CN110836778A - 一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统 - Google Patents

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冀树德
刘峰春
刘新华
马东元
杨天军
张兴刚
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Abstract

本发明提供了一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，包括柴油机缸盖，柴油机缸盖通过转接结构连接至光学探头，光学探头以非接触方式实时对柴油机缸内温度信息进行捕捉，光学探头通过光纤将采集信息传递给信号调理模块，信号调理模块连接至计算机，所述转接结构包括外转接头、内转接头和圆柱体人工蓝宝石，外转接头与内转接头通过螺纹连接，圆柱体人工蓝宝石置于内转接头腔内，且上下两端置有密封垫圈。本发明所述的非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，以非接触方式实现了柴油机缸内瞬态温度的实时测量，测温范围宽泛，响应速度较快，测量精度与重复精度较高，能够解决柴油机缸内工质高温、高压以致特征信息难以获取的问题。

Description

一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统
技术领域
本发明属于发动机测试技术领域，尤其是涉及一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统。
背景技术
柴油机缸内状态特征测试是柴油机燃烧组织和性能改善提升的重要技术手段，柴油机气缸内燃烧温度是衡量其性能的重要参数，缸内温度的测量，对于深入了解燃烧放热规律，以及热负荷、起动性能、排放问题的研究都具有重要意义。同时，活塞作为柴油机核心部件之一，通常承受着较大的热负荷，其工作时温度场分布也一直是研究者关注的焦点。然而，由缸盖、缸套、活塞等组成的近密闭空间，其内部工质处在高温、高压、高速的工作状态，以致缸内状态特征参数的测量变得非常困难。此外，由于缸内工质温度高约2000K，工作压力高约20MPa，这就对缸内温度测试的材料提出了很高要求，相关材料需要兼顾耐温、耐压，且不易被氧化等特性。纵观柴油机测试技术领域，满足以上要求的感温材料，存在的可能性很小。基于此，提出了基于光学通路方法的柴油机缸内温度测试系统。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，以解决柴油机缸内工质高温高压特征信息难于测试获取的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，包括柴油机缸盖、转接结构、光学探头、信号调理模块和计算机，柴油机缸盖通过转接结构连接至光学探头，光学探头以非接触方式实时对柴油机缸内温度信息进行捕捉，光学探头通过光纤将采集信息传递给信号调理模块，信号调理模块连接至计算机，所述转接结构包括外转接头、内转接头和圆柱体人工蓝宝石，外转接头与内转接头通过螺纹连接，圆柱体人工蓝宝石置于内转接头腔内，且上下两端置有密封垫圈。
进一步的，在柴油机缸盖的鼻梁区垂直向内加工螺纹孔，其尺寸与装配在其中的衬套相配合，利用衬套工装将衬套装配于柴油机缸盖内；在柴油机缸盖的火力面垂直向内加工螺纹孔，其尺寸与装配在其中的钢丝螺套相配合；衬套与钢丝螺套之间置有密封垫圈；将转接结构贯穿衬套，利用底部的外螺纹与钢丝螺套连接固定；将光学探头连接固定在外转接头顶部的内螺纹孔内，实现与整个转接结构的轴向对称。
进一步的，外转接头与内转接头内部通孔的最小尺寸为光学探头形成完整有效光路所需的最小尺寸。
进一步的，人工蓝宝石介于柴油机缸内工质与光学探头之间。
进一步的，密封垫圈为耐高温垫圈。
进一步的，光学探头为封装在带螺纹金属壳体内具有特定焦距的光学镜头。
进一步的，信号调理模块为M3系列光电信号转换与放大装置。
相对于现有技术，本发明所述的非接触式柴油机缸内温度实时测量系统具有以下优势：
(1)本发明所述的非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，利用先进的光学测温技术，以非接触方式实现了柴油机缸内瞬态温度的实时测量，测温范围宽泛，响应速度较快，测量精度与重复精度较高，能够解决柴油机缸内工质高温、高压以致特征信息难以获取的问题。
(2)本发明所述的非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，结构简单，性能稳定，操作方便，对柴油机活塞不进行任何结构加工或改造，测试周期内无需进行柴油机拆装，仅通过机械转接结构即可完成系统定位，解决了柴油机缸内工质高温高压以致特征信息难于测试获取的问题。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的非接触式柴油机缸内温度实时测量系统的组成示意图；
