減震器和確定減震器內(nèi)液位的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種可伸縮的減震器及測量減震器內(nèi)液體液位的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航空器起落架中使用的油氣減震器性能幾乎由減震器中的液壓流體決定。當(dāng)前使用的用于確定油氣減震器狀態(tài)的方法是基于測量數(shù)據(jù)、氣體壓力以及減震器行程，之后測量數(shù)據(jù)、氣體壓力以及減震器行程被用于估計(jì)減震器中液壓流體的液位。測量這些參數(shù)比較直接、簡單，當(dāng)減震器中液壓流體的液位偏低時，如果減震器中液壓流體的液位估計(jì)不正確，則會產(chǎn)生不正確的結(jié)論，從而導(dǎo)致采取不恰當(dāng)?shù)拇胧?。例如，包括太少或太多液壓流體的不正確檢修的減震器會導(dǎo)致起落架在其設(shè)計(jì)邊界之外執(zhí)行，在極端情況下，會導(dǎo)致減震器以及起落架失靈。
[0003]目前已提出了各種技術(shù)，以用于測量液位，這些技術(shù)包括光學(xué)探測系統(tǒng)以及超聲技術(shù)。盡管如此，光探測系統(tǒng)僅提供通過/失敗的統(tǒng)計(jì)數(shù)值，不能持續(xù)地在一液位范圍內(nèi)進(jìn)行測量。超聲技術(shù)向油氣邊界發(fā)射超聲脈沖，并測量接收的、由邊界反射回來的波的傳播時間。盡管如此，油氣邊界的泡沫和流體污染會導(dǎo)致明顯的散射和傳輸?shù)某暡ㄐ盘査p，且用于產(chǎn)生超聲波信號的壓電傳感器是脆弱的，因此，航空器起落架與地面的沖擊震動容易導(dǎo)致該部件失靈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供可伸縮減震器，包括:殼體；位于所述殼體中的空腔，所述空腔包含有液體以及氣體；以及用于檢測所述空腔中液位的傳感器，所述傳感器包括:具有第一端部和第二端部的第一波導(dǎo)管；以及可在第一波導(dǎo)管和殼體外部之間傳送電信號的通信接口，其中，所述第一波導(dǎo)管被設(shè)置以使得當(dāng)減震器正常使用時，第一端由氣體包圍、第二端浸在液體中。
[0005]通過橫過氣-液邊界對空腔中的第一波導(dǎo)管進(jìn)行定位，可以對減震器中的液壓液體的液位進(jìn)行精確的測量。第一波導(dǎo)管能夠?qū)涨恢械囊后w液位進(jìn)行精確和持續(xù)的測量，幾乎不會受到氣-液邊界的泡沫和流體污染的影響。
[0006]減震器可進(jìn)一步包括與第一波導(dǎo)管一端連接的收發(fā)器。收發(fā)器之后可將電磁(EM)波耦合到第一波導(dǎo)管中，并接收來自第一波導(dǎo)管的反射的EM波。這樣，第一波導(dǎo)管沒有與收發(fā)器連接的一端可以被短接以作為一節(jié)點(diǎn)，這樣，傳送進(jìn)波導(dǎo)管的EM波可以從該節(jié)點(diǎn)被反射。通過將EM波耦合進(jìn)波導(dǎo)管、并從同一端接收反射的EM波，反射波振幅中的波峰頻率的變化可用于確定波導(dǎo)管中材料的平均介電常數(shù)，從而確定液體與氣體的比例。
[0007]氣體和溶于液體中的雜質(zhì)可能會影響液體的介電常數(shù)，因此，為了提高上述計(jì)算的精確度，減震器可進(jìn)一步包括當(dāng)減震器正常使用時完全浸入在液體中的校準(zhǔn)波導(dǎo)管，收發(fā)器則連接到第一校準(zhǔn)波導(dǎo)管的一端。該校準(zhǔn)波導(dǎo)管可用于更精確地測量液體的介電常數(shù)，這樣第一波導(dǎo)管中液位的測量結(jié)果可以被改善。
[0008]所述減震器可進(jìn)一步包括位于空腔中的第二波導(dǎo)管，該波導(dǎo)管具有第一端和第二端，第二波導(dǎo)管被設(shè)置以使得當(dāng)減震器在正常使用時，第二波導(dǎo)管的第一端浸入到液體中，第二波導(dǎo)管的第二端浸于氣體中。
[0009]所述通信接口可在第二波導(dǎo)管和殼體外部之間傳送電信號。通過同時使用第一和第二波導(dǎo)管測量減震器中的液位，可以提高液位的測量準(zhǔn)確度。在這些實(shí)施例中，收發(fā)器優(yōu)選地連接在第一波導(dǎo)管的第一端和第二波導(dǎo)管的第一端上。當(dāng)液位離EM波被耦合進(jìn)的一端最近時，液位的測量準(zhǔn)確度最大。因此，通過將EM波耦合進(jìn)兩個波導(dǎo)管的相對端，當(dāng)波導(dǎo)管中的其中一個運(yùn)行在其最正確的配置時，總能獲得液位的測量結(jié)果。
[0010]第一和/或第二波導(dǎo)管可以是同軸波導(dǎo)管，該同軸波導(dǎo)管包括圍繞實(shí)體芯同軸設(shè)置的中空管。每個中空管優(yōu)選地穿有多個孔，這樣，流體能夠流經(jīng)波導(dǎo)管，從而減震器的性能不會受到中空管的出現(xiàn)而影響。
[0011]通信接口可包括設(shè)置在殼體壁中的端口，以用于穿過殼體壁穿過一或多根傳送介質(zhì)，同時阻止流體或氣體泄漏進(jìn)或出殼體。
