CN103728052B - 一种基于无线传输的密封环端面温度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于无线传输的密封环端面温度测量方法，主要解决高速重载密封环摩擦端面温度难以测量的问题。在旋转体一侧端面不同位置加工多个轴向盲孔，每个盲孔中各安装一个温度传感器，每个温度传感器各连接一个无线发射模块，每个无线发射模块具有不同的发射频率。每个无线发射模块将温度传感器测得的不同温度信号发射出去，无线接收模块根据不同的频率识别并接收不同温度信号。数据处理器根据不同发射频率发送来的温度信号，把温度传感器至密封端面之间的距离一一对应起来，按照预先设定的温度‑距离关系确定密封环端面温度。通过无线传输温度信号，避免布线困难，保证了传输质量，适用于密封环端面温度的测量和监控。

Description

一种基于无线传输的密封环端面温度测量方法

技术领域

本发明属于密封环端面温度测量技术领域，是一种通过无线传输方法对浮动密封环在负荷作用下的端面温度进行实时测量。

背景技术

流体密封装置是机械设备中易损性、关键性和基础性的零部件，甚至有时能决定机器设备的安全性、可靠性和耐久性。

浮动密封环属于一种流体密封元件，其主要作用就是防止泄漏，这样可以维持设备的正常工作条件，如高压、高真空等；保证设备及人身的安全；有助于消除或减轻环境污染；防止或减少物料和能源的消耗，提高设备的效率。由于结构简单和性能稳定，浮动密封环被广泛应用到车辆、电力、船舶、航空航天等领域的装备上。在工作过程中，密封环的密封面与旋转件凹槽侧面形成一对摩擦副，它们互相贴合并相对转动，由于摩擦在主密封面处产生摩擦热，以及旋转件对密封工作介质的搅拌作用等都会产生一定的热量，这些热量都会引起密封环以及旋转件凹槽侧面之间的流体油膜温度升高。当温度过高时，不但密封端面润滑不良，还会影响密封环弹性、密封表面形成疱疤等一系列现象，影响密封装置的正常工作，加速失效。在重载传动装置中，密封环在运行中承受着高压、高速、高温的工作环境，由于热负荷和力负荷的作用而发生不均匀变形，这种不规则的变形不但导致局部磨损，还会引起热流密度的变化。另外，通过密封端面温度可以帮助确认端面间的摩擦状态。因此，对密封环密封面进行温度测量是一项十分重要的工作。目前密封温度测量通常采用的方式是接触式测温法和非接触式测温法，但一般都是通过有线连接的方式进行温度传输，其主要缺点就是局限性较大，适应性不好，不利于扩展等。

本发明将温度传感器安装在旋转件上，并通过无线传输信号技术将不同位置的温度传感信号通过不同的发射频率进行发射，数据处理器根据不同频率识别不同位置的温度信号。在后期处理中，根据温度-距离的关系推算出密封摩擦端面温度值，这样可以克服有线温度传输的不足。

发明内容

本发明提出一种基于无线传输的密封环端面温度测量方法，它主要解决构成摩擦副的旋转体和密封环端面温度实时测量的问题。

本发明所采用的技术方案是：

首先，为了不破坏密封摩擦端面的完整性，在旋转体一侧均匀开设n个轴向盲孔，用于放置温度传感器，每个盲孔底端距摩擦端面的距离分别为h ₁，h ₂，… h _i ，… h _n mm，每个盲孔至端面距离各不相同。每个温度传感器与具有不同发射频率的无线发射模块紧固连接，每个温度传感器和各自的无线发射模块都用绝缘胶牢固地固定在盲孔中。这样盲孔底面距密封摩擦端面距离h _i 与温度传感器测得的温度T _i 就一一对应起来。继而不同发射频率的无线发射模块将各自不同深度盲孔内的温度传感器测得的温度信号发射出去。与此同时，无线接收模块接收不同频率发送过来的温度信号。也就是说，一个盲孔中的温度传感器测得的温度只能由一个发射频率的无线发射模块发射出去，而且各无线接收模块只能接收对应频率的温度信号。最后，将各个接收到的信号共同连接到一个数据处理器，该数据处理器能根据不同频率将不同盲孔内温度传感器发出的温度信号一一对应起来。该数据处理器内部存储着预先计算完成的温度T-距离h的关系曲线T=f（h），可以把密封端面温度与传感器至密封面的距离，通过确定的函数关系对应起来，最终输出h=0处的密封端面温度。

