[发明专利]船舶柴油机活塞环磨损监测传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶柴油机活塞环磨损监测传感器。

背景技术

活塞环作为船舶柴油机的主要运动部件，其性能的好坏直接影响着柴油机的经济性、安全性。目前可直接或者间接对活塞环磨损进行定性或定量监测的方法主要包括压力监测法、瞬时转速监测法、油液监测法、振动噪声法、薄层活化法和磁传感监测法等，这些方法均不能准确的定位具体故障环的缸位或环位。

目前存在的一些智能化检测活塞环磨损的系统，主要采用磁性传感器，能够对船舶柴油机活塞环磨损在线监测。国内现有的船用柴油机活塞环磨损监测系统，是武汉理工大学彭章明等人发明的专利，申请号为200920085043.9。彭章明博士论文《基于磁传感技术的船用柴油机活塞环磨损监测方法研究》中有详细介绍。该监测系统可用于监测通用活塞环的磨损状态，但其未考虑环境中强磁场的影响，没有设计消除磁阻传感器芯片记忆性的单元模块，且传感器内部的永久磁铁为强磁铁，使得其产生磁场强度大，传感器的分辨率低，无法实现对活塞环的磨损状态进行监测。且外界环境对活塞环磨损监测系统存在磁化作用，因此这类传感器在使用前必须经行标定调零。而该系统并没有配套使用的标定装置，因此有必要重新开发一个能够准确定位活塞环磨损程度的船舶柴油机活塞环磨损监测传感器。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种实时精确的掌握船舶柴油机活塞环磨损状态的船舶柴油机活塞环磨损监测传感器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是，船舶柴油机活塞环磨损监测传感器，其特征是包含有：圆盘电路板、磁阻传感器芯片、永久磁铁及传感器外壳；磁阻传感器芯片焊接于圆盘电路板上，在圆盘电路板上放置圆柱形铝盘，圆柱形铝盘的上方设有矩形槽，永久磁铁嵌入其中，永久磁铁的磁力线方向与磁阻传感器芯片的敏感方向垂直；传感器外壳底槽与传感器外壳顶盖通过螺纹连接，且其上固定有定位螺丝，以确定传感器的安装方向，且具有固定圆柱形铝盘的作用，磁阻传感器芯片的输出引脚通过引线穿过传感器外壳顶盖上的圆孔并通过航空街头固定，

还包含有电路部分，包含有置位/复位电路和偏置电压消除电路，其中，通过所述的置位/复位电路消除磁阻传感器芯片的记忆性以提高灵敏度，通过所述的偏置电压消除电路消除外界磁场及磁电阻传感器芯片内部不平衡电阻的影响，置位/复位电路及偏置电压消除电路根据灵敏度及成本的要求选择相应的现有电路。

按上述方案，所述的永久磁铁为提供弱磁场的铁氧体。

按上述方案，考虑磁阻传感器芯片的线性范围，通过圆柱形铝盘的高度来达到永久磁铁到磁阻传感器芯片的距离，使得永久磁铁施加的磁场范围在磁阻传感器芯片的量程范围内。

按上述方案，圆柱形铝盘的高度为16.8mm。

按上述方案，底部的密封底盘嵌入于传感器外壳底槽内且材料为铜。

本发明在进行内部连接时将磁阻传感器芯片焊接于圆盘电路板上，圆盘电路板放置于传感器底槽内部，在圆盘电路板上放置圆柱形铝盘，圆柱形铝盘侧边有螺纹孔作为连接螺纹之用，圆柱形铝盘上方车有矩形槽，在其内部嵌入永久磁铁。外部连接主要是传感器外壳部分的连接，传感器外壳分为传感器外壳底槽、传感器外壳顶盖、航空接头、定位螺丝及密封底盘。加工过程中将密封底盘嵌入传感器外壳底槽，在传感器的顶盖中心位置焊有航空街头作为固定磁阻传感器引线之用，传感器外壳底槽与传感器外壳顶盖通过螺纹连接。

由于磁阻传感器芯片感应与其引脚方向平行的磁场，本发明将定位螺丝固定在磁阻传感器芯片输出引脚的一侧的外壳上作为定位标志，且在实际测试过程中安装传感器时将定位螺丝对准活塞环往复运动的方向，传感器内部的永久磁铁磁化活塞环，则永久磁铁产生的磁场与活塞环的磁场相叠加，而传感器测试活塞环往复运动方向的磁场，作为判断活塞环磨损的依据。即将定位螺丝的方向作为测试时的定位方向。