專利名稱：用于測試流體的至少一種質量參數的設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于測試流體裝置中的一種流體的至少一種質量參數的設備，所述流體裝置是例如工作缸、液壓蓄能器、閥、過濾器殼、壓力軟管等。
背景技術：
由后公開的DE 102 47 353已知一種借助一個顆粒計數-傳感器降低測量儀的流量相關性的方法，所述測量儀用于確定雜質尤其是流體中顆粒類的固體污染，作為關于流體質量的表述，顆粒計數-傳感器尤其按光阻斷原理工作以及安裝在測量裝置的一個測量室內，測量室具有一個用于流體流的可規定的進口橫截面，在這里，傳感器產生一個光束橫截面積，為了識別雜質，流體流經過該光束橫截面積。按光阻斷原理工作的顆粒計數-傳感器確定光束橫截面積(垂直于光軸)被雜質顆粒的投影在此平面內遮擋的相對份額。
由DE 198 60 169 A1已知一種定性確定液態多元系統中例如油中的小的水量，此方法的特征在于多次重復的下列方法步驟-借助一種運載氣體從多元系統中不完全地萃取水；-借助測量在運載氣體內的相對濕度、運載氣體體積和溫度，定量確定萃取出的水量；以及-在確定了多元系統質量和在運載氣體內的飽和蒸汽密度后換算出多元系統的水量。
采用已知的方法和設備，人們可以測量在流體如液壓油內水的絕對飽和濃度，在這里所述的參數確定仍然可以是關于油質量的表述。
由DE 101 52 777 A1已知一種用多個傳感器確定介質尤其潤滑和/或冷卻油質量的設備，傳感器根據傳感器當時的輸入端參數輸出一個電的輸出信號，其中一個傳感器是溫度傳感器，它輸出一個基本上僅與介質溫度有關、尤其與介質質量基本上無關的輸出信號，以及至少另一個傳感器輸出一個不僅與介質(流體)的質量而且與介質的溫度有關的輸出信號。列舉的傳感器在已知的方案中裝在一個公共的可浸入流體中的底物上，所以已知的測量裝置可以用最小的結構空間實現。
采用上述已知的測量裝置和方法，在引入氣態和/或膏狀介質的情況下，提供了一整套非常好的確定流體中質量參數的儀器設備，其中相關的測量裝置還可以補充化學分析方法，以便例如獲得有關液壓油內自由基的表述，有關溫度、粘度、pH值、電導率等的表述。根據具體使用的測量方法連同相關的測量裝置并取決于人們希望檢測流體的哪些質量參數，這些裝置需要更長的測量或確定的時間，以及，考慮到過程精度、測量過程持續時間和測量結果的說服力，業已證明恰當的是，這些質量測量方法直接用于試驗臺，在那里對流體裝置，如形式上例如為工作缸、液壓蓄能器、閥、過濾器殼、壓力軟管等液壓機組的工作進行檢測。為此有必要使用當時的工作流體，確切地說，盡可能與機組檢驗的同時就地借助于測量裝置檢測，確定所使用流體的質量。如此，人們可獲得有關各自的流體裝置今后工作適用性的表述，以便擴展觀察范圍，獲得有關以前那些工序關系到各被檢測的或待檢測的流體裝置(機組)質量的表述內容。
發明內容
因此，從這些考慮出發，本發明的目的是，創造一種能滿足所列舉要求的設備。所述目的通過一種具有權利要求1總體特征的設備達到。
按本發明的用于測試在流體裝置的一種流體中的至少一種質量參數的設備的特征在于，在當時待測試的流體裝置的至少一個流體腔內至少暫時容納一個可規定的流體體積，此流體體積在離開流體裝置后可借助一個控制器儲存在一個存儲器內，以便從那里進一步引入到測量裝置中，用以確定流體當時待確定的質量參數。
