一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種專門用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在線油液監(jiān)測(cè)是一種重要的機(jī)械設(shè)備早期故障檢測(cè)方法。實(shí)時(shí)油液分析傳感器是一種油液分析儀器，它通過(guò)檢測(cè)油液中磨粒的尺寸、數(shù)量、材質(zhì)和形狀，實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)預(yù)報(bào)潛在的故障，避免災(zāi)難性損壞或者使處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備減少不必要的維修，從而增加產(chǎn)值和效益。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)突發(fā)性磨損故障，主要產(chǎn)生典型尺寸200微米到以上的，多個(gè)磨粒同時(shí)產(chǎn)生的磨粒，對(duì)這些磨粒進(jìn)行可靠定量的在線磨粒成像和計(jì)數(shù)能夠及時(shí)預(yù)警飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)故障，防止災(zāi)難性事故。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01010582409，公開(kāi)號(hào)為CN102331389A公開(kāi)了一種高靈敏度的油液磨粒在線監(jiān)測(cè)傳感器，此技術(shù)方案是繞向相反并相互串接第一輸入磁場(chǎng)線圈和第二輸入磁場(chǎng)線圈及輸出感應(yīng)磁場(chǎng)線圈、交流電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)模塊和信號(hào)處理模塊，交流電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)模塊的兩個(gè)輸出端分別與第一輸入磁場(chǎng)線圈和輸入端的第二輸入磁場(chǎng)線圈的輸入端連接，通過(guò)交變電場(chǎng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)使第一輸入線圈和第二輸入線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)相反，輸出感應(yīng)磁場(chǎng)線圈的兩端與處理模塊連接。
[0004]該傳感器的缺點(diǎn)是:1、顆粒尺寸檢測(cè)靈敏度低〈300微米;2、無(wú)法檢測(cè)磨粒形狀;3、油液流動(dòng)時(shí)容易出現(xiàn)油液在管路中不是滿管，傳感器檢測(cè)背景信號(hào)變化，影響檢測(cè)精度。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?01210167540，公開(kāi)號(hào)為CN102680368A公開(kāi)了一種基于電感量測(cè)量的在線油液顆粒傳感器，此技術(shù)方案是穩(wěn)壓電源輸出12V接入高頻測(cè)試部分和兩級(jí)放大的第二級(jí)運(yùn)算放大器電源端;穩(wěn)壓電源輸出5V接兩級(jí)放大部分的第一級(jí)運(yùn)算放大器電源端，高頻測(cè)試輸出信號(hào)接兩級(jí)放大信號(hào)輸入端。高頻測(cè)試部分產(chǎn)生高頻振蕩，當(dāng)油液中的金屬顆粒流經(jīng)測(cè)試線圈時(shí)，使得測(cè)試線圈電感量變大，高頻測(cè)試電路振蕩頻率變小，振蕩回路電流變大，金屬顆粒流過(guò)測(cè)試線圈時(shí)，高頻測(cè)試部分重新回到原來(lái)的穩(wěn)幅振蕩狀態(tài)。
[0006]該傳感器的缺點(diǎn)是:1、油液管道細(xì)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全流量檢測(cè)，無(wú)法保證能測(cè)到突然出現(xiàn)的少量大顆粒;而50到200微米的少量的大顆粒金屬磨肩是由摩擦副表層疲勞剝落、劇烈的滑動(dòng)磨損和剪切磨損等原因所產(chǎn)生的，最能夠直接反映出異常故障信息；2、無(wú)法檢測(cè)磨粒形狀;3、油液流速變化時(shí)，油液容易出現(xiàn)湍流，使磨粒在管道中的位置快速亂變，影響檢測(cè)。
[0007]申請(qǐng)?zhí)枮?01410293459.5，公開(kāi)號(hào)為CN104034639A公開(kāi)了一種在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器及其制造方法，在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器的主管道在磨粒檢測(cè)管段分成幾個(gè)歧管，各歧管上都有一個(gè)傳感器，各支路歧管按某一角度均勻分布，或不均勻分布，歧管的管徑為主路管徑的0.05至0.9倍，且支路歧管可以為一級(jí)或多級(jí)。采用MEMS微型機(jī)械電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器的制造。
[0008]該傳感器的缺點(diǎn)是:1、大于200微米的大顆粒無(wú)法進(jìn)行尺寸和個(gè)數(shù)檢測(cè)，存在大磨粒的漏檢危險(xiǎn);2、檢測(cè)過(guò)程中造成壓力損失，設(shè)備高速運(yùn)行時(shí)影響潤(rùn)滑散熱效果;3、多個(gè)磨粒同時(shí)流過(guò)某個(gè)歧管時(shí)，無(wú)法分辨磨粒個(gè)數(shù)，不能實(shí)現(xiàn)定量磨粒計(jì)數(shù)功能，容易造成誤檢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供了一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器及制造方法，本發(fā)明通過(guò)對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，并結(jié)合3D打印的設(shè)計(jì)方法，提高了檢測(cè)可靠性，實(shí)現(xiàn)了磨粒成像檢測(cè)和定量磨粒計(jì)數(shù)，詳見(jiàn)下文描述:
[0010]一實(shí)施例提供了一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器，包括:管路中心，所述管路中心嵌入傳感器管壁，
[0011 ] 所述傳感器管壁為圓形且與管路中心同心;所述傳感器管壁的內(nèi)部嵌入傳感器內(nèi)芯；
