发动机零部件物理和/或模拟参数监测专用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种专门用于监测发动机零部件的物理和/或模拟参数的系统。
[0002]本发明涉及到发动机移动机械零部件和/或难以接近部件的变化参数测量和控制技术，特别是用于内燃交流发动机的监督和安全。
【背景技术】
[0003]较为重要的是，需保证对发动机的机构和部件的整体性以及其运行情况的重要参数进行控制。就此，常规的做法是，直接在这些元件上进行测量。在诸如温度、压力或者应力等之类的要素发生异常变化的情况下，则可以在发生附带事故前以及发动机停止运行以前让系统暂停运行。举个例子来说，比如零部件润滑不足或者温度过高的情况。依据设备的使用情况，可能会产生较为严重的健康后果或者经济后果。如经证实异常参数为一大优势，则可以让系统自动提前暂停运行。此类装置的有效性在很大程度上取决于其快速程度。
[0004]技术背景将对能实施此类控制的若干系统进行说明。
[0005]比如，依据专利文献EP 0.051.035 (MR)可知悉，发动机内部移动部件的温度检测装置，通过发射机/接收机来运行；发射机/接收机由两个固定线圈组成。此发射机/接收机通过在预设频率下谐振的磁路来发出信号。该信号可被放置在移动部件上的传感器(由一个移动线圈组成)形成)检测到，并与热敏电阻相连；该热敏电阻在零件温度的作用下，会影响所述传感器的灵敏度；所述传感器则可以以较为重要的方式来检测由发射机/接收机发送的信号。谐振信号可被发射机/接收机测量出来，并由电子装置以温度单位来予以阐述。
[0006]在该装置中，有几个方面需要引起注意。首先，由热敏电阻依据非线性变化情况来确定传感器的回复情况；该非线性变化是由该元件的质量和进度而产生的；在较大的变化范围内，可能导致测量结果出错。此外，发射机/接收机会通过流动的波来产生磁场。或者磁场没有完全被传感器检测到，从而导致由发射机/接收机发射和接收的波出现部分损失。因此，测量的精确度取决于系统的线圈质量，以及取决于是否工厂内的每台传感器能进行较为枯燥乏味的校准操作。其次，该发射机/接收机和传感器之间的最大阅读距离不过2mm左右，该距离较小，从而导致某些运动部件出现诸如相对于同量级运行间隙而言的相关问题。这些问题还无法以满足用户预期的方式予以解答。
[0007]依据WO 00/62029 (SENSIT)专利文献还可了解的是，一个系统基于使用表面声波(为Surface Acoustic Wave或者SAW的英语词缩写)过滤器，用于通过驻波天线来发送电磁波，并在由压电晶体或者陶瓷组成的装置中将其转换为机械波。所述波被削弱，并在通过电极重新转换为电气信号以前进行传播。反馈信号被重新配置，通过过滤器产生模拟-反馈脉冲。该工艺基于延迟线路原理。反射波的延迟情况取决于温度。在如图1所示的该系统内，单独的电子控制设备3通过天线2进行询问；若干表面声波传感器I布置在发动机的每个发动机舱内需要进行温度测量的部件上。通过数字总线5，可将信息从电子控制设备3传输到监控设备6内。
[0008]该系统具有若干缺点。首先，这是一个系统，通过相同的单独电子控制设备3来对每台表面声波传感器I进行询问。就此，可以使用多路复用天线2的方法来询问具有相同顺序的每台传感器I。但是，该方法具有一定的局限性，因为它大大增加了传感器I进行每项询问操作的等待时间。实际上，在该系统内，单独的控制设备3可连续对传感器I进行询问，并首先通过与天线2相连的同轴电缆来发送信号。这些天线和表面声波传感器I进行通信。反馈信号则按照相反路径发出。电子控制设备3接收到的多个信号的接收和处理操作，增加了分析的持续时间。此外，发动机的金属环境会导致这些信号产生一部分损耗，因而降低了测量的效率。此外，表面声波传感器I的询问流程要求，每个传感器配备一根天线2，专门在发动机舱内使用。对于所有天线2而言，天线2及其表面声波传感器I之间的每次通信均只能采用单独的相同频率进行。使用该单独频率要求对每台传感器I依次进行询问，从而避免干扰相邻传感器的反馈信息。
