CN102494973A - 在线式全流量可视铁谱仪 - Google Patents

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在线式全流量可视铁谱仪，是一种在线式全流量航空发动机润滑油路铁磁磨粒可视监测仪器。该监测仪器由润滑油路铁磁磨粒收集器、收集器清洗机构和全角度扫描可视装置组成，其特征是：润滑油从进油口(12)进入铁磁磨粒收集器(10)，在静磁场作用下润滑油中的铁磁磨粒沉积在铁磁磨粒收集器(10)的观测区内，并成一定形状的分布，工业相机(7)装置在大景深物镜(8)上，在步进电机1(2)，齿轮1(1)，旋转轴(3)，步进电机2(4)，齿轮2(5)，齿条(6)作用下全角度观测磨粒的特征并拍取图像，当收集器清洗机构通电时，铁磁磨粒收集器(10)观测区的静磁场消失，观测区沉积的磨粒被油流冲刷干争，以待下次监测。

Description

在线式全流量可视铁谱仪
技术领域
本发明的在线式全流量可视铁谱仪，涉及发动机润滑油液铁磁磨粒的监测，属于传感器测量仪器领域。
背景技术
现有的发动机润滑油液铁磁磨粒的监测仪器未能达到实际意义的全流量监测。为完成铁磁磨粒的监测，通常需要对润滑油液进行采样并离线观测或者在润滑油路引出一条微小流量的旁路，需要对润滑油液进行监测时开通旁路油路，利用该油路对润滑油液进行采样监测，这两种途径都未能满足实际的在线式全流量监测的要求。目前在铁谱方面，美国杰比科技公司的PQ系列铁谱仪有比较成熟的产品，但也只是离线式监测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种过程简单，性能可靠的在线式全流量铁磁磨粒监测仪器。这种监测仪器可以实现现实意义的在线式全流量，并可以对沉积在铁磁磨粒收集器观测区的磨粒进行观测和拍照取样，为在线式分析磨粒的特性并预测发动机故障提供数据。
在线式全流量可视铁谱仪，是一种在线式全流量航空发动机润滑油路铁磁磨粒可视监测仪器。该监测仪器由润滑油路铁磁磨粒收集器、收集器清洗机构和全角度扫描可视装置组成，其特征是：润滑油液从进油口进入铁磁磨粒收集器，在静磁场作用下润滑油中的铁磁磨粒沉积在铁磁磨粒收集器的观测区内，并成一定形状的分布，工业相机装置在大景深物镜上，在步进电机1，齿轮1，旋转轴，步进电机2，齿轮2，齿条作用下全角度观测磨粒的特征并拍取图像，当收集器清洗机构通电时，铁磁磨粒收集器的观测区静磁场消失，观测区沉积的磨粒被油流冲刷干净，以待下次监测。润滑油液由出油口、回形管流回润滑油路。
附图说明
图1为在线式全流量铁谱仪的结构图。
图2为铁磁磨粒收集器与收集器清洗机构的结构图。
图3为回形流道结构图。
图中标号名称：1、齿轮1，2、步进电机1，3、转动轴，4、步进电机2，5、齿轮2，6、齿条，7、工业相机，8、大景深物镜，9、支架，10、铁磁磨粒收集器，11、收集器清洗机构，12、进油口，13、出油口，14环形电磁铁线圈，15、端盖，16、圆柱弹簧，17、螺母，18、衔铁1，19、螺钉，20、支撑套筒，21、o型密封圈1，22、安装台，23、联接活动杆，24、法兰盘，25、高强度透光玻璃，26、o型密封圈2，27、环性硬磁体，28、磁体定位环，29、环性硬磁体，30、进油环，31、出油环，32、回形流道，33、润滑油路。
具体实施方式
结合附图对系统的具体实施介绍如下：
1、在线式全流量可视铁谱仪，包括由齿轮1(1)、步进电机1(2)、转动轴(3)、步进电机2(4)、齿轮2(5)、齿条(6)、工业相机(7)、大景深物镜(8)、支架(9)组成的全角度扫描可视装置，铁磁磨粒收集器(10)、收集器清洗机构(11)以及进油口(12)和出油口(13)，其中，工业相机采用大恒集团北京图像视觉技术公司的HV3102UC工业相机，大景深物镜采用改进的由南京江南永新光学有限公司生产的SZ6000平行光体视显微镜。
工业相机(7)与大景深物镜(8)共同组成实时观测部件，在步进电机1(2)，齿轮1(1)，旋转轴(3)，步进电机2(4)，齿轮2(5)，齿条(6)共同驱动下可绕铁磁磨粒收集器(10)的轴向全角度旋转，也可在步进电机2(4)单独作用下，沿铁磁磨粒收集器(10)的观测区径向移动，实现对铁磁磨粒收集器(10)的观测区中的磨粒沉积区域进行全方位观测，并且，铁磁磨粒收集器(10)与收集器清洗机构(11)的设计使得在线实时观测成为可能。。
2、收集器清洗机构(11)由环形电磁铁线圈(14)、端盖(15)、圆柱弹簧(16)、螺母(17)、衔铁1(18)、螺钉(19)、支撑套筒(20)、衔铁2(22)、联接活动杆(23)。
当环形电磁铁线圈(14)通电后产生电磁场，在电磁力的作用下衔铁1(18)克服圆柱弹簧(16)的弹力作用带动安装台(22)、联接活动杆(23)及环性硬磁体(27)、磁体定位环(28)和环性硬磁体(29)向靠近环形电磁铁线圈(14)的方向运动直至受力平衡，经计算此时环性硬磁体(27)与环性硬磁体(29)形成的静磁场在铁磁磨粒收集器(10)的观测区产生的磁场力近似为零，沉积在观测区的磨粒在油流的作用下被冲涮带走，此过程相当于对铁磁磨粒收集器(10)的观测区进行了冲洗，以待下次监测使用，当环形电磁铁线圈(14)断电后，电磁场消失，衔铁1(18)、安装台(22)、联接活动杆(23)及环性硬磁体(27)、磁体定位环(28)和环性硬磁体(29)在圆柱弹簧(16)的弹力作用向远离环形电磁铁线圈(14)的方向运动，直至环性硬磁体(27)、磁体定位环(28)和环性硬磁体(29)运动到进油环(30)的底部，此时，环性硬磁体(27)与环性硬磁体(29)形成的静磁场在铁磁磨粒收集器(10)的观测区产生强大的磁场力足以捕获润滑油流中的铁磁磨粒。螺钉(19)将支撑套筒(20)固定在进油环(30)上。
3、铁磁磨粒收集器(10)包括o型密封圈1(21)、法兰盘(24)、高强度透光玻璃(25)、o型密封圈2(26)、环性硬磁体(27)、磁体定位环(28)、环性硬磁体(29)、进油环(30)、出油环(31)，其特征在于：
润滑油流从进油口(12)进入铁磁磨粒收集器(10)，由于高强度透光玻璃(25)与进油环(30)的底部间的距离只有1mm，并且进油环(30)的底部为圆环型区域，因此，在该区域流径变窄但流道变宽，使得在全流量在线式条件下，由于环性硬磁体(27)与环性硬磁体(29)在此区域形成的强大静磁场，捕获润滑油流中的铁磁磨粒成为可能，并使得磨粒在该区域形成一定形状的分布，此区域即为铁磁磨粒收集器(10)的观测区，最终润滑油流通过出流口(13)、回形流道(32)流回润滑油路(33)。

