液压件磨损检测装置、液压系统磨损检测装置及作业机械的制作方法

1.本发明涉及磨损检测技术领域，尤其涉及一种液压件磨损检测装置、液压系统磨损检测装置及作业机械。


背景技术：

2.液压系统中液压件磨损不仅影响自身的工作性能，磨损产生的磨粒进入液压油后，还会使其他带有摩擦副的零部件在工作过程中磨损加剧，进而因磨损严重导致液压系统故障。因此，对液压件的磨损状态检测显得尤为重要。
3.目前通常采用人工检测方式对液压件的磨损故障进行监控，然而人工检测很难快速发现液压件磨损现象，直至因过度磨损导致液压系统停机时，才能发现磨损故障，导致磨损检测不够及时、准确，且存在耗时耗力的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种液压件磨损检测装置、液压系统磨损检测装置及作业机械，用以解决现有技术中人工检测方式难以快速发现液压件磨损现象，导致磨损检测不够及时、准确，且存在耗时耗力的缺陷。
5.第一方面，本发明提供一种液压件磨损检测装置，该装置包括：检测电源、检测电极、电流采集器以及第一控制单元；
6.所述检测电源的一端与待测液压件连接，所述检测电源的另一端与所述检测电极连接，所述检测电极设于液压油管内，所述液压油管与所述待测液压件连通，所述第一控制单元与所述电流采集器连接；
7.所述电流采集器用于采集微电流信号；其中，所述微电流信号通过所述待测液压件磨损产生的带电微粒与所述检测电极接触生成；
8.所述第一控制单元用于获取所述微电流信号，并对所述微电流信号进行分析处理，得到所述待测液压件的磨损检测结果。
9.本发明利用待测液压件磨损产生的带电微粒与带电极性相反的检测电极接触产生微电流信号的原理实现待测液压件的磨损检测，该种检测方式可以实现自动检测，且更加高效、便捷。
10.根据本发明提供的一种液压件磨损检测装置，还包括警报器，所述警报器与所述第一控制单元连接，所述第一控制单元还用于在所述磨损检测结果为磨损异常时，控制所述警报器发出预警提示。
11.通过判断当前待测液压件是否出现磨损异常，在判定出现磨损异常时，及时发出预警提示，进而可以使工作人员在磨损故障发生前及时发现磨损异常隐患，避免磨损进一步加剧造成异常事故发生。
12.根据本发明提供的一种液压件磨损检测装置，所述第一控制单元包括第一存储器和第一控制器，所述第一存储器与所述第一控制器连接；
13.所述第一存储器用于存储磨损检测标准数据；
14.所述第一控制器用于获取所述微电流信号，从所述第一存储器中调取相应的磨损检测标准数据，并基于调取的所述磨损检测标准数据，对所述微电流信号进行分析处理，得到所述待测液压件的磨损检测结果。
15.根据本发明提供的一种液压件磨损检测装置，所述磨损检测标准数据为微电流阈值或带电微粒数量阈值；
16.当所述磨损检测标准数据为带电微粒数量阈值时，所述第一控制器具体用于：
17.获取所述微电流信号，对所述微电流信号的波动频率进行分析，获得预设时段内带电微粒数量，从所述第一存储器中调取相应的带电微粒数量阈值，并将所述带电微粒数量与调取的所述带电微粒数量阈值进行比对分析，得到所述待测液压件的磨损检测结果。
18.第二方面，本发明还提供一种液压系统磨损检测装置，该装置包括：多个上述任一种所述的一种液压件磨损检测装置。
19.该液压系统磨损检测装置通过设置多个液压件磨损检测装置，可以同时对液压系统内多个待测液压件进行磨损检测，检测效率更高。
20.第三方面，本发明还提供一种液压系统磨损检测装置，该装置包括：多个液压件磨损检测组件以及至少一个第二控制单元，多个所述液压件磨损检测组件均与所述第二控制单元连接；
21.所述液压件磨损检测组件包括检测电源、检测电极以及电流采集器；
22.所述检测电源的一端与待测液压件连接，所述检测电源的另一端与所述检测电极连接，所述检测电极设于液压油管内，所述液压油管与所述待测液压件连通，所述电流采集器与所述第二控制单元连接；
23.所述电流采集器用于采集微电流信号；其中，所述微电流信号通过所述待测液压件磨损产生的带电微粒与所述检测电极接触生成；
24.所述第二控制单元用于获取各个所述电流采集器采集的所述微电流信号，并对所述微电流信号进行分析处理，得到各个所述待测液压件的磨损检测结果。
