[发明专利]一种润滑油品质检测电容传感探头

说明书

本发明公开了一种润滑油品质检测电容传感探头，包括正极板、负极板、绝缘油管、绝缘支撑和外壳五部分，采用等内径、同心、等长度的一对劣弧螺旋弯板作为正极板与负极板，形成具有均匀灵敏度的电容检测场；所述绝缘油管内部通过润滑油，外壁对称安装正极板和负极板；正极板与负极板共同组成一对电容极板，由外部电容检测仪器实现极板间电容的测量，由电容推算润滑油的介电常数，用于评估润滑油品质状态。本发明形成旋转的电容检测场，能够产生灵敏度均匀分布的电场，克服油路内部流型不均、组分和密度分层的影响，提高润滑油品质检测可靠性。

技术领域

本发明涉及电容传感器设计领域，特别是用于润滑油品质检测的电容传感探头。

背景技术

润滑油在使用过程中会之间污染变质，变质的润滑油中聚集了许多水、酸、金属磨粒等有极性的物质。含水量的增加、烃类碳氨化合物氧化形成的有机酸、金属粒子携带的自由电子等均会造成润滑油介电常数的增加。因此，通过电容传感器测定润滑油的介电常数，可以度量润滑油品质的状态变化，通过设定一定的阈值实现润滑油实时检测与换油保养提示。

电容传感器在润滑油品质检测中已经有较多研究，电容传感器的探头形式主要有平行极板型、同心圆柱型和半弧极板型。其中平行极板型电容传感器和同心圆柱型电容传感器的安装方式为油池插入式；半弧极板型电容传感器的安装方式为油路法兰连接或焊接式。油池安装方式由于润滑油变质污染后分层严重，检测结果受到传感器位置影响很大，无法准确反映润滑油的真实状态。油路安装方式实时检测全部通过油路的润滑油品质，更能完整反映润滑油品质。

半弧极板型电容传感器探头本质上属于平行极板形式的变形，即将相对的两个平行极板改变为等直径、同心、等长度的劣弧弯板，劣弧弧角均为θ，对称布置；中间留有空隙弧角α；两个劣弧和两个空隙共同包围成一个直径为D的完整圆柱面，因此2θ+2α＝2π；两个劣弧固定在外径为D、内径为d的绝缘空心圆管的外壁，圆管内部通润滑油；两个劣弧作为正负电容极板，分别接正负电极电位，在实际实施中，通常将负极板接地，将正极板接+V0。

但这种半弧极板型传感器探头的检测场内电场强度分布不均匀，由于距离不等，在靠近两对极板边缘区域场强较强，灵敏度最高。因此，半弧极板型传感器探头在放置角度不同时，对非均匀分布的同一介质有不同的电容输出值，使半弧极板型电容传感器的输出受流型和安装的影响严重。

目前对半弧极板形电容传感器探头改进的方法有两种，一种是采用多极板旋转场结构将均匀场与旋转场结合起来的测量方法，求多个极板测量平均来克服分层流动因方位改变而引起的测量误差。但该方法存在优化后传感器体积大、电容变化值微小而难于准确测量的缺点。另外，平均值计算也使传感器响应时间变慢，不适于用在流速及流型变化快的场合。

另一种是采用交错式布置半弧极板的测量方法，在轴向依次布置两对极板，两对极板错开90°，并交错连线，传感器输出的电容值为两对检测极板测量值的平均值，在一定程度上均化了灵敏度分布，降低流型对测量结果产生的影响。但该方法仅将检测场分为高灵敏度区和低灵敏度区两个部分，灵敏度均化作用不强。另外，由于采用了两对极板，极板之间的尺寸一致性对灵敏度影响较大，对加工工艺精度要求较高，且增加了额外电气连接引入杂散电容和寄生电容的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种油品检测传感器探头，克服油路内部流型不均、组分和密度分层的影响，提高检测可靠性。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：