[0012]通信接口可包括位于接近空腔壁位置的感應(yīng)回路，從而根除與流體和氣體通過端口而泄漏關(guān)聯(lián)的問題，而在壁中的該端口在其他方面也是必需的。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用于在可伸縮減震器中測量流體液位的方法，該減震器包括:殼體；位于所述殼體中的空腔，所述空腔包含有液體以及氣體，所述方法包括:將位于一定頻率范圍的電磁信號傳送到位于空腔中的第一波導(dǎo)管的第一端或第二端，所述第一端由氣體包圍、第二端浸在液體中；接收來自第一波導(dǎo)管的反射的EM信號；分析反射的EM信號，以檢測反射的EM信號中的一或多個波峰；以及將空腔中的液位確定為波峰頻率、液體和氣體介電常數(shù)的函數(shù)。
[0013]該方法可進(jìn)一步包括:將一定頻率范圍內(nèi)的電磁信號傳送到位于空腔并浸沒在液體中的校準(zhǔn)波導(dǎo)管中；接收來自校準(zhǔn)波導(dǎo)管的反射的EM信號；分析反射的EM信號，以檢測反射的EM信號中的一個或多個波峰；以及將液體的介電常數(shù)確定為校準(zhǔn)波峰頻率以及校準(zhǔn)波導(dǎo)管的至少一個尺度的函數(shù)。
[0014]該方法可進(jìn)一步包括:將一定頻率范圍內(nèi)的電磁信號傳送到位于空腔并被氣體包圍的另一校準(zhǔn)波導(dǎo)管中；接收來自另一校準(zhǔn)波導(dǎo)管的反射的EM信號；分析反射的EM信號，以檢測反射的EM信號中的一個或多個波峰；以及將液體的介電常數(shù)確定為另一校準(zhǔn)波峰頻率以及另一校準(zhǔn)波導(dǎo)管的至少一個尺寸的函數(shù)。
[0015]該方法可進(jìn)一步包括:將一定頻率范圍內(nèi)的電磁信號傳送到位于空腔中的第二波導(dǎo)管的第一端中，該第一端浸沒在液體中，第二波導(dǎo)管具有由氣體包圍的第二端；接收來自第一波導(dǎo)管的反射的EM信號；分析反射的EM信號，以檢測反射的EM信號中的一個或多個波峰；以及將空腔中的液位確定為波峰頻率以及流體和氣體介電常數(shù)的函數(shù)。
【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的實(shí)例將參考附圖，僅通過非限制性實(shí)施例的方式，參考附圖進(jìn)行描述，其中:
[0017]圖1是包括減震器的起落架腿部的示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的減震器的示意圖；
[0019]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的減震器的示意圖，其中在減震器空腔中設(shè)置了收發(fā)器；
[0020]圖4為圖2中顯示的減震器的變體，其還包括了校準(zhǔn)波導(dǎo)管；
[0021]圖5為圖2中顯示的減震器的變體，其還包括了兩個液面測量波導(dǎo)管；
[0022]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的減震器和詢問裝置的示意圖；和
[0023]圖7為按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的減震器的示意圖，其包括用于使信號穿過減震器的壁傳輸?shù)母袘?yīng)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1顯示了已知飛機(jī)起落架I的橫截面。該飛機(jī)起落架I包括油氣減震器(或油壓緩沖支柱)式的伸縮支撐腿部3，其包括有孔的殼體5，其中桿或活塞7可滑動地設(shè)置于該孔中。輪軸9連接于該桿7的下端，且輪11可連接于該輪軸9上。殼體5的上端(未顯示)可以任何已知方式連接至飛機(jī)的機(jī)身(同樣未顯示)。在其他實(shí)施例中，該減震器可為翻轉(zhuǎn)地定位，由此能將輪子連接于殼體5的上端，將桿7的下端連接至飛機(jī)機(jī)身。由殼體5的孔和桿7的上端15限定的空腔13充滿了氣體和液體，通常為液壓的液體，例如油。正常使用中氣體和液壓的液體實(shí)際上是分開的，如圖1中所示的氣體17和液體19區(qū)域顯示出的情況。
[0025]減震器3的阻尼特性受空腔13中的液壓的液體液位影響，因此需要在起落架I使用時知道該液體液位。然而，在本申請以前，仍然難以在使用時直接測量空腔13中的液壓的液體水平。相應(yīng)地，可基于測量的溫度、氣體壓力和減震器行程進(jìn)行估計(jì)。本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的測量油氣減震器3中的油的水平的方法。
[0026]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的減震器20的示意圖。與圖1中顯示的減震器3類似，圖2的減震器20包括殼體，該殼體限定了一個孔，其中桿或活塞24可滑動地設(shè)置于該孔中。殼體22中的孔和桿24的上端