[发明专利]流动油液金属颗粒在线监测传感器

说明书

本申请是申请号为201010582424.5号发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一种油液金属颗粒监测传感器，尤其是涉及一种流动油液金属颗粒在线监测传感器。 

背景技术

机器设备的良好润滑状态可大大降低磨损，有效地延长设备使用寿命，减少停机损失。但由于在实际运行过程中的不确定性和多种因素的影响，再完善的机械设计一般也难以保证设备一直处于良好的润滑和磨损状态，故在机械设备运行过程中对润滑和磨损状态进行监测是十分必要的。特别是针对航空发动机，其工作状态非常恶劣，运行负荷、转速和油温等条件非常苛刻，所以很可能在未发觉的情况下发生磨损，甚至可能导致发动机的损坏。而油液监测的目的就是利用油品分析技术对机器设备正在使用的润滑油进行综合分析，可以获得设备润滑与磨损状况的信息，并据此预测设备磨损过程的发展，及时发现故障或预防故障的发生。尤其是对于发动机润滑液中大磨粒的在线监测，一旦检测到大磨粒，即表示存在重大的故障隐患，可提醒人们提早采取措施，防止发动机突发事故的发生。在国外，加拿大GasTops公司开发了MetalSCAN油液磨粒在线监测传感器，产品最初是针对F-22战机所用的F-119航空发动机而设计，目前还应用于F-35、欧洲联合战斗机（EJ200）、AH-64阿帕奇直升机、S61海王直升机、Pilates PC-12系列飞机、大型军舰及风力发电等多种军用或民用产品中，取得良好的监测效果。MetalSCAN油液磨粒在线监测传感器包括一个容许油液通过的通管，在通管外沿轴向设置有三个与通管同心的线圈，两端的两个线圈绕向相反并相互串接，由交流电驱动，使两者的磁场相反并相互抵消，当具有金属颗粒的油液流过通管时，设置在中间位置的第三个传感线圈测量金属颗粒对磁场扰动而产生的感应信号，将输出的感应信号交信号处理单元处理，通过程序设置使输出电压信号的振幅与铁磁颗粒或非铁磁颗粒大小成比例，而与非铁磁颗粒表面积成比例，非铁磁信号的相位与铁磁颗粒的相位相反。由此，可以确定金属颗粒的种类、大小、数量和质量。 

国内主要的油液监测技术研究集中在光谱分析技术、铁谱分析技术、颗粒计数计数等方法上，手段单一，且检测方式都属于离线式检测。离线式检测首先需要设备停机，然后对油液采样制成样本，最后通过光谱或铁谱分析技术分析油液中的颗粒含量。离线检测方式虽然可以得到较高的检测精度，但过程繁琐，分析周期过长，对检测处于工作中的流动油液金属颗粒无能为力。在国内航空发动机监测领域，主要运用润滑油原子发射光谱分析技术或磁塞检测技术监控航空发动机潜在故障，虽然取得了一定的效果，但原子发射光谱分析技术与磁塞检测技术仍然摆脱不了离线的分析方式，使其检测实时性受到一定的限制。近年来，国内也曾尝试引进MetalSCAN油液磨粒传感器用于滚动轴承和齿轮状态监测，但由于MetalSCAN在西方国家主要用于军事用途而受到种种限制，至今我国未能获得军品级的相关产品或技术。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可监测流动油液中金属颗粒种类、大小、数量、质量且能够保证传感器在各种场合的使用中均能工作在最佳状态的流动油液金属颗粒在线监测传感器。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种流动油液金属颗粒在线监测传感器，包括壳体和设置在所述的壳体内的油路通管、第一输入线圈、第二输入线圈和输出线圈，所述的壳体的两端设置有连接头，所述的油路通管与所述的连接头之间设置有密封装置，所述的第一输入线圈和所述的第二输入线圈绕向相反并相互串接,通过交流电驱动而使所述的第一输入线圈和所述的第二输入线圈产生的磁场相反，所述的油路通管外同轴活动套设有非导电的线圈架，所述的第一输入线圈、所述的第二输入线圈和所述的输出线圈卷绕在所述的线圈架上，所述的线圈架设置有轴向位置调整机构，所述的线圈架的外表面并列设置有三个线圈槽，所述的第一输入线圈、所述的第二输入线圈和所述的输出线圈分别设置在三个不同的线圈槽内，所述的轴向位置调整机构包括第一柔性端面固定圈和第二柔性端面固定圈，所述的第一柔性端面固定圈的外表面和所述的第二柔性端面固定圈的外表面均与所述的壳体的内表面紧密配合，所述的线圈架与所述的油路通管之间设置有间隙，所述的第一柔性端面固定圈和所述的第二柔性端面固定圈分别从所述的线圈架两端伸入所述的间隙支承所述的线圈架。