若將制成的例如形式上為工作缸、液壓蓄能器、閥、過濾器殼、壓力軟管等的流體裝置放在試驗臺上，則通常在功能檢測前經歷過多個有時切削性質的生產工序，這往往在各自流體裝置的流體腔內造成污染。即使沒有進行切削加工，也會發生形式上為灰塵或形式上為工作介質如防腐劑、油脂、其他液壓介質等的污染。現在若在相應的功能檢測后便供應給客戶，在功能檢測時各自的流體裝置一次性地施加工作流體，則在流體腔內留下的雜質會妨礙今后的工作，以及不僅可能導致相關流體裝置發生故障，而且除此之外可能導致整個液壓設備的故障，即使設備必要時應已借助過濾器之類采取過附加的安全措施。
在實際工作中已知可以減小所述的危險，即在試驗臺上按沖洗過程的方式多次給各自的流體裝置流體腔加入流體介質，然后從流體腔重新排空，以便以此方式達到至少排出顆粒雜質；盡管如此，即使采取次數很多的沖洗過程，但仍然不能排除在特殊情況下流體腔內留下雜質的可能性，這些雜質可能導致在液壓回路中的流體裝置以后工作時已論及的破壞。為了對付這種破壞，按本發明規定，在完成沖洗循環后，將最后加入的流體量通過適當的測量裝置進行詳細檢測。若基于該流體裝置的幾何尺寸使相關的流體腔小，則可按在線測量的方式將所述的流體體積直接提供測量裝置進行測量，只要儲存在流體腔內的流體量足夠用于所述的在線測量；否則，采用按本發明的設備，相應地收集為可靠的在線測量所需的流體量并提供用于測量。尤其對于大型結構尺寸的流體裝置，通常流體腔的流體體積同樣比較大，則采用已概述的在線測量方法直至全部流體體積檢測完畢，必然要花很長的測量時間，其結果是試驗臺被此流體裝置長期占用，不能用來檢測一個待重新安置在試驗臺上的流體裝置。在這種情況下，采用本發明以及從大的流體量中提取用于在線測量必要的量。按本發明的設備尤其適合于這些應用場合，即在那里只有短的檢測時間可供使用，也就是說，測量臺本身的前提條件是很高的測量循環數，而且流體量偏離最佳的測量體積，例如因為被使用的流體量要么很小或要么很大。
現在采用按本發明的設備可以做到，將最后的沖洗循環的流體量借助一個控制器置于一個存儲器內，從那里可以將待檢測的流體進一步引向測量裝置，與此同時控制器允許更換在試驗臺中待測試的流體裝置。因此，可以在前一個流體裝置真正的測量(檢測)尚在進行期間從事流體裝置的更換。因此，按本發明的設備特別適用于為那些流體裝置測試質量參數，即，它們應檢測大的流體體積和/或由于這樣或那樣的原因只有短的測量時間可供使用。因為控制器人工智能化設計，優選地按微處理技術設計，所以可以在線檢測具有小結構尺寸流體腔的流體裝置或具有可規定的時間推移，在這里可以利用所述的測量時間在試驗臺內部從事期望的更換。因此，按本發明的設備有助于節省時間和費用，以及，基于所提出的方案此設備顯然可應用多種應用形式。
優選地，所提及的存儲器由尤其是形式上為一種氣動缸的工作缸構成，該工作缸在活塞一側可以通過一條輸入管借助控制器流體導通地與流體裝置的可配屬于工作缸的流體腔連接，并且，沿流體的流動方向在工作缸之后在一條排流管內設置測量裝置。如果存儲器具有比較大的體積，必要時也可以儲存連續進行的多個沖洗循環的多個流體量，然后提取它們用于共同測量。這就允許實施在統計學方面有利的更加可靠的評估，并因而可以是關于所制成的流體裝置質量的總體表述。
采用按本發明的設備尤其可以達到可靠地表述有關待檢測的流體并因而流體裝置的污染狀況，在這里，如果應期望除了根據所使用的測量裝置確定(雜質)顆粒的數量外，還能涉及有關處于分別待檢測的流體內的顆粒的大小、類別和速度的表述，則在這種情況下相關的質量參數檢測可以補充其他值，如待檢測的流體的粘度、溫度、自由基、pH值或電導率等。
