在线含气量测量仪.doc

在线含气量测量仪 (AMD-1000,AMD-1000F) 含气量带来的问题 流体动力系统(如液压系统、燃油系统等)工作时，液体介质中的含气量会对系统性能产生很大的影响，然而气体在液体介质中可能是以气泡或溶解于介质的方式存在，很难察觉。只有经验丰富的液压工程师才能在系统性能下降时，从液体介质中的含气量上查找原因，图1列出了液体介质中含有气体时，对系统性能的各种负面影响。但是目前的含气量测试中，可靠、实用的测试设备还仅仅局限于学术上的讨论，缺乏这类设备成了开展相关实际工作时的一大难点。实用的含气量测量仪在实际的工作中非常有用，它可以帮助流体动力系统的研发人员和用户评估和判断含气量给系统性能带来的问题，另一方面，通过将这些信息输入分析模型，也会使系统的仿真分析得到更好的计算精度，因为液体介质的含气量直接影响诸如体积弹性模量、密度和音速等计算中要用到的多种性能参数。 图1. 液体介质含气时对系统性能的不良影响 过去的测试方法 通过对音速法、浊度法的研究，发现他们都不能进行普遍的商业推广。研究结果说明，上面的两种方法只适用于测量以气泡形式存在的气体的含量。由于没有相关设备可供使用，流体动力工程师只好依靠感觉或定性地目测油箱中的油液来对流体介质的含气量进行估计，即使这样，工程师也不容易掌握和接受。图2针对MIL-L-2104B液压油，列出了不同气泡含量下，呈现出的不同的视觉特征。 图2. MIL-L-2104B液压油在不同气泡含量时大概的视觉特征 更好的方法 幸运的是，美国BarDyne公司以雄厚的工程和技术背景为基础，已经推出了一系列测量流体介质含气量的高级测试工具，该系列设备具有以下优势： 结构紧凑、轻巧(10磅)； 操作简便，电子显示测试结果，方便读取； 可以测试以气泡和溶解形式存在的气体的含量； 很宽的压力操作范围； 可以测试开口油箱，也适用于压力管线； 极低的保存和维护条件； 对实验室和现场使用均具有极好的可靠性。 设备介绍 此测试仪器被称作含气量测试仪 (AMD) ，外形如图3所示。其强大功能之一，是能够从工作中系统的压力管线上，进行油液取样，并完成相关分析。AMD利用一组小型快速装卸的测量探管、取样插头和堵头(1/8”的管接头)来完成与压力管线的连接与采样，取样插头可以安装于压力管线(压力可高达2200 psi)的任意位置。图4为AMD通过测量探管、取样插头与一个典型的液压“T”型接头相连的连接图。不工作时，装上螺纹堵头对管线和取样插头进行保护。当测试管线的压力较高时，可以选配高压测量探管、取样插头和堵头，该高压测量组件可以满足测试管线压力达到5000 psi 时的使用要求。将AMD与测量探管相连时，系统压力每增加1000 psi时，安装力只需要增大12磅。图5为AMD与测量探头连接后的装配关系。 数字显示器 活塞 压力表 样本腔 手柄 导轨 图3. BarDyne公司的含气量测量仪(AMD) 关闭计量阀 测量探管 堵头 “T”型接头 取样插头 图4. AMD与被测量系统的安装状态 关闭计量阀 取样探管 图5. 已经与系统相连的AMD 工作原理 AMD的主要部件有样本腔、活塞、手柄、数字标尺、手动调整的计量阀、压力表和测试探管上的滑环，压力表用来显示样本腔内的压力，保证最大不能超过140 psi，数字标尺用来指示活塞的位置，手柄用来产生负压，也用来推出半透明样本腔中的样本，使在测量中可以重复取样。总的来说，测试前需要先排净样本腔内的所有空气，关闭阀门，将AMD与测试系统相连，如图5所示。此时将数字显示表置零，小心地、慢慢地打开计量阀，当需要的样本量进入AMD样本腔后，关闭计量阀，将测量探管从取样插头上取下，记录数字表初始显示值。然后使用手柄将活塞拉到底，在样本腔内产生负压，使气泡和溶解气从油液中分离出来，然后使测量探管向上，打开计量阀，从样本腔中排出所有气体。记录此时的数字表显示值，与初始值进行比较，就可以计算出空气的含量。针对开敞油箱的测试，主要步骤与压力管线的一致，如图7所示。 图7. AMD对开敞油箱的取样 测试检验 BarDyne公司生产的 AMD已经在专用的含气量测试台上，通过测试评估。测试时，往系统的流体介质中注入已知量的空气，然后启动系统，当系统稳定后，再进行测试。在每一含气量水平下，均进行多次测试。在每次变化含气量前，均要进行除气操作。每一含气水平下的测试结束后，将各次结果平均以保证可靠性，表1为每一含气水平下四次测试结果的平均值与理论计算值的比较。随着含气量的增加，为了能产生足够的负压，应适当减少样本的数量。 表 1. 每一含气水平下四次测试结果的平均值与理论计算值的比较 注入的空气量 (gal)AMD 测试值计算值误差(%) None (assumed)0.25 %----