专利名称：流动油液金属颗粒在线监测传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型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。发明内容本实用新型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。本实用新型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。所述的轴向位置调整机构包括一个柔性固定圈，所述的柔性固定圈的外表面与所 述的壳体的内表面紧密配合，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 的线圈架的外表面沿轴向呈锥形，所述的柔性固定圈的内表面的形状与所述的线圈架的外 表面相配合。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。所述的密封装置包括第一密封圈和第二密封圈，所述的油路通管包括主体段和直 径小于所述的主体段直径的连接段，所述的连接头设置有第一连接腔和第二连接腔，所述 的连接段插入所述的第一连接腔中，所述的第一密封圈设置在所述的连接段的前端与所述 的第一连接腔的端面之间，所述的主体段插入所述的第二连接腔中，所述的第二密封圈设 置在所述的主体段的端面与所述的第二连接腔的端面之间。所述的主体段的端部设置有凸圆，所述的凸圆嵌入所述的第二连接腔中，所述的 第二密封圈设置在所述的凸圆的端面与所述的第二连接腔的端面之间。所述的壳体上设置有密封胶灌入孔。与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过设置一个与油路通管同轴的线圈 架，将三个线圈卷绕在线圈架上，而通过在线圈架上设置轴向位置调整机构，可以针对不同 的工作场合，通过轴向调整线圈架位置而使两端的第一输入线圈和第二输入线圈产生的磁 场在相应的位置相互抵消，从而保证传感器在各种场合的使用中均能工作在最佳状态；而 在壳体上设置灌入孔则可以在线圈架调整到位后，通过灌入孔将密封胶灌入壳体的内部， 从而固定线圈架。本实用新型可应用于航空发动机故障预警领域，打破了国外在油液磨粒 在线监测领域对我国的长期限制和封锁，对于避免战机重大事故、研制新型战机、提升国防 科技力量均有重要意义。
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；图2为本实用新型实施例一的立体结构分解示意图；图3为本实用新型实施例二的结构示意图；图4为本实用新型实施例二的立体结构分解示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。实施例一一种流动油液金属颗粒在线监测传感器，包括壳体1和设置在壳体1内 的油路通管2，油路通管2外同轴活动套设有非导电的线圈架3，线圈架3的外表面并列设 置有三个线圈槽，线圈槽内分别设置有第一输入线圈31、第二输入线圈32和输出线圈33， 第一输入线圈31和第二输入线圈32绕向相反并相互串接，通过交流电驱动而使第一输入 线圈31和第二输入线圈32产生的磁场相反，壳体1的两端设置有连接头4，油路通管2包 括主体段21和直径小于主体段21直径的连接段22，主体段21的端部设置有凸圆23，连接 头4设置有第一连接腔41和第二连接腔42，连接段22插入第一连接腔41中，连接段22的 前端与第一连接腔41的端面之间设置有第一密封圈5，凸圆23嵌入第二连接腔42中，凸圆 23的端面与第二连接腔42的端面之间设置有第二密封圈6，线圈架3设置有轴向位置调整 机构。轴向位置调整机构包括一个柔性固定圈7，柔性固定圈7的外表面与壳体1的内表 面紧密配合，线圈架3的外表面沿轴向呈锥形，柔性固定圈7的内表面的形状与线圈架3的 外表面相配合。实施例二 一种流动油液金属颗粒在线监测传感器，包括壳体1和设置在壳体1内 的油路通管2，油路通管2外同轴活动套设有非导电的线圈架3，线圈架3的外表面并列设 置有三个线圈槽，线圈槽内分别设置有第一输入线圈31、第二输入线圈32和输出线圈33， 第一输入线圈31和第二输入线圈32绕向相反并相互串接，通过交流电驱动而使第一输入 线圈31和第二输入线圈32产生的磁场相反，壳体1的两端设置有连接头4，油路通管2包 括主体段21和直径小于主体段21直径的连接段22，主体段21的端部设置有凸圆23，所述 的第二连接腔中，连接头4设置有第一连接腔41和第二连接腔42，连接段22插入第一连接 腔41中，连接段22的前端与第一连接腔41的端面之间设置有第一密封圈5，凸圆23嵌入 第二连接腔42中，凸圆23的端面与第二连接腔42的端面之间设置有第二密封圈6，线圈架 3设置有轴向位置调整机构。轴向位置调整机构包括第一柔性端面固定圈71和第二柔性端面固定圈72，第一 柔性端面固定圈71的外表面和第二柔性端面固定圈72的外表面均与壳体1的内表面紧密 配合，线圈架3与油路通管2之间设置有间隙8，第一柔性端面固定圈71和第二柔性端面固 定圈72分别从线圈架3两端伸入间隙8支承线圈架3，壳体1上设置有密封胶灌入孔11， 密封胶灌入孔11上设置有封堵螺钉12。本实施例中，线圈架3与油路通管2之间设置也可以不设置间隙，第一柔性端面固 定圈71和第二柔性端面固定圈72则分别从线圈架3两端夹紧线圈架3。
权利要求1.一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，其特征在于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。
2.如权利要求1所述的流动油液金属颗粒在线监测传感器，其特征在于所述的轴向位 置调整机构包括一个柔性固定圈，所述的柔性固定圈的外表面与所述的壳体的内表面紧密 配合，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，所述的线圈架的外表面沿轴向 呈锥形，所述的柔性固定圈的内表面的形状与所述的线圈架的外表面相配合。
3.如权利要求1所述的流动油液金属颗粒在线监测传感器，其特征在于所述的线圈架 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。
4.如权利要求1所述的流动油液金属颗粒在线监测传感器，其特征在于所述的密封装 置包括第一密封圈和第二密封圈，所述的油路通管包括主体段和直径小于所述的主体段直 径的连接段，所述的连接头设置有第一连接腔和第二连接腔，所述的连接段插入所述的第 一连接腔中，所述的第一密封圈设置在所述的连接段的前端与所述的第一连接腔的端面之 间，所述的主体段插入所述的第二连接腔中，所述的第二密封圈设置在所述的主体段的端 面与所述的第二连接腔的端面之间。
5.如权利要求4所述的流动油液金属颗粒在线监测传感器，其特征在于所述的主体段 的端部设置有凸圆，所述的凸圆嵌入所述的第二连接腔中，所述的第二密封圈设置在所述 的凸圆的端面与所述的第二连接腔的端面之间。
6.如权利要求1所述的流动油液金属颗粒在线监测传感器，其特征在于所述的壳体上 设置有密封胶灌入孔。
专利摘要本实用新型公开了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，壳体的两端设置有连接头，油路通管与连接头之间设置有密封装置，第一输入线圈和第二输入线圈绕向相反并相互串接，通过交流电驱动而使第一输入线圈和第二输入线圈产生的磁场相反，特点是油路通管外同轴活动套设有非导电的线圈架，第一输入线圈、第二输入线圈和输出线圈卷绕在线圈架上，线圈架设置有轴向位置调整机构，优点在于可以通过轴向调整线圈架位置而使两端的第一输入线圈和第二输入线圈产生的磁场在相应的位置相互抵消，提高输出线圈对磨粒信号的感应灵敏度，保证传感器在各种场合的使用中均能工作在最佳状态。
文档编号G01N15/10GK201867355SQ20102065112
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者蒋伟平 申请人:蒋伟平