论文部分内容阅读
压力是反映液压系统运行状态的重要参数之一。液压系统的压力监测是保证系统安全、可靠运行必不可少的条件。传统的压力测量方法大部分属于介入式测量方法,这些方法存在测压点不易变动、破坏管道结构等缺陷,因此给液压系统的压力监测带来了诸多不便。为此,本论文将超声波检测技术应用到压力检测上来,针对液压系统提出了一种基于声速变化的超声波测压新方法,论文完成的主要工作有以下几个方面:(1)超声波液压系统压力检测方案的确定在对超声波产生机理、超声波特性、液压油成分及超声波在液压油中传播特性进行分析的基础上,确定采用超声纵波声速变化进行液压系统压力测量的方案,并对影响超声波液压系统压力检测的主要因素进行了分析。(2)超声波声速变化量测量方法的研究通过对现有超声波声速测量方法的分析,针对本课题的特点在脉冲环鸣法的基础上设计了基于单片机定时计数的声速测量方法,充分利用单片机内部的定时器和计数器等硬件资源进行定时和计数;再由得到的声速与零压力条件下的声速进行比较得到其变化量。(3)压力检测系统的设计结合实际的应用情况,在对超声波换能器等效电路分析的基础上确定了超声波换能器对于激励信号的要求,设计了相应的超声波发射、接收电路及基于单片机的循环控制电路,并利用Keil C设计了单片机的软件,完成超声波测压系统的设计。(4)试验过程、数据处理及分析搭建了超声波液压系统压力检测的试验平台并完成了整个试验过程;采用BP神经网络作为压力与声速变化关系的数据处理方法,使用Matlab编写数据处理程序对试验结果样本进行训练和测试,最后,对试验结果进行了分析和总结。试验结果不仅很好的反映了被测液压系统中声速变化量和液压系统所受压力之间的近似线性关系,也证明了本试验系统的可行性,为开发实用超声波检测仪器提供了有益的参考。