25.该液压系统磨损检测装置，通过设置多个液压件磨损检测组件可以同步获取多个待测液压件的磨损数据，进而通过第二控制单元集中处理，实现对多个液压件磨损状态的实时检测，该液压系统磨损检测装置结构更加简单，且检测效率更高。
26.根据本发明提供的一种液压系统磨损检测装置，所述第二控制单元包括第二存储器和第二控制器，所述第二存储器与所述第二控制器连接；
27.所述第二存储器用于存储磨损检测标准数据；
28.所述第二控制器用于获取各个所述电流采集器采集的微电流信号，从所述第二存储器中调取相应的磨损检测标准数据，并基于调取的所述磨损检测标准数据，对所述微电流信号进行分析处理，得到各个所述待测液压件的磨损检测结果。
29.根据本发明提供的一种液压系统磨损检测装置，所述磨损检测标准数据为微电流阈值或带电微粒数量阈值；
30.当所述磨损检测标准数据为带电微粒数量阈值时，所述第二控制器具体用于：
31.获取各个所述电流采集器采集的微电流信号，对所述微电流信号的波动频率进行分析，获得预设时段内带电微粒数量，从所述第二存储器中调取相应的带电微粒数量阈值，
并将所述带电微粒数量与调取的所述带电微粒数量阈值进行比对分析，得到各个所述待测液压件的磨损检测结果。
32.第四方面，本发明还提供一种作业机械，该作业机械包括上述任一种所述的一种液压系统磨损检测装置。
33.第五方面，本发明还提供一种液压件磨损检测方法，该方法包括：
34.获取微电流信号；其中，所述微电流信号通过待测液压件磨损产生的带电微粒与液压油管内的检测电极接触生成；
35.对所述微电流信号进行分析处理，得到所述待测液压件的磨损检测结果。
36.本发明提供的液压件磨损检测装置、液压系统磨损检测装置及作业机械，通过使液压管路中因液压件磨损产生的磨粒带电，并与检测电极接触产生微电流的方式，实现液压件磨损检测，该检测方式易于实现，检测结果实时性更强，且检测精度和检测效率更高。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本发明提供的液压件磨损检测装置的结构示意图之一；
39.图2是本发明提供的液压件磨损检测装置的结构示意图之二；
40.图3是本发明提供的液压系统磨损检测装置的结构示意图之一；
41.图4是本发明提供的液压系统磨损检测装置的结构示意图之二；
42.图5是本发明提供的液压件磨损检测方法的流程示意图；
43.图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
44.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.图1示出了本发明实施例提供的液压件磨损检测装置，该装置包括：检测电源110、检测电极120、电流采集器130以及第一控制单元140；
46.检测电源110的一端与待测液压件150连接，检测电源110的另一端与检测电极120连接，检测电极120设于液压油管180内，液压油管180与待测液压件150连通，第一控制单元140与电流采集器130连接；
47.电流采集器130用于采集微电流信号；其中，微电流信号通过待测液压件150磨损产生的带电微粒170与检测电极120接触生成；
48.第一控制单元140用于获取微电流信号，并对微电流信号进行分析处理，得到待测液压件150的磨损检测结果。
49.从附图1可以看出，本实施例具体将检测电极120连接至待测液压件150的运动组
件160上，该运动组件160可以是带摩擦副的金属零部件，是液压件150上容易产生磨损的部位。
50.在示例性实施例中，可以将检测电源110的正极与待测液压件150上运动组件160的外壁连接，使运动组件160的外壁带正电，从而因磨损产生的磨粒也带正电荷，即图1中的带电微粒170，检测电源110的负极与检测电极120连接，从而使检测电极120带负电，当带正电的带电微粒170在液压油内流动至与带负电的检测电极120接触时，正电荷与负极电极中和，即可产生微电流信号，即磨粒转移的电荷信号。
51.电流采集器130设于检测电源110与检测电极120之间，上述产生的微电流信号可以被电流采集器130采集到，并传送至第一控制单元140进行分析处理，从而得到磨损检测结果。
