本指南介绍了流量的定义,如何决定使用哪种流量计,以及目前可用于液压系统的一些较为常用的流量测量方法。流量是指单位时间内流经一定点的流体的体积。对大部分液压应用而言,流量单位为升/分(L/min)、美制加仑/分(US gpm)或有时,英制加仑/分(UK gpm)。
为什么测量液压流量?
流量对于液压工程师正如电流对于电气技术员,而液压压力则相当于电压。仅测量其中一项可能导致*错误的系统故障诊断。
例如,当液压缸发生故障时,您可测量入口处的压力,此时会发现如预期所想,压力为200 bar(3000 psi)。如果不再进一步检查,您可能会断定液压动力单元正常,故障肯定出在液压缸。
然而,如果测量液压缸的流量,您会发现没有任何流量。此时,您会马上怀疑是否泵出现故障,并查看那些能影响流量的部件,比如泵或者错误设置的溢流阀。
流量测量:
如果您没有流量计,但又需要了解液压系统的流量,可通过计算装满一桶油所需时间来粗略测量流量。根据桶的体积和装满它所需的时间,可以计算出单位时间的体积,或流量。测量精度取决于多种因素,包括桶的体积以及所使用的计时器种类。然而,虽然这种方法不会造成严重后果,但并不实用。一旦将油倒入桶内,这些油便不可再次使用,将受到污染,并且不可进入液压系统中。
选择流量计时应该考虑哪些因素?
在为某个特定液压应用寻找流量计时,下述五个问题可以提供切实帮助:
1. 流体属性是什么?
2. 液压系统的运行条件是什么?
3. 您为什么测量流量?您需要何种精度的流量测量?
4. 流量计会对流体产生什么影响?反之,流体对流量计的影响是什么?
5. 测量流量有多重要?您的预算是多少?
用流量代替物体(通常是活塞或环)这一理念构成了简单“可变孔"流量计的基础。流体动量对活塞施加力,活塞由弹簧固定。随着流量的增加,活塞移动,孔口变大以及施加在活塞上的弹簧弹力也增大。活塞通过磁铁连接到模拟读数器。流量指示计是纯机械的,因而是查看趋势而非精确测量流量的理想工具。这种流量计通常具有满刻度2-5%之间的精度。流量指示计有多种尺寸,且任何一种都能覆盖15:1的范围。流量指示计的成本较低,通常,流量为400 L/min (106US gpm)时,压降约1.5至2bar(22-29 psi)。
提供容积式流量计。从内部看,这类流量计与齿轮型发动机类似。流体围绕一对相互啮合的齿轮外部流动,带动齿轮在其轴上旋转。安装在其中一个齿轮上的传感器在每次轮齿经过其下方时产生脉冲。齿轮的旋转与流率成比例。有时,需使用两个传感器来测量方向并改善分辨率。
使用流量计或“K"系数(K系数=频率/流量)来表示传感器测量的频率和流量之间的关系。给定一个常量K系数,根据频率可轻松计算出流量。齿轮型流量计能够准确测量流量。通常,齿轮型流量计的量程比较大,至少为30:1,有时甚至高达200:1。