本发明的优点和积极效果是：通过不同频率的无线发射模块将不同深度盲孔中的温度传感器测得的不同温度信号，传输给相应的不同接收频率的无线接收模块，也就是说温度的测量与传输是通过无线传输技术实现的，解决了有线传输连线复杂、易损坏的问题。无线接收模块连接到具有处理端面温度-距离之间函数功能的数据处理器，该数据处理器最终求出实际的密封环端面温度，并显示出来。开设的盲孔保证了密封端面的完整性；盲孔深度没加严格限制，克服了加工无限贴近摩擦端面盲孔的实际困难。

附图说明

图1表示无线传输的密封环端面温度测量方法的布置图。

图2表示图1中I位置的局部放大视图。

图中：1—旋转体；2—端盖；3—定位挡板；4—无线发射天线；5—端盖孔；6—轴承；7—密封环；8—温度传感器；9—无线发射模块；10—无线发射模块连接导线。

具体的实施方式

通过无线装置传输信号，实现密封环端面温度的测量。浮动密封环温度测量的具体实施方式如图1所示。

首先，在旋转体（1）靠近端盖（2）的一侧端面沿周向不同位置加工n个轴向盲孔，使每个盲孔底面至密封摩擦端面的距离分别为h ₁，h ₂，… h _i ，… h _n mm，且各个距离互不相等。然后，将温度传感器（8）放入每个盲孔中，要求温度传感器（8）的测量端紧密接触盲孔底端，另一端连接到对应的无线发射模块（9）上。用绝缘胶分别将温度传感器（8）和其连接的无线发射模块（9）紧密固定在盲孔中，以防止旋转时发生松动。其次，将所有无线发射模块（9）的连接导线（10）向旋转体（1）的旋转中心集中，合并成一组线束并加以固定，此线束先后通过定位挡板（3）上的定位挡板孔和旋转体（1）上的内孔，各导线最终与无线发射天线（4）连接。在端盖中心开设一个适当的小孔（5），目的是保证无线信号的有效传送。端盖孔（5）用穿透性强的材料将其堵住（例如玻璃、塑料等），以防止泄漏或颗粒灰尘进入油腔内部。

发送过来的温度信号进入到数据处理器，它分别连接到键盘、显示器、报警器。不同密封环端面温度要求不同，故添加键盘设定不同要求下的报警温度值以适应实际需求。如果此温度大于键盘输入的温度，那么报警器进行报警。

Claims (1)

1.一种基于无线传输的密封环端面温度测量方法，其特征在于，

在旋转体（1）靠近端盖（2）的一侧端面沿周向的不同位置加工n个轴向盲孔，使每个盲孔底面至密封摩擦端面的距离分别为h ₁，h ₂，… h _i ，… h _n mm，所述h ₁， h ₂，… h _i ，… h _n 不相等；将温度传感器（8）放入每个盲孔中，所述温度传感器（8）的测量端紧密接触盲孔底端，温度传感器（8）另一端连接对应的无线发射模块（9）；用绝缘胶分别将温度传感器（8）和其连接的无线发射模块（9）紧密固定在盲孔中；将所有无线发射模块（9）的连接导线（10）向旋转体（1）的旋转中心集中，合并成一组线束并加以固定，该线束先后通过定位挡板（3）上的定位挡板孔和旋转体（1）上的内孔，线束最终与无线发射天线（4）连接； 在端盖（2）中心开设一个端盖孔（5），使无线信号有效传送；用玻璃或塑料将端盖孔（5）堵住，防止泄漏或颗粒灰尘进入油腔内部；所述无线发射模块（9）将各自不同盲孔内的温度传感器测得的温度信号通过不同频率发射出去，同时无线接收模块接收不同频率发送过来的温度信号，每个无线接收模块根据不同频率识别并接收温度信号，并传送到数据处理器，数据处理器根据不同发射频率识别不同位置的温度传感信号，把温度信号与盲孔底面至密封端面之间的距离一一对应起来；所述盲孔距离密封摩擦端面距离的取值范围为2~8mm。