另一些有利的實施形式是其他從屬權利要求的技術主題。
下面借助圖示的實施例詳細說明按本發明的設備。在這里唯一的圖是不按比例的原理圖，表示按本發明用于在試驗臺上在完成可規定數量的檢測和沖洗循環后測試液壓工作缸的設備的結構，為了簡化視圖中沒有表示造成沖洗循環的液壓裝置。
具體實施例方式
在圖中作為整體表示的設備用于測試例如形式上為液壓工作缸10的流體裝置中流體的至少一種質量參數。所述的流體裝置至少暫時在至少一個流體腔內容納可規定的流體量，在本例中液壓工作缸10具有一個在桿側的流體腔12和一個在活塞側的流體腔14。各自的流體體積在離開這里為液壓工作缸10形式的流體裝置后，可借助一個總體用16表示的控制器儲存在存儲器內，其中，為流體腔12配設存儲器18以及為活塞側的流體腔14配設另一個存儲器20，它與第一存儲器18的結構基本相同。流體體積可以從各自的存儲器18、20進一步引入可配屬的用于確定流體當時質量參數的測量裝置22、24。所述的測量裝置22、24彼此也基本一致。
在DE 102 47 353中介紹的測量裝置可以用作各自的測量裝置22、24。所述的測量裝置實現一種借助顆粒計數-傳感器降低所述測量裝置的流量相關性的方法，測量裝置用于確定雜質尤其流體中顆粒類的固體污染，顆粒計數-傳感器尤其按光阻斷原理工作以及安裝在測量裝置的一個測量室內，測量室具有一個用于流體流的可規定的進口橫截面，在這里，傳感器產生一個光束橫截面積，為了識別雜質，流體流經過該光束橫截面積，其中，沿流體流方向的光束截面積選擇得大于與之垂直的涉及雜質在此光束橫截面積內進入處的光束橫截面積。
由此獲得顆粒計數-傳感器優選地借助傳統的激光器產生的光束橫截面積，它沒有照射測量室的整個開口截面，但另一方面沿流動方向有一個大得多的尺寸，其結果是，即使是非常小的，例如尺寸為2μm的(雜質)顆粒，也能夠毫無困難地探測出來，無需增大下游儀器設備技術方面的測量費用。在DE 197 35 066 C1中詳細說明了所述顆粒計數器的一種適用的評估方法，所以在這里不再對它作詳細的介紹。采用此已知的設備同樣還可以探測到無疑是雜質的最小的顆粒，并除此之外還存在可能性識別流體流中的氣泡，以獲得有關流體質量的可靠表述，這些表述也可以根據不同的顆粒幾何形狀得出。
各自的存儲器16、18由尤其形式上為一般結構類型氣動缸的工作缸組成，它在活塞側可以通過輸入管26借助控制器16流體導通地與流體裝置可為它配設的流體腔12、14連接，以及，沿流體的流動方向在氣動工作缸之后，在排流管28內設各自的測量裝置22、24。所述的排流管28從測量裝置22、24經可調式節流器30進一步導向設備的流體容器T。
這兩個存儲器18、20的工作缸具有一個活塞桿32，它具有一個貫穿的流體通路(未示出)，流體通路在一側通入各自的工作缸活塞腔34，而在其另一側通入連接管36內，后者又可被控制器16截止。隨著連接管36的繼續延伸，它仍通入流體容器T。各自工作缸的桿側38與尤其形式上為壓縮空氣或氮氣源的壓縮氣體源40連接，在這里它提供若干bar，例如6 bar的工作壓力。此外，活塞42的移動運動借助作為控制器16組成部分的監測器44通過終端位置開關進行監測。
