[發(fā)明專利]一種飛機發(fā)動機在線油液磨粒成像計數(shù)傳感器及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510967901.2
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN105571995B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 孫衍山;曾周末;馬聞博
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N27/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發(fā)明公開了一種飛機發(fā)動機在線油液磨粒成像計數(shù)傳感器及制造方法，包括：管路中心，管路中心嵌入傳感器管壁，傳感器管壁為圓形且與管路中心同心；傳感器管壁的內部嵌入傳感器內芯；傳感器管壁內嵌入多個金屬極板，傳感器管壁上設置有接口部件和金屬引線；金屬極板用于成像，實現(xiàn)對磨粒的檢測。制造方法包括：對金屬材料進行3D打印，使其成型為多個金屬極板；傳感器管壁以及傳感器內芯使用高分子絕緣材料一體注塑成型，得到成型主體；在成型主體的基礎上，加工接口部件；采用靜電噴涂在成型主體的外壁上制造外屏蔽金屬層。本發(fā)明通過對傳感器的結構進行改進，并結合3D打印的設計方法，提高了檢測可靠性，實現(xiàn)了磨粒成像檢測和定量磨粒計數(shù)。

技術領域

本發(fā)明涉及在線油液磨粒成像計數(shù)傳感器領域，尤其涉及一種專門用于飛機發(fā)動機的在線油液磨粒成像計數(shù)傳感器及制造方法。

背景技術

在線油液監(jiān)測是一種重要的機械設備早期故障檢測方法。實時油液分析傳感器是一種油液分析儀器，它通過檢測油液中磨粒的尺寸、數(shù)量、材質和形狀，實時檢測機械設備的運行情況，及時預報潛在的故障，避免災難性損壞或者使處于正常運轉的設備減少不必要的維修，從而增加產值和效益。飛機發(fā)動機突發(fā)性磨損故障，主要產生典型尺寸200微米到以上的，多個磨粒同時產生的磨粒，對這些磨粒進行可靠定量的在線磨粒成像和計數(shù)能夠及時預警飛機發(fā)動機故障，防止災難性事故。

申請?zhí)枮?01010582409，公開號為CN102331389A公開了一種高靈敏度的油液磨粒在線監(jiān)測傳感器，此技術方案是繞向相反并相互串接第一輸入磁場線圈和第二輸入磁場線圈及輸出感應磁場線圈、交流電場驅動模塊和信號處理模塊，交流電場驅動模塊的兩個輸出端分別與第一輸入磁場線圈和輸入端的第二輸入磁場線圈的輸入端連接，通過交變電場信號驅動使第一輸入線圈和第二輸入線圈產生的磁場相反，輸出感應磁場線圈的兩端與處理模塊連接。

該傳感器的缺點是：1、顆粒尺寸檢測靈敏度低<300微米；2、無法檢測磨粒形狀；3、油液流動時容易出現(xiàn)油液在管路中不是滿管，傳感器檢測背景信號變化，影響檢測精度。

申請?zhí)枮?01210167540，公開號為CN102680368A公開了一種基于電感量測量的在線油液顆粒傳感器，此技術方案是穩(wěn)壓電源輸出12V接入高頻測試部分和兩級放大的第二級運算放大器電源端；穩(wěn)壓電源輸出5V接兩級放大部分的第一級運算放大器電源端，高頻測試輸出信號接兩級放大信號輸入端。高頻測試部分產生高頻振蕩，當油液中的金屬顆粒流經測試線圈時，使得測試線圈電感量變大，高頻測試電路振蕩頻率變小，振蕩回路電流變大，金屬顆粒流過測試線圈時，高頻測試部分重新回到原來的穩(wěn)幅振蕩狀態(tài)。

該傳感器的缺點是：1、油液管道細，無法實現(xiàn)全流量檢測，無法保證能測到突然出現(xiàn)的少量大顆粒；而50到200微米的少量的大顆粒金屬磨屑是由摩擦副表層疲勞剝落、劇烈的滑動磨損和剪切磨損等原因所產生的，最能夠直接反映出異常故障信息；2、無法檢測磨粒形狀；3、油液流速變化時，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。

申請?zhí)枮?01410293459.5，公開號為CN104034639A公開了一種在線油液磨粒成像計數(shù)傳感器及其制造方法，在線油液磨粒成像計數(shù)傳感器的主管道在磨粒檢測管段分成幾個歧管，各歧管上都有一個傳感器，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或多級。采用MEMS微型機械電子系統(tǒng)實現(xiàn)了對飛機發(fā)動機在線油液磨粒成像計數(shù)傳感器的制造。

該傳感器的缺點是：1、大于200微米的大顆粒無法進行尺寸和個數(shù)檢測，存在大磨粒的漏檢危險；2、檢測過程中造成壓力損失，設備高速運行時影響潤滑散熱效果；3、多個磨粒同時流過某個歧管時，無法分辨磨粒個數(shù)，不能實現(xiàn)定量磨粒計數(shù)功能，容易造成誤檢。

發(fā)明內容