液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。
其中活塞和活塞杆可以把短行程的液压缸的活塞杆与活塞做成一体，这是最简单的形式。但当行程较长时，这种整体式活塞组件的加工较费事，所以常把活塞与活塞杆分开制造，然后再连接成一体。如图：
那么如何确定液压缸行程呢？液压缸的工作程度是指液压缸的活塞最大移动距离，可以根据工作需要和液压系统的特点来决定。一般来说，液压缸行程应该比每个工作冲程至少多50mm。
在确定液压缸行程时，还需要考虑到回转角度、负载的位置、速度等因素。同时，根据设计要求确定液压缸的材料、密封性能和润滑条件等也是很关键的，以确保液压缸能够正常工作且具有长期可靠性。
在工业生产中，液压缸活塞的位移和速度的测量是经常遇到的。目前在大多数场合采用差动变压器位移传感器和导电塑料电阻式传感器测量活塞位移和速度,但这些测量方法存在噪声干扰问题,同时提高频率响应也比较困难。特别是在测量大位移的液压缸活塞位移时,用其它传感器很难得到满意的测量效果。利用超声波来测量液压缸活塞位移可以.满足液压缸大位移测量的需要,且测量精度高、频率响应快、自动化程度高、安装方便、价格便宜等。
超声测距原理在液压缸行程检测中的分析及应用：超声波测距属于非接触检测的范畴，它在许多场合有接触测量不可比拟的优越性，同时与激光、红外、无线电等其它非接触性检测相比，超声检测在一定距离范围内不受光线影响、结构简单、成本低等特点。超声测距是一种比较新的检测方法，超声波在空气中、液压油中的衰减情况进行了分析，并对在空气中、液压缸中的影响测量精度的几个因素进行了分析。
在空气和液压缸中影响测距精度的主要因素包括：超声波的频率、环境温度、超声换能器本身的系统误差(即探头固定误差)、硬件时间延迟、工作现场的电噪声和声噪声、市电的过压、介压噪声以及市电的尖峰和浪涌噪声，对于超声波的频率对测量精度的影响，只能根据测距的距离选择合适的超声频率。通过用于短行程液压缸的浸湿式超声波位置传感器，您可以直接、连续和快速地监控工件的夹紧过程。
通过向液压油中发射超声波，传感器可生成有关夹紧状态的可靠信息，可及早发现偏差。通过监测整个夹紧过程，还可以及时发现液压装置中的压力波动、旋转机构中的缺陷以及密封件缺陷，并进行干预。工采网的一款MaxBotix高性能声呐测距仪超声波传感器- MB 1200,MB1300输出功率高，针对变化的环境(温度、电压和声学及电气噪音) 具备实时自动标定功能， 确保用户每次采集的读数都是最可靠(空气中)的数据。XL-MaxSonar-EZ/AE传感器的电压要求低 (3.3~5.5V) ，能在小而紧凑的外形结构中提供长短距离检测和测距。MB1200和 MB1300传感器能够检测相距0cm(1)至765cm (25. 1英尺)或1608cm (35英尺)的物体(选择模块)， 并提供20cm (2)至765cm或1608cm (选择模块)分辨率为1cm的声呐测距信息。一般情况 下认为相距0cm(1 )至20cm(2)的物体的距离信息为20cm。传感器的具备的接C输出形式包含脉宽输出(MB1200系列)、实时模拟输出包络(MB1300系列)、模拟电压输出 和串行数字输出。
原文标题 : 超声波传感器在液压缸的中的应用方案
