一种基于无线测温的机械密封端面状态监测系统与方法

1.本发明涉及密封监测领域，特别是基于无线测温的机械密封端面状态监测系统与方法。


背景技术：

2.在工程机械技术领域中，为保证机械密封的正常工作，须配置温度监测系统，因此温度监测系统的应用十分广泛且重要。然而，对于现有的温度监测系统而言，测量数据不准确和安装过程比较繁琐是待解决的问题。因此，如何实现机械密封温度的无线测量和安全监测对本领域技术人员而言是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的在于提供一种基于无线测温的机械密封端面状态监测系统与方法，以实现机械密封温度的精准测量与传输便捷，减少测量误差，优化安装过程，避免密封失效。
4.本发明实施例提供一种基于无线测温的机械密封端面状态监测系统，所述温度监测系统安装在机械密封腔体外侧，通过测温孔测量机械密封温度；所述温度监测系统包括：红外温度传感模块、机械连接装置、控制台和电源；所述红外温度传感模块安装在机械连接模块上并与测温孔连接；其中，
5.所述红外温度传感模块包括红外测温探头、信号处理芯片和安装座；所述红外测温探头以接触式的方式接收机械密封辐射的红外线；所述信号处理芯片将光学信号转化为标准信号输出；所述安装座内侧容置红外测温探头和信号处理芯片，外侧接口用于连接机械连接装置，整体连接电源与控制台。
6.所述机械连接模块包括安装接头ⅰ、安装接头ⅱ和钢化光学透镜；所述安装接头ⅰ能够连接机械密封腔并将测温孔对准目标机械密封；所述安装接头ⅱ能够连接红外传感模块并将测温孔对准红外测温探头；所述钢化光学透镜硬度足够高承受并保持机械密封腔内压力，机械密封辐射的红外线穿过钢化光学透镜射入安装接头ⅱ并传入红外测温探头。
7.本发明实施例提供一种基于无线测温的机械密封端面状态监测方法，所述控制台能够接收、存储并处理测量到的机械密封端面温度数据；所述方法包括实时监测设备运转时机械密封的温度与升温速率；置报警升温速率；当实时监测的升温速率超出报警升温速率时，输出报警信号；记录并保存监测数据，计算并更新报警升温速率。
8.可以看出，通过红外温度传感模块增加了监测机械密封腔温度的距离，监测位置相比接触式温度传感器可以灵活改变，简便了位置校准和安装的步骤；通过机械连接装置监测精确位置的机械密封腔腔内温度，提高了监测数据的准确性。因此，本发明实施例在不同机械密封腔腔体位置均能保证精确的监测效果并且信号稳定性相较于传统也有所增加，实现了机械密封端面温度的状态监测和数据处理。
附图说明
9.为更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图作简单地介绍。显而易见，附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
10.图1为本发明实施例提供的接触式式机械密封温度监测系统工作原理图。
11.图2为本发明实施例提供的机械连接模块结构示意图。
12.图3为接触式式机械密封温度监测方法逻辑图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地表述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.参见图1，图中示出了本发明实施例提供的无线机械密封温度监测系统工作原理图。如图1所示，红外温度传感模块、机械连接装置、控制台和电源。
15.这里，被测机械密封所在的机械密封腔顶部设有测温连接孔，被测机械密封带有温度信号的红外线通过测温孔传出机械密封腔并通过机械连接模块的钢化光学透镜传入红外温度传感模块。红外传感模块内部的信号处理芯片将光学信号转化为标准信号输出给控制台进而获得机械密封的温度信息。
16.参见图2，图中示出了本发明实施例提供的机械连接模块结构示意图。如图2所示，机械连接模块包括安装接头ⅰ、安装接头ⅱ和钢化光学透镜。
17.这里，安装接头ⅰ能够连接机械密封腔并将测温孔对准目标机械密封；所述安装接头ⅱ能够连接红外传感模块并将测温孔对准红外测温探头；所述钢化光学透镜硬度足够高承受并保持机械密封腔内压力，机械密封辐射的红外线穿过钢化光学透镜射入安装接头ⅱ并传入红外测温探头。
18.为了便于本领域技术人员理解本方案，下面结合图1、图2，对本发明实施例提供的机械密封温度监测系统的装配过程进行说明。
19.本发明实施例中，实现了远程接收红外线光信号并转化，远程接收标准信号并处理。在不同机械密封腔腔体位置均能保证精确的监测效果并且信号稳定性相较于传统也有所增加，实现了机械密封端面温度的状态监测和数据处理。
20.参见图3，图中示出了本发明实施例提供的接触式式机械密封温度监测方法逻辑图。如图3所示，接触式式机械密封温度监测方法逻辑图包括预设阶段、监测阶段和控制阶段。
21.这里，预设阶段设置报警温度和设置运转时间，为状态监测分析模块设置动静环密封组件预计失效温度，命名为报警温度t1；为状态监测分析模块设置本次电机目标运转时间，命名为运转时间t1；读取并自动设置报警升温速率，报警速率设定为1.2倍的正常运转时的升温速度；设置δt时间内温度的波动范围为δt，在t
1-δt的时间内，测得的最高温度和最低温度差值小于δt时视为温度稳定，此时记录稳定的温度范围。
22.监测阶段输入开启电机信号、记录初始时间和记录当前时间。开启电机为控制台
输入开启电机信号，控制台在当前工况条件下开启电机开始试验；记录初始时间为控制台记录电机开启时的具体时间，精确到秒，命名为初试时间t0，记录初始温度t0；记录当前时间和记录当前温度为控制台记录开启之后的实时时间和实时温度，分别命名为当前时间t2和当前温度t2；计算此时的升温速度v0＝(t
2-t0)/(t
2-t0)并根据升温速率判断是否处于升温阶段；记录每次升温阶段的平均升温速率v0，根据平均升温速率v0设置报警升温速率v＝1.2v0。
23.控制阶段进行温度判断、时间判断和关闭电机。温度判断为控制台比较报警温度t1和前温度t2的大小，若t1《t2，则关闭电机保护机械密封试验设备和组件，若t1≥t2，则继续下一组温度判断；时间判断为控制台比较运转时间t1和当前时间t2与初试时间t0的差值的大小，若t1《t
2-t0，则关闭电机停止运转，若t1≥t
2-t0，则返回监测阶段的记录当前时间指令之前，继续下一组时间判断。
24.机械密封试验件正常工作时生成的摩擦热有限，易于与环境温度达到平衡，当端面产生异常形变或振动时，生成的摩擦热将会明显升高，升温超过一定范围将会导致密封失效试验失败。此时，监测机械密封工作时的温度并判断是否在正常的范围内并及时停止试验非常有必要；同时到达试验时长自动停止试验功能以及查看实时时间下的机械密封温度功能也有效地方便了试验操作人员。
25.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。