[0012]所述傳感器管壁內(nèi)嵌入多個(gè)金屬極板，所述傳感器管壁上設(shè)置有接口部件和金屬引線；
[0013]所述金屬極板用于成像，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨粒的檢測(cè)。
[0014]其中，優(yōu)選所述傳感器管壁與所述傳感器內(nèi)芯采取單點(diǎn)或多點(diǎn)，以及均勻分布或非均勻分布連接。
[0015]其中，優(yōu)選所述接口部件采用漸變管徑設(shè)計(jì)，所述接口部件具體為法蘭接頭或兩通接頭。
[0016]進(jìn)一步地，所述金屬極板優(yōu)選均勾分布，所述金屬極板個(gè)數(shù)優(yōu)選為6至14個(gè)。
[0017]進(jìn)一步地，所述傳感器內(nèi)芯使油液形成環(huán)形流，所述環(huán)形流的厚度為I至5毫米，所述環(huán)形流的截面積不小于被測(cè)管道面積。
[0018]進(jìn)一步地，所述傳感器管壁、以及所述傳感器內(nèi)芯采用CO激光表面處理工藝。
[0019]另一實(shí)施例，提供了一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器的制造方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步驟:
[0020]對(duì)金屬材料進(jìn)行3D打印，使其成型為多個(gè)金屬極板；
[0021]所述傳感器管壁以及所述傳感器內(nèi)芯使用高分子絕緣材料一體注塑成型，得到成型主體；
[0022]在所述成型主體的基礎(chǔ)上，加工接口部件；
[0023]采用靜電噴涂在所述成型主體的外壁上制造外屏蔽金屬層。
[0024]其中，所述傳感器內(nèi)芯與所述傳感器管壁的連接方式為2點(diǎn)連接。
[0025]進(jìn)一步地，所述金屬極板厚度優(yōu)選為100微米?0.5毫米。
[0026]進(jìn)一步地，所述金屬極板的內(nèi)壁優(yōu)選與所述傳感器管壁有相同弧度。
[0027]本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是:
[0028]1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了大流量10?200mm的管徑檢測(cè)，并且無(wú)壓力損失，實(shí)現(xiàn)了在線全流量檢測(cè)；
[0029]2、多個(gè)磨粒同時(shí)流過(guò)時(shí)，通過(guò)金屬極板組成的多極板成像可以分辨磨粒個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)磨?？煽慷坑?jì)數(shù)，不會(huì)造成誤檢；
[0030]3、經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，傳感器內(nèi)芯的外徑距離金屬極板的距離為4mm時(shí)，本發(fā)明設(shè)計(jì)的傳感器可實(shí)現(xiàn)最小200微米磨粒的檢測(cè)效果；當(dāng)金屬極板的數(shù)量為8個(gè)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)流過(guò)金屬極板為56個(gè)、且相距200微米的磨粒定量計(jì)數(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032](a)為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器的側(cè)視圖；(b)為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器的前視圖；(C)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器的立體圖；(d)為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器的效果圖。
[0033]其中:I為金屬極板;2為傳感器管壁;3為傳感器內(nèi)芯;4為接口部件;5為金屬引線；6為傳感器管壁2與傳感器內(nèi)芯3的連接處。
[0034]圖2為一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器的制造零件圖；
[0035](a)為3D打印的金屬極板、金屬引線的示意圖；(b)為開(kāi)模注塑的傳感器管壁和傳感器內(nèi)芯的示意圖。
[0036]圖3為一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器的制造方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例為達(dá)到設(shè)計(jì)目的，從理論分析出發(fā)，結(jié)合電學(xué)層析成像具有檢測(cè)分辨率非線性分布的特點(diǎn)。在管壁附近分辨率最好，管中心分辨率低。借鑒孔板流量計(jì)的設(shè)計(jì)思路，孔板流量計(jì)在管道中間設(shè)置孔板，使流體形成環(huán)狀流，用以檢測(cè)流量，下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明設(shè)計(jì)的傳感器進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
[0039]實(shí)施例1
[0040]參見(jiàn)圖1(&)、(13)、((:)、((1)，一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在線油液磨粒成像計(jì)數(shù)傳感器，包括:管路中心(圖中未示出，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知)。管路中心中嵌入傳感器管壁2，傳感器管壁2為圓形與管路中心同心;傳感器管壁2的內(nèi)部嵌入傳感器內(nèi)芯3，傳感器管壁2內(nèi)嵌入多個(gè)金屬極板1(組成了多極板)，優(yōu)選多個(gè)金屬極板I均勾分布;金屬極板I的個(gè)數(shù)為6至14個(gè);傳感器管壁2上設(shè)置有接口部件4和金屬引線5。
[0041]其中，傳感器管壁2與傳感器內(nèi)芯3采取單點(diǎn)或多點(diǎn)，以及均勻分布或非均勻分布連接，實(shí)現(xiàn)了大流量的在線全流量檢測(cè)，并能實(shí)現(xiàn)小分辨率前提下的大顆粒通過(guò)和檢測(cè)，并且無(wú)任何壓力損失，多個(gè)磨粒同時(shí)流過(guò)時(shí)，多個(gè)金屬極板I組成了多極板，通過(guò)多極板的成像可以分辨磨粒個(gè)數(shù)，不會(huì)造成誤檢。本發(fā)明實(shí)施例以2點(diǎn)連接