些問題，尤其是工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的管路問題。在這種情況下，為了更好地解決工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中的漏油問題，就應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)漏油原因進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上采用漏油警報(bào)系統(tǒng)，以保證機(jī)械的正常運(yùn)行和工程的順利完工。本文，筆者探討了工程機(jī)械液壓系統(tǒng)管路漏油警報(bào)系統(tǒng)的重要性，研究分析了工程液壓管路警報(bào)系統(tǒng)傳感器的構(gòu)成和工程液壓管路報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

一、工程機(jī)械液壓系統(tǒng)管路漏油警報(bào)系統(tǒng)重要性

隨著科學(xué)技術(shù)不斷地發(fā)展，液壓技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域。液壓系統(tǒng)管路在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中也有十分重要的作用。然而，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)在實(shí)際操作過程中，總會(huì)出現(xiàn)一些問題，尤其是管路漏油問題。而引起工程機(jī)械液壓系統(tǒng)漏油的因素很多。系統(tǒng)污染，油溫過高和管路問題都會(huì)引起機(jī)械液壓系統(tǒng)漏油，其中最為嚴(yán)重的是管路問題引起的漏油。由于工程機(jī)械液壓系統(tǒng)管路較多，一旦管路出現(xiàn)問題，不容易被發(fā)現(xiàn)，這樣不僅會(huì)浪費(fèi)大量的油料，同時(shí)也會(huì)給工程造成巨大的損失。在這種情況下，有必要建立一套高精度的液位測(cè)量警報(bào)系統(tǒng)，而磁致伸縮測(cè)量技術(shù)精度可達(dá)到0.5mm，分辨率也能達(dá)到0.025 mm。磁致伸縮測(cè)量技術(shù)作為精度較高的測(cè)量技術(shù)在傳感器中使用，能通過PLC（可編程邏輯控件）控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)管理并以組態(tài)畫面的形式對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)漏油現(xiàn)象它就會(huì)將油箱液位顯示在組態(tài)換面并發(fā)出預(yù)警，相關(guān)操作人員接到預(yù)警后，能及時(shí)地將相應(yīng)狀況反映給維修人員，以便維修人員及時(shí)處理液壓系統(tǒng)的漏油問題，從而將損失降至最低。

二、工程機(jī)械液壓管路警報(bào)系統(tǒng)

1.工程液壓管路警報(bào)系統(tǒng)傳感器的構(gòu)成。工程液壓管路警報(bào)系統(tǒng)傳感器是由磁致伸縮材所構(gòu)成的，在實(shí)際應(yīng)用過程中，電流會(huì)通過軸磁場(chǎng)波導(dǎo)管并在導(dǎo)管上產(chǎn)生扭力，而這種扭力產(chǎn)生的靜應(yīng)力波聲速在一定程度上與導(dǎo)波管上的聲速是相似的，這樣能夠更好地保證傳感器采集到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。一般磁致伸縮傳感器由外管，波導(dǎo)管，磁性浮子以及測(cè)量頭組成的。在測(cè)量頭內(nèi)部一般會(huì)安裝電子部件，波導(dǎo)管一般會(huì)被安裝在不銹鋼外管內(nèi)，而磁性浮子被套在外管上，以方便其隨著波導(dǎo)管進(jìn)行相應(yīng)的滑動(dòng)。在儀表進(jìn)行相應(yīng)工作時(shí)，測(cè)量頭上的脈沖發(fā)射電路就會(huì)不斷的向?qū)Ч馨l(fā)射詢問電流脈沖，此時(shí)管路會(huì)產(chǎn)生周向磁場(chǎng)并沿著導(dǎo)管方向發(fā)生變化，最后與軸向磁場(chǎng)疊加形成螺旋磁場(chǎng)。在螺旋磁場(chǎng)的作用下，導(dǎo)波管就會(huì)產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)并使波導(dǎo)發(fā)生扭曲，并產(chǎn)生應(yīng)變波，應(yīng)變波會(huì)以超生的形式向兩端傳播。在這種情況下一旦變波回到測(cè)量頭一段，導(dǎo)波管就會(huì)產(chǎn)生逆磁致伸縮效應(yīng)，當(dāng)經(jīng)過回波接收線圈時(shí)，導(dǎo)波管在逆磁致伸縮效應(yīng)下就會(huì)轉(zhuǎn)換為脈沖。因電流是以光速進(jìn)行傳遞的，因此，在實(shí)際應(yīng)用中可以忽略傳遞時(shí)間。這樣只要計(jì)算出發(fā)射電脈沖和返回電脈沖之間的時(shí)間間隔，就能夠?qū)崿F(xiàn)液位檢測(cè)。由于整個(gè)過程是連續(xù)不斷的，當(dāng)浮子隨液位波動(dòng)時(shí)，新的液位就能及時(shí)地被檢驗(yàn)出來。而警報(bào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和PLC編程就是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

2.工程液壓管路報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。警報(bào)系統(tǒng)是通過基于磁致伸縮材料傳感器原理來實(shí)現(xiàn)PLC編程和數(shù)據(jù)采集的。在實(shí)際應(yīng)用過程中，這種磁致伸縮傳感器一般會(huì)采用24 V的直流電源進(jìn)行供電，并在液壓站現(xiàn)場(chǎng)安裝有數(shù)字顯示器來顯示液位，以供維修人員參考。為了保證數(shù)據(jù)的正常輸出，最好在現(xiàn)場(chǎng)配置隔離配電器，將1路電路信號(hào)轉(zhuǎn)換成2路。將1路電壓信號(hào)接入PLC控制器模擬信號(hào)通道中，通過拱數(shù)將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將其儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)塊中，以供報(bào)警系統(tǒng)使用。同時(shí)報(bào)警系統(tǒng)也能通過以太網(wǎng)將PLC控制器中的數(shù)據(jù)傳送到電腦主機(jī)上，并將液位數(shù)以曲線的形式表現(xiàn)出來，以方便以后查找或?qū)Ρ?。?dāng)液位低于正常值的2 cm時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警燈就會(huì)不斷的閃爍，裝置在液壓站的聲光報(bào)警裝置也會(huì)啟動(dòng)，以提示相關(guān)操作人員出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，以便操作人員將漏油問題直接反映給維修人員，使維修人員能夠及時(shí)地了解漏油狀況，減少管路漏油現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而使工程機(jī)械液壓系統(tǒng)管路得到有序的運(yùn)行。因此，報(bào)警系統(tǒng)在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中應(yīng)用，不僅能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)，在漏油情況下，也能實(shí)現(xiàn)及時(shí)報(bào)警，使檢修人員能夠及時(shí)地對(duì)系統(tǒng)管路漏油狀況進(jìn)行維護(hù)，也能最大限度地減少損失。

目前，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)管路漏油問題，已經(jīng)成為影響工程機(jī)械液壓系統(tǒng)有序進(jìn)行的主要因素。為了將管路漏油對(duì)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)影響程度降至最低，有必要對(duì)其管路漏油狀況進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)措施。警報(bào)系統(tǒng)作為一種能將PLC和以太網(wǎng)連接在一起向主機(jī)發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，不僅能及時(shí)對(duì)管路漏油進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)也能將相應(yīng)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，方便以后對(duì)比使用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的管路漏油警報(bào)系統(tǒng)將會(huì)實(shí)現(xiàn)更多的功能，也將會(huì)更好地為工程機(jī)械液壓系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)服務(wù)。