[0009]和先前工艺中所述的其他已知系统相比，该系统的一个优点在于在，表面声波传感器I和天线2之间的阅读距离最大，该距离范围可达5cm。但是，该距离仍然不足以让用户摆脱发动机内所安装设施的束缚。此外，系统需要的是，控制设备3尽量通过同轴电缆4与天线2相连，并对发动机外部的空间和电缆布线情况提出严格的要求。
[0010]文件专利EP 2422900 (SMS CONCAST)和 US 6239723(西门子)中公开了，一种能对表面声波传感器进行询问的系统，系统分别布置在模具内和电气柜内。这些表面声波传感器布置在固定、不移动且易于拿取的部件上，以及其要求没有发动机要求那么严格的环境中。
[0011]面对这样的情况，本项发明的主要目的在于克服上述缺点，尤其需要提高难以拿取移动部件的测量能力。
[0012]本项发明的另一个目的在于，获得比依据先前工艺的系统更为快速和精确的分析结果，避免出现前述WO 00/62029号专利文件(SENSIT)中所记录的多路复用法所规定的相关要求。
[0013]本项发明的目的还在于，建议一种监测系统，较之前述WO 00/62029号专利文件(SENSIT)中所述系统而言，减少了在空间和电缆布线方面的要求。
[0014]本项发明的目的还在于，提高与发动机罩金属环境相关问题的性能。
【发明内容】
[0015]本项发明所建议的解决方案为一种与发动机部件相关的物理参数和/或模拟参数监测系统；所述系统包括至少一台电子控制设备，配置用来采用至少一根天线进行询问，以及一个位于所述部件上的表面声波传感器(或表面声波传感器)。
[0016]该系统的显著特征在于:
[0017]-发动机被分为若干发动机舱；每个发动机舱包括若干移动部件，其物理参数和/或模拟参数应予以监测；
[0018]-需监测的这些部件中每个部件均配备有表面声波传感器；这些部分每个均具有其自身各自的共振频率；
[0019]-天线安装在每个发动机舱内；每根天线单独或者成对与电子控制设备相连；
[0020]-每根天线均由电子控制设备进行控制；天线相互连接，以便于能同时发射接近传感器共振频率的各种不同频率；传感器位于所述天线的发动机舱内，能同时与各种传感器进行通信。
[0021]在每个发动机舱内，一根单独的天线用来保持同时对所安装的所有传感器进行询问。这样，测量能力不仅增加了十倍，而且参数的分析变得比采用前述WO 00/62029号专利文件(SENSIT)中所述特殊先前工艺系统获得的分析速度更快，结果也更准确。
[0022]本项发明所述的其他显著特征已在下文中列出；这些特征中的每一项均应予以单独考虑或者组合考虑，其显著特征定义如下:
[0023]-安装在发动机舱内的天线，能够在预设频带上发送频率；所述频带与布置在其他发动机舱内的天线所发送的频带有所不同。
[0024]-布置在同一发动机舱内的表面声波传感器可以在不同的频带内返回频率；所述频带与布置在相邻发动机舱内的表面声波传感器返回的频带有所不同。
[0025]-布置在同一发动机舱内的表面声波传感器，每台均可在窄频带内发送频率；所述频带定义的间隔为2MHz。
[0026]-每台电子控制设备均可与一根单独的天线相连；所述单独的天线自身与两根天线相连；每根天线均安装在专门发动机舱内。
[0027]-每台表面声波传感器优选地包括其自有的一根天线。
[0028]-每台声表面波传感器优选地安装在移动部件上，但是也可以安装在固定部件上。
[0029]-传感器优选地布置在不同的发动机舱内，以便于位于发动机舱内的传感器不和位于其他发动机舱内的天线进行通信。