Claims (3)

1.在线式全流量可视铁谱仪，包括由齿轮1(1)、步进电机1(2)、转动轴(3)、步进电机2(4)、齿轮2(5)、齿条(6)、工业相机(7)、大景深物镜(8)、支架(9)组成的全角度扫描可视装置，铁磁磨粒收集器(10)、收集器清洗机构(11)以及进油口(12)和出油口(13)，其特征在于：
工业相机(7)与大景深物镜(8)共同组成实时观测部件，在步进电机1(2)，齿轮1(1)，旋转轴(3)，步进电机2(4)，齿轮2(5)，齿条(6)共同驱动下可绕铁磁磨粒收集器(10)的轴向全角度旋转，也可在步进电机2(4)单独作用下，沿铁磁磨粒收集器(10)的观测区径向移动，实现对铁磁磨粒收集器(10)观测区中的磨粒沉积区域进行全方位观测，并且，铁磁磨粒收集器(10)与收集器清洗机构(11)的设计使得在线实时观测成为可能。
2.收集器清洗机构(11)由环形电磁铁线圈(14)、端盖(15)、圆柱弹簧(16)、螺母(17)、衔铁1(18)、螺钉(19)、支撑套筒(20)、安装台(22)、联接活动杆(23)，其特征在于：
当环形电磁铁线圈(14)通电后产生电磁场，在电磁力的作用下衔铁1(18)克服圆柱弹簧(16)的弹力作用带动安装台(22)、联接活动杆(23)及环性硬磁体(27)、磁体定位环(28)和环性硬磁体(29)向靠近环形电磁铁线圈(14)的方向运动直至受力平衡，经计算此时环性硬磁体(27)与环性硬磁体(29)形成的静磁场在铁磁磨粒收集器(10)的观测区产生的磁场力近似为零，沉积在观测区的磨粒在油流的作用下被冲涮带走，此过程相当于对铁磁磨粒收集器(10)的观测区进行了冲洗，以待下次监测使用，当环形电磁铁线圈(14)断电后，电磁场消失，衔铁1(18)、安装台(22)、联接活动杆(23)及环性硬磁体(27)、磁体定位环(28)和环性硬磁体(29)在圆柱弹簧(16)的弹力作用向远离环形电磁铁线圈(14)的方向运动，直至环性硬磁体(27)、磁体定位环(28)和环性硬磁体(29)运动到进油环(30)的底部，此时，环性硬磁体(27)与环性硬磁体(29)形成的静磁场在铁磁磨粒收集器(10)的观测区产生强大的磁场力足以捕获润滑油流中的铁磁磨粒。螺钉(19)将支撑套筒(20)固定在进油环(30)上。
3.铁磁磨粒收集器(10)包括o型密封圈1(21)、法兰盘(24)、高强度透光玻璃(25)、o型密封圈2(26)、环性硬磁体(27)、磁体定位环(28)、环性硬磁体(29)、进油环(30)、出油环(31)，其特征在于：
润滑油流从进油口(12)进入铁磁磨粒收集器(10)，由于高强度透光玻璃(25)与进油环(30)的底部间的距离只有1mm，并且进油环(30)的底部为圆环型区域，因此，在该区域流径变窄但流道变宽，使得在全流量在线式条件下，由于环性硬磁体(27)与环性硬磁体(29)在此区域形成的强大静磁场，捕获润滑油流中的铁磁磨粒成为可能，并且在流场的对称性共同作用下使得磨粒在该区域形成一定形状的分布，此区域即为铁磁磨粒收集器(10)的观测区，最终润滑油流通过出流口(13)、回形流道(32)流回润滑油路(33)。
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