[发明专利]一种运动机械构件磨损状态的实时监测系统

说明书

本发明公开了一种运动机械构件磨损状态的实时监测系统，包括上位机，还包括与上位机连接的控制器盒，所述控制器盒通过同轴电缆连接传感器，所述传感器包括具有电磁防护功能的壳体，所述壳体内部设置输油管，输油管上设置2个线圈组，所述线圈组包括两个激励线圈和位于两个激励线圈中心位置的感应线圈；所述控制器盒内包括DDS模块、放大滤波模块、解调放大滤波模块、运算模块和微程序控制模块，所述DDS模块产生高频交流激励信号施加到传感器激励线圈，2个感应线圈处产生大小相同方向相反的感应磁场，当金属屑末通过激励线圈时，感应线圈产生一个与金属屑末属性和大小相关的调幅信号，两组感应线圈产生两路信号；所述解调放大滤波模块。

技术领域

本发明涉及一种运动的机械构件磨损状态的实时监测设备，具体涉及一种运动机械构件磨损状态的实时监测系统。

背景技术

机械设备中运动的机械构件尤其是高速运转的机械构件往往是决定设备性能的关重件，对其健康度的实时监测不仅是监控设备工况的重要手段，更是构建趋势分析的数据来源，从而在健康管理系统中给出预警或报警信号，及时对高成本的运动构件进行针对性的维护，避免出现重大安全事故和严重的经济损失。

在机械构件的故障模式中，磨损是造成故障的主要因素之一，虽然现代的机械设备具有完善的润滑系统，但是对于如航空发动机及其传动系统类的工况复杂、工作条件苛刻、转速高且处于高空运行的设备，因其对各个机械构件精度要求非常高，润滑油长期处于高温状态下，一旦发生故障，将造成无法挽回的损失，故在运行过程中对磨损状态进行实时监测是非常必要的。机械构件的磨损程度可由滑油中的金属屑末量来表征，目前，对金属屑末的监测手段按时效性分为在线和离线监测两类。

国内目前使用的主要监测手段均为离线，如铁谱分析、光谱分析、能谱等，都是通过磁堵在滑油系统中搜集磁性金属屑末，待飞机着陆后再取样分析屑末种类、大小、数量，但周期漫长，过程繁琐，且属于间断分析。虽然对搜集到的磁性金属屑末可以得到较高的分析精度，但磁堵并不能完全搜集滑油中的磁性金属屑末，对于非磁性金属屑末更是无法搜集，因此离线监测取得金属屑末量不够准确，对机械构件的磨损程度预估判断不准，严重影响了飞机的出勤率和维护。在线监测因其是安装在滑油循环系统中，全流液监测，具有良好的时效性，能够实时统计磁性金属屑末和非磁性金属屑末的大小、数量，更准确及时地反映机械构件的磨损状态，为设备提供更可靠地早期预警。国外在线监测技术发展较早，现发展有磨粒分析器、在线磨粒计数器、MetalSCAN在线滑油屑末监测传感器等已经在工业领域应用的产品。其中，GasTops公司研制生产的MetalSCAN在线滑油屑末监测传感器就是针对F-119型航空发动机配套研制的，该型发动机是F-22战机的配套动力。MetalSCAN在线滑油屑末监测传感器由传感器、控制器、电缆等组成，其中传感器包括三个环绕在非导电的骨架上的线圈，两个外侧的线圈在交流电的驱动下产生两个极性相反的磁场，并在中心线圈处相互抵消，当金属屑末通过传感器时对两个外侧线圈产生的磁场形成不同时序的干扰，由此中心线圈因磁场失衡产生了感应信号，电缆将感应信号传输到控制器，经过信号处理判断出屑末的种类、大小。在线滑油屑末监测传感器鉴于在国外主要用于军事用途一直未能成功引进国内航空市场，而国内研制的相关产品因其技术的复杂性、使用环境要求严格，研制难度大，也还未得到广泛的应用。

发明内容

本发明为解决上述，目的在于提供一种运动机械构件磨损状态的实时监测系统。

本发明通过下述技术方案实现：