控制器16有尤其形式上為兩位/兩通開關閥46、48的開關閥，按此圖表示開關閥46、48處于其截止的原始位置，以及當它們分別控制到它們另一個開關位置時釋放此流路。在這里，開關閥46和48為輸入管26或連接管36釋放或截止導流路徑。為了如下地對開關閥46、48進行控制，控制器16采用圖中表示的形式上為四個終端位置開關的監測器44的輸出信號。在去氣動工作缸的各自的輸入管26內，在工作缸與控制器16的所屬的開關閥46之間，連接一個限壓閥50。此限壓閥50仍通向流體容器T。
下面為了更好地理解借助一種實際使用詳細說明按本發明的設備。圖中表示的液壓工作缸10應來自制造廠和在一個沒有詳細表示的試驗臺上經受詳細的功能檢測。因為在制造所述的液壓工作缸時也包括切削加工過程，可以估計到會在流體腔12、14內存在雜質，它們也可能源自于冷卻潤滑劑之類的殘液。在設備真正使用前，首先沖洗液壓工作缸10，也就是說交替地在流體腔12、14內加入和取出流體，其目的是從提及的流體腔排出雜質。若所述的沖洗循環已結束，首先將活塞收回后處于桿側流體腔12內的流體，通過可配設的測量裝置22經受一次仔細的檢測。為此控制器16打開開關閥46和使流體經輸入管26流入第一存儲器18。
若開關閥48保持關閉，則以此方式加入輸入管26內的流體量可用于不僅沖洗閥46而且沖洗測量裝置22和存儲器18的活塞腔34。若開關閥48關閉，流體在壓力下流入活塞腔34，在這種情祝下活塞被一直提升到上部終端位置，這一位置受監測器44監測。然后，現在處于活塞腔34內的流體應在晚些時候供給可配設的測量裝置22，進行已說明的顆粒確定。若在這里突然產生過高的壓力，則通過限壓閥50保證相關的系統狀態安全，它在這方面履行安全功能。現在控制器16關閉開關閥46，以及通過控制壓縮氣體源40使壓縮氣體到達氣動缸的桿側，活塞42按圖的視向看向下運動，此下部的終端位置借助監測器44可配設的終端位置開關監測。
以此方式被活塞推出的流體然后經排流管28到達已論及的顆粒測量用的測量裝置22，以及從那里出發經可調式節流器30到達流體容器T。一旦通過液壓工作缸10活塞的回收將在活塞流體腔14中的流體量朝另一個存儲器20的方向推出，同樣發生一個相應的測量循環。然后，若兩個開關閥46處于其圖中表示的截止位置，則在借助測量裝置22、24實施真正的顆粒測量期間，迄今處于試驗臺上的工作缸10可以用一個新的替換，隨著替換的完成，前一個被測試的工作缸借助測量裝置22、24的測量結果也已得出。以此方式不影響用測試裝置的檢測循環，以及在這里借助所述的設備可以獲得非常可靠的測量結果。
沒有必要測試每個工作缸。例如來自成批生產的多個工作缸在應用統計學評估測量方法的情況下只檢測其中的一部分。所述的測量設備尤其適用于如大型結構的液壓工作缸10那樣的流體裝置，它們具有體積大的流體腔12、14。也由于此原因存在可能性，根據液壓工作缸10的尺寸在各自的存儲器內連續加入多個沖洗量，然后在晚些時候通過測量技術檢測它們的質量。因此按本發明的設備特別適用于大的體積流，以及適用于僅提供短的測量時間。
然而，若液壓裝置有小的結構尺寸，也就是說例如液壓工作缸10的流體腔12、14體積小，則存儲器18、20同樣是有益的，以及在缸縮入和移出過程中可以借助測量裝置22、24進行在線測量，此時應操縱輸入管26內各自的開關閥46。對于小的流體體積實施所述的在線測量方法時，各自存儲器18、20的活塞42移動到其各自可配設的位置，這可以借助控制器相應地支配。
按本發明的設備不應限于在液壓工作缸中使用，它也適用于任何形式其中暫時容納可規定的流體量或流體體積的流體裝置。因此可以設想另一些應用場合，如液壓蓄能器、液壓閥、過濾器殼、壓力軟管等。所述的測量也不應限于顆粒評估，根據具體投入使用的測量裝置，在這里也可以獲得其他數據，如油中的自由基、pH值、電導率、稠度、粘度等。
