液压传感技术让非公路用机动设备更高效、安全

2013-06-14 10:48:38 来源:EEFOCUS
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在移动液压系统上使用传感技术对其成本和安全性有着很大的影响,传感技术能够使移动液压系统的操作更简单、更安全以及更高效。前置轮式装载机、挖掘机以及推土机等重型工程设备通过使用传感装置来监测和控制油液温度和压力、液位、轮速以及其它关键参数,增加了操控人员的安全性,减少了设备损坏和故障停机时间。

 

液压系统通过液体压力来驱动机械负载。液压系统包括液压马达、液压泵、油箱、液压阀、汽缸等。前置式装载机(如图1所示)在液压系统中应用了大量的传感器,包括温度、速度、角度、位置及压力传感器等,车辆更加稳定、多产和高效。

 

例如,使用温度传感器测量液压系统内的油温。液压泵负责将液压油从油箱中抽出,并在压力作用下将其输送到液压缸。当操作员在驾驶室内推拉控制杆时,系统将驱动油缸伸展或收缩。随着时间的推移,机械收缩和伸展的重复性动作会使得液压油产生热量,并有可能使油温超过系统允许的最大工作温度范围。当液压油的温度升至预定温度时,传感器会发出一个信号来打开油液冷却器的冷却风扇,从而使油温降低。这样就能够有效地防止系统过热或失效。

 

前置式轮式装载机通过应用各种液压系统使得车辆更安全、更高效,而这些液压系统也需要用到各种传感器,包括温度、速度、角度、位置以及压力传感器等。

图片说明:前置式轮式装载机通过应用各种液压系统使得车辆更安全、更高效,而这些液压系统也需要用到各种传感器,包括温度、速度、角度、位置以及压力传感器等。

 

对于许多应用来说,温度传感器平台也许是保持液压系统规模经济的一个很好的解决方案。这些传感器平台,如霍尼韦尔传感与控制部提供的传感器平台,能够让设备制造商或其马达、泵、汽缸等零部件供应商根据其需要定制合适的温度传感器。产品平台的模块化设计为客户提供了多种选则,如探针长度、螺纹类型、材料、接头、外壳以及输出类型等。

 

对于空间受限型应用,尺寸和重量都是用户需要考虑的重要因素。霍尼韦尔传感器平台提供的产品外形紧凑、坚固,在不降低性能的情况下有效减小了尺寸。此外,这些传感器还有多种外壳材料可选,可确保与各种液压油相兼容。

 

液压系统中的油箱也可使用红外传感器来检测油液的高低液位。尽管这项功能可通过一个机械浮子式开关来实现,但非接触式红外传感器的精度更高,寿命更长。

 

对于重型工程车辆而言,速度传感器在移动液压系统中具有多重作用。它既可以用来控制液压系统中液压泵的转速,也可以用来感测轮子的转速和方向。在许多情况下,大型非公路用机动设备的轮子可通过液压马达来驱动,而液压泵则由柴油机驱动,并将液压油输送至马达。

 

在空间受限的液压泵应用中,包括霍尼韦尔传感与控制部门在内的一些传感器制造商能够设计出一款集成了速度和温度传感器的定制产品,从而使用一个产品就能够同时监测液压泵的速度和液压油液的温度。此外,该装置还能够提供线路故障的诊断信息,如短路等。这使得设备更加安全、高效。

 

在液压马达应用中,传感器需要感测轮子的速度和方向。在某些情况下,传感器制造商提供了一种综合感测速度和方向的传感解决方案。抖动保护是霍尔效应磁传感器在此类应用中的一个关键特性,可用于消除错误的信号或脉冲,这对于马达怠速的移动液压系统尤为重要。

 

例如,当一辆位于某一斜坡上的车开始前后缓慢移动时,电子控制系统需要知道车辆的角度以便进行补偿和保持车辆的稳定。此时,传感器会首先确定轮子是否移动以及移动方向,然后将数据送至电子控制模块,再由电子控制模块为液压系统提供反馈来补偿车辆的抖动。

 

霍尼韦尔RTY型霍尔效应旋转<a href='/tag/位置传感器' target='_blank' style='cursor:pointer;color:#D05C38;text-decoration:underline;'>位置传感器</a>采用IP67级密封外壳,耐受恶劣的交通运输环境,可用于测量液压马达旋转斜盘的定位角度。

