DE2217308A1

DE2217308A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung des anteils an freier, ungeloester luft in druckfluessigkeit

Info

Publication number: DE2217308A1
Application number: DE19722217308
Authority: DE
Inventors: Albert Morla
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-04-11
Filing date: 1972-04-11
Publication date: 1973-10-25

Description

Verfahren und Vorrichtung zur vsung des Anteils an freier, ungelöster Luft in Druckflüssi gkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung des Anteils an freier, ungelöster Luft in der Druckflüssigkeit von Hydraulikanlagen, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Messung des Anteils an freier, ungelöster Luft in der Druckflüssigkeit von Hydraulikanlagen bereitete.bisher große Scha;ierigkeiten. Man hat z.B. versucht, in einer elektrischen Meßanordnung, in der als Meßglled eine Kapazität angeordnet war, die mit dem Anteil an freier ungelöster Luft veränderliche Dielektrizitätskonstante der Druckflüssigkeit auszunutzen. Es hat sich allerdings gezeigt, daß die auf diese Weise erhaltenen Meßwerte sehr ungenau sind, und nur ungefähre Anhaltspunkte für die tatsächlich vorliegenden Verhältnisse bieten. Auf der anderen Seite besteht ein sehr großes Bedürfnis nach einem zuverlässigen Meßverfahren.
Freie, ungelöste tuft in ölhydraulischen Systemen führt zu Leistungsverlusten, zu schwaininigen, ungenauen Steuerungen, zu Kavitationsschäden und unangenehmen Laufgeräuschen. Nach Kenntnis des Luftanteils der Druckflüssigkeit von Hydraulikanlagen, der an verschiedenen Orten der Anlage unterschiedlich sein kann, kann dieser gesenkt oder gefährdete Aggregate entsprechend ausgelegt werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, wodurch der Anteil an freier, ungelöster Luft in der Druckflüssigkeit von in Betrieb befindlichen Hydraulikanlagen schnell und genau gemessen werden kann.
Dieses wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß entlang einer Meßstrecke, die in einer von der Druckflüssigkeit durchströmten Rohrleitung angeordnet ist, die Fortpflanzungsgeschwindigkeit eines Druckimpulses, insbesondere eines Schallimpulses, gemessen wird. Die Vorrichtung zur Durchführung kieses Verfahrens besteht aus einem Druckimpulserzeuger, der stromauf wärts von einer Meßstrecke angeordnet ist, an deren Anfang und Ende je ein auf den Druckimpuls ansprechendes Schaltglied angeordnet ist.
Das hat den Vorteil, daß die Messung im Betrieb und an verschiedenen Stellen der Anlage durch einfaches Zwischenschalten eines die Meßstrecke enthaltenden Rohrstückes durchgeführt erden kann.
Besonders vorteilhaft ist, wenn jeder der beiden genannten Schaltglieder einen Zähler trigger, der von einem Impulsgenerator, insbesondere einem astabilen Multivibrator, gelieferte Impulse registriert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in Fig. 1 eine Meßvorrichtung der beschriebenen Art, Fig. 2 einen Druckimpulserzeuger.
Die in Fig. 1 dargestellte Rohrleitung 1 bildet einen Teil einer von einer Druckflüssigkeit durchflossenen Hydraulikanlage.
Die Rohrleitung 1 wird von links nach rechts in Richtung des gezeichneten Pfeiles 2 von einem Druckmittel, in dem ein Anteil freier, ungelöster Luft enthalten ist, durchflossen. An der Linströmseite der Rohrleitung 1 ist an dessen Außensei-te ein Druckimpulserzeuger 3 angeordnet. Dieser kann beispielsweise die in Fig. 2 dargestellte-Form haben. Er wird dort von einem federbelasteten Stößel 4 gebildet, der gegen eine die Wand der Rohrleitung 1 an einer Stelle ersetzende Neinbrane 5 anschlagen kann.
Stromabwärts von dem Druckimpulserzeuger 3 ist in der Rohrleitung 1 ein piezoelektrischer Geber 6 angeordnet-, der den Anfang einer Meßstrecke bildet. Am Ende der Neßstrecke ist ein zweiter piezoelektrische Geber 7 angeordnet. Jeder der beiden piezoelektrischen Geber 6, 7 ist mit einem Schluitt-Trigger 8,. 9 verbunden, die wiederum mit einem Zähler 10 zusammenarbeiten. Der Zähler 10 kann von einem Impulsgenerator 1', also etwa von einem astabilen Multivibrator gelieferte Impulse registrieren.
Die Messung des Anteils an freier, ungelöster Luft in der die Rohrleitung 1 in Richtung des Pfeiles 2 durchströmenden Druckflüssigkeitheschieht folgendermaßen: Am pruckimpulserzeuger 3 wird ein Schallimpuls erzeugt, der sich in der in der Rohrleitung 1 strömenden Druckflüssigkeit fortpflanzt. Der Druckimpuls entsteht bei dem in Fig. 2 dargestellten Druckimpulserzeuger dadurch, daß der federbelastete Stößel 4 auf die Membrane 5 aufschlägt. Trifft der Schallimpuls auf den ersten piezoelektrischen Geber 6 auf, so schaltet dieser -in wrerbindung mit dem ersten Schmitt-Trigger 8 den Zähler ein, der dann die von dem Impulsgenerator 11, also hier die von dem astabilen Multivibrator gelieferten Impulse registriert. Trifft der Schallimpuls nach Durchlauf der Meßstrecke auf den zweiten piezoelektrischen Geber 7 auf, so schaltet dieser über den zweiten Schmitt-Trigger 9 den Zähler 10 wieder ab. Die Anzahl der während des Durchlauf 5 des Schallimpulses durch die Meßstrecke vom Zähler 10 gezählten Impulse kann - bei sonst bekannten Flüssigkeitseigenschaften - direkt einem bestimmten Luftanteil in der Druckflüssigkeit zugeordnet erden. Denn die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Druckimpulses, d.h. also hier die Schallgeschwindigkeit beträgt in einem Hydrauliköl (200 C) z.B.
ca. 1450 m/s ., dagegen in Luft 5 m/s . Bei einer aus Luft und Hydrauliköl bestehenden Mischung ändert sich also die Schallgeschwindigkeit entsprechend dem Mischungsverhältnis zwischen den beiden Mischungskomponenten.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn die vom Impulsgenerator gelieferten Impulse eine Frequenz von etwa 1 MHz haben.
Anstelle des beschriebenen piezoelektrischen Gebers, der als Keramikelement etwa aus Beriumtitanat bestehen kann, kann natürlich auch ein anderer Druckimpulserzeuger wie z.B. eine Schallsonde verwendet werden. Hier werden dann zweckmäßigerweise zwei auf die spezielle Frequenz des Impulserzeugers ansprechende Schaltglieder 6, 7 verwendet.