52.在实际应用过程中，为了保证检测过程更加稳定，可以对检测电极120进行固定，比如可以将检测电极120固定在液压油管180的内壁上，防止因液压油管180内液压油流动造成检测电极120移动影响检测精度的问题。
53.可以理解的是，本实施例中待测液压件150可以是液压泵、液压马达等易出现磨损的器件。本实施例中电流采集器130可以采用电流传感器，检测电源110可以采用常用的12v或24v电源实现。
54.为了保证检测过程中电荷不易流失，可以在运动组件160的外部增设绝缘层，从而将将运动组件160的外壁与外部的其他导电器件分隔开，避免电荷流失影响检测精度。
55.更优地，参见附图2，上述液压件磨损检测装置，还可以包括警报器210，警报器210与第一控制单元140连接，第一控制单元140还用于在磨损检测结果为磨损异常时，控制警报器210发出预警提示。
56.本实施例中在检测到磨损异常时，可以及时发出预警提示，以提醒工作人员及时处理异常，避免磨损故障发生。在实际应用过程中，预警方式可以是现场预警，比如将警报器210设于待测液压件附近，或者设于工作人员容易监测到的位置，通过警报提示音或者提示灯光实现现场预警。当然，也可以采用远程预警方式，比如将管理端的终端设备或者工作人员的移动设备与第一控制单元140通信连接，通过消息推送的方式实现远程预警。
57.更优地，参见附图2，第一控制单元140还与待测液压件的驱动源220连接，第一控制单元140还用于在磨损检测结果为磨损异常时，控制待测液压件的驱动源220停机。
58.在出现磨损异常时，通过第一控制单元140控制待测液压件的驱动源220及时停机，可以避免磨损进一步加剧导致故障发生，提高了磨损检测过程的安全性。
59.在实际应用过程中，第一控制单元140可以是单独设置的控制单元，也可以直接通过待测液压件150的控制端实现，具体可以根据实际控制需求合理设定。
60.具体地，第一控制单元包括第一存储器和第一控制器，第一存储器与第一控制器连接；
61.第一存储器用于存储磨损检测标准数据；
62.第一控制器用于获取微电流信号，从第一存储器中调取相应的磨损检测标准数据，并基于调取的磨损检测标准数据，对微电流信号进行分析处理，得到待测液压件的磨损检测结果。
63.具体地，本实施例中磨损检测标准数据可以是微电流阈值或带电微粒数量阈值。
64.需要说明的是，本实施例中第一存储器内存储的磨损检测标准数据，主要是不同工况下不同类型的液压件对应的微电流阈值或带电微粒数量阈值，在实际磨损检测过程中，根据待测液压件的类型以及当前的工况状态对应调取相应的微电流阈值或带电微粒数量阈值，从而将实测值或实测值的处理数据与阈值比对，可以得到磨损检测结果。
65.在示例性实施例中，当磨损检测标准数据为微电流阈值时，第一控制器具体用于：
66.获取微电流信号，确定当前时刻微电流值，从第一存储器中调取相应的微电流阈值，将当前时刻微电流值与微电流阈值进行比对分析，得到待测液压件的磨损检测结果。
67.具体地，将当前时刻微电流值与微电流阈值进行比对，当当前时刻微电流值大于微电流阈值时，判定为磨损异常，即待测液压件出现过度磨损；否则，判定为正常运行。
68.可以理解的是，若当前时刻微电流值大于微电流阈值，说明此时电荷量较高，说明带电微粒数量较多，磨损较为严重，因而可以判定磨损异常。
69.在示例性实施例中，当磨损检测标准数据为带电微粒数量阈值时，第一控制器具体用于：
70.获取微电流信号，对微电流信号的波动频率进行分析，获得预设时段内带电微粒数量，从第一存储器中调取相应的带电微粒数量阈值，并将带电微粒数量与调取的带电微粒数量阈值进行比对分析，得到待测液压件的磨损检测结果。
71.具体地，将预设时段内带电微粒数量与调取的带电微粒数据阈值进行比对，若预设时段内带电微粒数量大于带电微粒数量阈值，则判定磨损异常；否则，判定正常运行。
72.该种判定方式基于对带电微粒计数获得判定结果，由于微电流信号每波动一次，可以理解为产生一个带电微粒，从而可以根据微电流的波动情况对带电微粒计数，如果预设时段内，比如单位时间内带电微粒数量过高，则说明磨粒产生速度过快，此时待测液压件正在快速磨损，存在过度磨损隐患，即出现磨损异常。
