[發明專利]自閉式油液粘度在線檢測傳感器及其方法

在審

• 申請號: 201410778292.1
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104502235A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 陳國煒;劉帥;王燕山;佘婷;張梅菊;劉德峰
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城航空測控技術研究所;中航高科智能測控有限公司;北京瑞賽長城航空測控技術有限公司
• 主分類號: G01N11/16
• 分類號: G01N11/16
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 陸軍

1.一種自閉式油液粘度在線檢測傳感器，其包括壓電晶體換能器(13)、以及與壓電晶體換能器(13)固定在一起的音叉諧振器(15)，用于在音叉諧振器(15)浸入油液時，采用壓電晶體換能器(13)激勵與音叉諧振器(15)產生諧振，并根據音叉諧振器(15)的諧振頻率計算油液的粘度，

其中，所述自閉式油液粘度在線檢測傳感器具有容納音叉諧振器(15)的自閉閥結構，其包括自閉閥末端模塊(9)和自閉閥前端模塊(11)，

在檢測過程中，自閉閥末端模塊(9)與自閉閥前端模塊(11)鎖緊固定，

其中，所述自閉閥前端模塊(11)上有用來使油液浸沒音叉諧振器(15)的通油孔(22)。

2.根據權利要求1所述的自閉式油液粘度在線檢測傳感器，其中，自閉閥前端模塊(11)包括帶O型密封圈(17)的自閉閥塊(18)、彈簧(19)、端蓋(20)，自閉閥末端模塊(9)呈U字型，位于自閉閥塊(18)上部，自閉閥末端模塊(9)的下部抵接自閉閥塊(18)，

其中，彈簧(19)的一端固定在端蓋(20)上，另一端抵接自閉閥塊(18)。

3.根據權利要求1所述的自閉式油液粘度在線檢測傳感器，其中，壓電晶體換能器(13)通過絕緣硬膠粘接于音叉諧振器(15)的底部圓盤上，音叉諧振器(15)通過螺紋連接方式穿過自閉閥末端模塊(9)浸入油液中，基座(8)與自閉閥末端模塊(9)之間采用螺紋連接方式連接。

4.根據權利要求3所述的自閉式油液粘度在線檢測傳感器，還包括接插件(1)、固定座(2)、外殼(3)、電路板(4)、螺釘(5)、電路板支撐架(6)，

其中，采用激光焊接方法將接插件(1)經由固定座(2)裝配于外殼(3)上，通過螺釘(5)將電路板(4)裝配在電路板支撐架(6)上，電路板支撐架(6)帶有引線孔，電路板支撐架(6)通過螺紋連接的方式安裝在基座(8)上。

5.根據權利要求2所述的自閉式油液粘度在線檢測傳感器，其中，在非檢測期間，所述自閉閥結構處于閉合狀態，彈簧(19)通過彈性力向上推動自閉閥塊(18)以及O型密封圈(17)，實現對油液的密封，

在檢測過程中，所述自閉閥結構處于開環狀態，自閉閥末端模塊(9)在外力的作用下向下推動自閉閥塊(18)，油液通過一側的通油孔(22)浸沒音叉諧振器(15)，并從另一側的通油孔(22)流出，通過O型密封圈(10)進行油液密封，此時鉚釘(21)沿著卡槽(24)的彎曲導軌卡進行滑動，并在彈簧(19)的向上的反作用力的作用下，卡在卡槽(24)上，使自閉閥末端模塊(9)與自閉閥前端模塊(11)鎖緊固定。

6.根據權利要求1所述的自閉式油液粘度在線檢測傳感器，還包括溫度傳感器(14)，

其中，自閉閥末端模塊(9)的圓形端面處開有圓柱形通孔，溫度傳感器(14)的末端插入圓柱形通孔內，并采用激光焊接進行密封與固定，用于油液溫度的檢測，以便進行溫度補償。

7.根據權利要求2所述的自閉式油液粘度在線檢測傳感器，還包括傳感器法蘭盤(23)，其集成在自閉閥前端模塊(11)上，傳感器法蘭盤(23)為帶有多個螺釘安裝孔的方形法蘭盤，

傳感器法蘭盤(23)與容納油液的油箱或者管路上的帶有多個螺釘安裝孔的固定法蘭盤連接，采用螺釘將傳感器法蘭盤(23)與油箱或者管路上的固定法蘭盤鎖緊，并采用O型密封圈(12)對傳感器法蘭盤(23)與固定法蘭盤之間的間隙進行密封。

8.根據權利要求1所述的自閉式油液粘度在線檢測傳感器，其中，所述壓電晶體換能器(13)采用PZT壓電陶瓷作為壓電材料，利用壓電材料的逆壓電效應來驅動音叉諧振器振動、并檢測音叉諧振器的諧振特性，

其中，壓電晶體換能器(13)表面有三個電極及對應引線，所述三個電極分別是正壓電效應檢測電極、逆壓電效應激勵電極、以及接地電極。

9.根據權利要求7所述的自閉式油液粘度在線檢測傳感器，其中，音叉諧振器(15)的叉指的側面平面與油液的流向平行，且叉指的中軸線與油液的流向垂直。

10.一種采用根據權利要求1至9中的一個所述的自閉式油液粘度在線檢測傳感器進行在線實時檢測油液粘度的方法，包括以下步驟：

通過交變電壓，激勵壓電晶體換能器(13)振動，帶動激勵音叉諧振器(15)振動，通過自激勵振蕩電路使得音叉諧振器始終工作在諧振點處；

測量音叉諧振器(15)在不同粘度下的諧振頻率值；

根據以下公式，計算出油液粘度值：

f0f1=1+34π1ρmt2ηρlωl+112πρlwρmt]]>

其中，f₀為音叉諧振器(15)在空氣中的諧振頻率值，f₁為音叉諧振器(15)在油液中的諧振頻率值，w、t分別為音叉諧振器(15)的叉指寬度以及厚度，ρ_m為音叉諧振器(15)材料的密度，ρ_l為油液的密度，ω_l為音叉諧振器(15)在油液中的角頻率，η為油液的粘度值。