Claims

Ansprüche

Verfahren zur Messung des Anteils an freier, ungelöster Luft in der Druckflüssigkeit von Hydraulikanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß entlang einer Meßstrecke, die in einer von der Druckflüssigkeit durchströmten Rohrleitung angeordnet ist, die Fortpflanzungsgeschwindigkeit eines Druckimpulses, insbesondere eines Schallimpulses gemessen wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang und am Ende der Meßstrecke je ein auf den Druckimpuls ansprechendes Schaltglied (6, 7) angeordnet ist, das einen Zähler (10) triggert, der von einem Impulsgenerator (11), insbesondere einem astabilen Multivibrator, gelieferte Impulse registriert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckimpuls in Fcrm eines Schallimpulses von einem stromau£-wärts von der Meßstrecke angeordneten Schallgeber(3>ausgesandt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekernzeichnet, daß die vom Impulagenerator (1,) gelieferten Impulse eine Frequenz von etwa 1 .YHz haben.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schaltglied (6, 7) mit einem ßchrnitt-Trigger (8, 9) zusammenarbeitet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (6, 7) ein piezoelektrischer, vorzugsweise ein aus Beriumtitanat bestehendes Keramikelement enthaltender Geber ist, der in der Rohrleitung 1 angeordnet ist.