73.本发明实施例还提供一种液压系统磨损检测装置，该装置包括：多个上述液压件磨损检测装置，可以同时对液压系统内的多个待测液压件进行磨损检测。
74.另外，图3示出了本发明实施例提供的又一种液压系统磨损检测装置，该装置包括：多个液压件磨损检测组件310以及至少一个第二控制单元320，多个液压件磨损检测组件310均与第二控制单元320连接；
75.液压件磨损检测组件310包括检测电源110、检测电极120以及电流采集器130；
76.检测电源110的一端与待测液压件连接，检测电源110的另一端与检测电极120连接，检测电极120设于液压油管内，液压油管与待测液压件连通，电流采集器130与第二控制单元320连接；
77.电流采集器130用于采集微电流信号；其中，微电流信号通过待测液压件磨损产生的带电微粒与检测电极120接触生成；
78.第二控制单元320用于获取各个电流采集器130采集的微电流信号，并对微电流信号进行分析处理，得到各个待测液压件的磨损检测结果。
79.更优地，参见附图4，液压系统磨损检测装置，还包括警报器210，警报器210与第二控制单元320连接；
80.第二控制单元320还用于在至少一个待测液压件的磨损检测结果为磨损异常时，控制警报器210发出预警提示。
81.类似地，此处的预警方式也可以是现场预警，比如将警报器210设于各个待测液压件附近，或者设于工作人员容易监测到的位置，通过警报提示音或者提示灯光实现现场预警。当然，还可以采用远程预警方式，比如将管理端的终端设备或者工作人员的移动设备与第二控制单元320通信连接，通过消息推送的方式实现远程预警。
82.在远程预警时，为了便于工作人员获悉具体是哪个液压件出现磨损异常，还可以将出现磨损异常的液压件的标识信息与预警信息同步推送给远程监控端，从而便于工作人员了解预警详细信息。
83.更优地，参见附图4，第二控制单元320还分别与各个待测液压件的驱动源220连接，第二控制单元320还用于在至少一个待测液压件的磨损检测结果为磨损异常时，控制相应的待测液压件的驱动源220停机。
84.在示例性实施例中，第二控制单元320可以包括第二存储器和第二控制器，第二存储器与第二控制器连接；
85.第二存储器用于存储磨损检测标准数据；
86.第二控制器用于获取各个电流采集器采集的微电流信号，从第二存储器中调取相应的磨损检测标准数据，并基于调取的磨损检测标准数据，对微电流信号进行分析处理，得到各个待测液压件的磨损检测结果。
87.具体地，本实施例中磨损检测标准数据可以是微电流阈值或带电微粒数量阈值。
88.在示例性实施例中，当磨损检测标准数据为带电微粒数量阈值时，第二控制器具体用于：
89.获取各个电流采集器采集的微电流信号，对微电流信号的波动频率进行分析，获得预设时段内带电微粒数量，从第二存储器中调取相应的带电微粒数量阈值，并将带电微粒数量与调取的带电微粒数量阈值进行比对分析，得到各个待测液压件的磨损检测结果。
90.此处的磨损异常检测方式与上述液压件磨损检测装置中磨损检测原理一致，只是扩展至液压系统后，由于需要同步检测多个待测液压件的磨损状态，所以需要分别对各个待测液压件附近的微电流信号进行比对分析，以获得各个待测液压件的磨损检测结果。
91.不难发现，本发明实施例提供的液压系统磨损检测装置结构简单，成本更低，且能够实现高效、准确的磨损检测，可以及时发现磨损隐患，避免磨损故障对液压系统正常运行造成影响。
92.本发明实施例还提供一种作业机械，该作业机械包括上述液压系统磨损检测装置，可以实现对液压系统内存在磨损风险的液压件进行高效、准确的磨损检测。
93.下面对本发明提供的液压件磨损检测方法进行描述，下文描述的液压件磨损检测方法与上文描述的液压件磨损检测装置可相互对应参照。
94.图5示出了本发明实施例提供的液压件磨损检测方法，该方法使用上述液压件磨损检测装置，该方法包括：
95.步骤510：获取微电流信号；其中，微电流信号通过待测液压件磨损产生的带电微粒与液压油管内的检测电极接触生成；
96.步骤520：对微电流信号进行分析处理，得到待测液压件的磨损检测结果。