图片:霍尼韦尔RTY型霍尔效应位置传感器

图片说明:霍尼韦尔RTY型霍尔效应旋转位置传感器采用IP67级密封外壳,耐受恶劣的交通运输环境,可用于测量液压马达旋转斜盘的定位角度。

 

角度传感器可用于监测液压马达旋转斜盘的定位角度。旋转斜盘控制着流经液压马达的液压油量以控制轮速。设备制造商可根据实际应用选择非接触式磁阻传感器或霍尔效应传感器

 

相比于霍尔效应传感器,非接触式磁传感器的寿命更长,精度更高,能够承受更高的温度、振动以及更恶劣的环境条件,但也更昂贵;而霍尔效应传感器可以较低的成本获得较好的性能。您可以根据车辆的技术指标以及成本要求来选择传感器类型。

 

许多工程设备都使用了SMART位置传感器,尤其是挖掘机(如图2所示),它具有多个支腿,可保持车辆稳定,防止倾翻。有些工程设备可能会在每台机器上使用多达5个SMART位置传感器,每侧的支腿上各使用一个,反向铲、前置装载机以及铲斗的伸缩臂架上使用一个。

 

霍尼韦尔SMART位置传感器采用非接触磁阻技术,能够在肮脏恶劣的交通运输应用中精确感测位置,可用于挖掘机以保持车辆的稳定性,以及确保操作人员的安全。

图片说明:霍尼韦尔SMART位置传感器采用非接触磁阻技术,能够在肮脏恶劣的交通运输应用中精确感测位置,可用于挖掘机以保持车辆的稳定性,以及确保操作人员的安全。

 

这些传感器可用于控制支腿汽缸的伸出角度,确保挖掘机不会倾翻或损坏。它同时还能够保证操作精度,这在当操作员在非常接近输电线的地方进行挖掘时是非常关键的。操作员需要非常精确地知道沟渠的位置及深度。

 

通过精确地测量铲斗的位置,操作员可精确地进行挖掘而无需检查挖掘深度,也无需重挖。这意味着操作人员不需要很高的技能就能更快的完成任务,提高了操作人员的工作效率。通过让车辆工作更加智能,位置传感器还能够减少车辆磨损(以及与此相关的故障停机时间和成本),减少劳动力及排放量。此外,它还能够增加自动挖掘功能,以提高生产率,减少操作人员的疲劳度。

 

在汽缸控制应用中,选择位置传感器需要注意一些关键性技术参数,包括传感器精度、密封、输出类型以及需要测量的角度。例如,如果臂架的运动角度只有90°,您就没有必要选择一个可以测量180°角的传感器。这是因为传感器的输出范围是固定的,较大的行程会导致分辨率、精度及重复精度的下降。

 

制造商可能也会考虑使用非接触式传感器来消除机械联动装置,因为机械联动装置更易损坏,而且经常需要在现场更换零件,造成故障停机。尽管非接触式传感器更贵一些,但通过消除机械联动装置及相关装配成本,它还是能够减少车辆的总安装成本的。

 

压力传感器可间接测量油箱中的液体量,确保有足够量的油、燃料以及液压油来进行安全操作。例如,液压油箱中的压力传感器或开关能够通过压力值变化来检测是否有泄漏。通过测量汽缸压力,压力传感器可与SMART位置传感器一起对汽缸进行控制,使车辆更加稳定、高效。

 

通过使用传感技术来优化移动液压系统,重型工程设备制造商及其分包商能够有效应对多个施工现场问题,如操作人员疲劳及其技能、安全、工作精度、设备磨损、故障停机、减排以及高燃油效率要求等。

 

由于移动液压系统采用了各种类型的传感器及传感技术,所以车辆制造商应当寻求一个像霍尼韦尔传感与控制部这样的具有丰富的产品线并精通各种传感器的传感器制造商,以帮助自己应对技术挑战。霍尼韦尔传感与控制部具有广泛的专业技术,不论是现有产品还是定制装置,我们均能够帮助用户选择合适的传感技术来实现最佳性能。

 
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