權利要求
1.一種用于測試在流體裝置中的一種流體的至少一種質量參數的設備，所述流體裝置例如是工作缸(10)、液壓蓄能器、閥、過濾器殼、壓力軟管，它們在至少一個流體腔(12、14)內至少暫時容納一個可規定的流體體積，該流體體積在離開流體裝置后可借助一個控制器(16)儲存在一個存儲器(18、20)內，以便從那里進一步引入到一個測量裝置(22、24)中，用以確定流體當時的質量參數。
2.按照權利要求1所述的設備，其特征為，存儲器(16、18)由尤其是形式上為一種氣動缸的工作缸構成，該工作缸在活塞一側可以通過一條輸入管(26)借助控制器(16)流體導通地與流體裝置的可配屬于工作缸的流體腔(12、14)連接；并且，沿流體的流動方向在工作缸之后在一條排流管(28)內設置測量裝置(22、24)。
3.按照權利要求2所述的設備，其特征為，工作缸具有一個帶有流體通路的活塞桿(32)，該活塞桿在一側通入到工作缸的活塞腔(34)內，而在其另一側通入到一個可被控制器(16)截止的連接管(36)中。
4.按照權利要求2或3所述的設備，其特征為，工作缸的桿側可連接到一個操縱裝置上，例如一個電和/或液壓工作的供給源，或可連接到一個壓縮氣體源(40)特別是壓縮空氣源或氮氣源上；并且，活塞(42)的尤其涉及其終端位置的移動運動可通過一個監測器(44)確定。
5.按照權利要求4所述的設備，其特征為，控制器(16)控制開關閥(46、48)，尤其是兩位/兩通開關閥，用于釋放或截止輸入管(26)和連接管(36)；并且，為了相關地控制開關閥(46、48)，控制器(16)同時考慮監測器(44)的輸出信號。
6.按照權利要求5所述的設備，其特征為，在通向工作缸的輸入管(26)內，在工作缸與控制器(16)的所屬的開關閥(46)之間，連接一個限壓閥(50)。
7.按照權利要求1至6之一所述的設備，其特征為，為流體裝置的每個流體腔(12、14)設置一個單獨的存儲器(18、20)和測量裝置(22、24)。
8.按照權利要求1至7之一所述的設備，其特征為，測量裝置(22、24)尤其是確定處于流體中的顆粒的尺寸和/或數量和/或速度和/或類別，和/或測定質量參數，如流體的粘度、老化度、溫度、pH值或電導率。
9.按照權利要求7或8所述的設備，其特征為，流體裝置是一個液壓工作缸(10)，該工作缸不僅可以以其活塞側而且可以以其桿側分別與氣動工作缸連接以及與所屬的測量裝置(22、24)連接；并且，在確定在各自流體腔(12、14)內流體的質量期間，控制器(16)可以用一個新的待測試的液壓工作缸置換此液壓工作缸(10)。
全文摘要
本發明涉及一種用于測試在流體裝置中的一種流體的至少一種質量參數的設備，所述流體裝置例如是工作缸(10)、液壓蓄能器、閥、過濾器殼、壓力軟管，它們在至少一個流體腔(12、14)內至少暫時容納一個可規定的流體體積，該流體體積在離開流體裝置后可借助一個控制器(16)儲存在一個存儲器(18、20)內，以便從那里進一步引入到一個測量裝置(22、24)中，用以確定流體當時的質量參數。由此有針對性地在最短時間內獲得一種有關各自的流體裝置的工作適用性的表述。
文檔編號G01N15/02GK1906474SQ200480041130
公開日2007年1月31日 申請日期2004年12月27日 優先權日2004年1月29日
發明者F·容 申請人:Hydac過濾技術有限公司