97.更优地，上述液压件磨损检测方法，还可以包括：
98.在磨损检测结果为磨损异常时，发出预警提示。
99.更优地，上述液压件磨损检测方法，还可以包括：
100.在磨损检测结果为磨损异常时，控制待测液压件的驱动源停机。
101.在示例性实施例中，对微电流信号进行分析处理，得到待测液压件的磨损检测结果的过程，具体包括：
102.获取微电流信号，并从数据库中调取相应的磨损检测标准数据；
103.基于调取的磨损检测标准数据，对微电流信号进行分析处理，得到待测液压件的磨损检测结果。
104.在本实施例中，磨损检测标准数据可以是微电流阈值或带电微粒数量阈值。
105.本实施例提供的检测方法对数据库的数据量要求较低，更加易于实现，且相比于人工检测方式，检测精度相对较高。
106.在示例性实施例中，当磨损检测标准数据为带电微粒数量阈值时，对微电流信号进行分析处理，得到待测液压件的磨损检测结果的过程，具体包括：
107.获取微电流信号，对微电流信号的波动频率进行分析，获得预设时段内带电微粒数量；
108.从数据库中调取相应的带电微粒数量阈值，并将带电微粒数量与调取的带电微粒数量阈值进行比对分析，得到待测液压件的磨损检测结果。
109.可以理解的是，带电微粒与检测电极所带电荷极性应该是相反的，这样才可以保证正常形成微电流信号。
110.本实施例中提到的带电微粒主要指的是金属微粒，该金属微粒主要由液压件磨损产生的磨粒形成，当然，液压油管内随液压油流动的带电微粒还存在外部环境引入的金属微粒，因此，基于本实施例提供的检测方法还可以实现对液压系统金属污染的检测，通过微电流检测的方式可以实现对液压油管内带电微粒的检测，进而可以分析液压系统的金属污染程度，带电微粒数量越多，说明金属污染越严重。
111.同时，液压油中还存在除金属微粒以外的带电微粒，如水滴，为了实现对多种带电微粒类型的区分，本实施例还可以在数据库内引入每一种微粒接触检测电极后产生的微电流信号的波动特征，进而通过微电流的波动特征区分各种带电微粒。
112.在实现带电微粒种类区分后，一方面，可以在液压件磨损检测时仅考虑金属微粒，从而使液压件磨损检测方法的检测精度进一步提高；另一方面，还可以在液压系统金属污染检测过程中进一步判定具体是由哪种微粒引发的金属污染，检测结果可参考价值更高。
113.图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(communications interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行液压件磨损检测方法，该方法包括：获取微电流信号；其中，微电流信号通过待测液压件磨损产生的带电微粒与液压油管内的检测电极接触生成；对微电流信号进行分析处理，得到待测液压件的磨损检测结果。
114.此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以
使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
115.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的液压件磨损检测方法，该方法包括：获取微电流信号；其中，微电流信号通过待测液压件磨损产生的带电微粒与液压油管内的检测电极接触生成；对微电流信号进行分析处理，得到待测液压件的磨损检测结果。
116.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的液压件磨损检测方法，该方法包括：获取微电流信号；其中，微电流信号通过待测液压件磨损产生的带电微粒与液压油管内的检测电极接触生成；对微电流信号进行分析处理，得到待测液压件的磨损检测结果。
117.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
118.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
119.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。