图2为本发明实施例所述的柴油机缸盖的剖视图；
图3为本发明实施例所述的转接结构的剖视图；
图4为本发明实施例所述的外转接头的剖视图；
图5为本发明实施例所述的内转接头的剖视图；
图6为本发明实施例所述的衬套的剖视图。
附图标记说明：
1-柴油机缸盖；2-转接结构；21-外转接头；22-内转接头；23-人工蓝宝石；3-光学探头；4-光纤；5-信号调理模块；6-计算机；7-衬套；8-密封垫圈；9-钢丝螺套。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，如图1至图6所示，包括柴油机缸盖1、转接结构2、光学探头3、光纤4、信号调理模块5、计算机6，柴油机缸盖1通过转接结构2连接至光学探头3，光学探头3以非接触方式实时对柴油机缸内温度信息进行捕捉，光学探头3通过光纤4将采集信息传递给信号调理模块5，信号调理模块5连接至计算机6，所述转接结构2包括外转接头21、内转接头22和圆柱体人工蓝宝石23，外转接头21与内转接头22通过螺纹连接，圆柱体人工蓝宝石23置于内转接头22腔内，且上下两端置有密封垫圈。
密封垫圈为耐高温垫圈。
外转接头21与内转接头22内部通孔的最小尺寸为光学探头3形成完整有效光路所需的最小尺寸。
在柴油机缸盖1的鼻梁区垂直向内加工螺纹孔，其尺寸与装配在其中的衬套7相配合，利用衬套工装将衬套7装配于柴油机缸盖1内；在柴油机缸盖1的火力面垂直向内加工螺纹孔，其尺寸与装配在其中的钢丝螺套9相配合；衬套7与钢丝螺套9之间置有密封垫圈8；将转接结构2贯穿衬套7，利用底部的外螺纹与钢丝螺套9连接固定；将光学探头3连接固定在外转接头21顶部的内螺纹孔内，实现与整个转接结构2的轴向对中；将信号调理模块5通过光纤4与光学探头3连接，通过数据线与计算机6连接。
所述人工蓝宝石23介于柴油机缸内工质与光学探头3之间，与密封垫圈共同起到密封作用，有效隔绝缸内高温、高压工质的冲击，保护光学探头3不受破坏。
光学探头3为封装在带螺纹金属壳体内具有特定焦距的光学镜头。
信号调理模块5为M3系列光电信号转换与放大装置。
一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统的工作原理为：
柴油机实际运行过程中，通过光学探头3对柴油机缸内温度信息进行非接触式的捕捉，光学测量信号通过光纤4传送到信号调理模块5，再通过数据线传送到计算机，最终在计算机上完成数据的记录、存储与分析处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，其特征在于：包括柴油机缸盖、转接结构、光学探头、信号调理模块和计算机，柴油机缸盖通过转接结构连接至光学探头，光学探头以非接触方式实时对柴油机缸内温度信息进行捕捉，光学探头通过光纤将采集信息传递给信号调理模块，信号调理模块连接至计算机，所述转接结构包括外转接头、内转接头和圆柱体人工蓝宝石，外转接头与内转接头通过螺纹连接，圆柱体人工蓝宝石置于内转接头腔内，且上下两端置有密封垫圈。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，其特征在于：在柴油机缸盖的鼻梁区垂直向内加工螺纹孔，其尺寸与装配在其中的衬套相配合，利用衬套工装将衬套装配于柴油机缸盖内；在柴油机缸盖的火力面垂直向内加工螺纹孔，其尺寸与装配在其中的钢丝螺套相配合；衬套与钢丝螺套之间置有密封垫圈；将转接结构贯穿衬套，利用底部的外螺纹与钢丝螺套连接固定；将光学探头连接固定在外转接头顶部的内螺纹孔内，实现与整个转接结构的轴向对称。
3.根据权利要求1所述的一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，其特征在于：外转接头与内转接头内部通孔的最小尺寸为光学探头形成完整有效光路所需的最小尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，其特征在于：圆柱体人工蓝宝石介于柴油机缸内工质与光学探头之间。
5.根据权利要求1所述的一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，其特征在于：密封垫圈为耐高温垫圈。
6.根据权利要求1所述的一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，其特征在于：光学探头为封装在带螺纹金属壳体内具有特定焦距的光学镜头。
7.根据权利要求1所述的一种非接触式柴油机缸内温度实时测量系统，其特征在于：信号调理模块为M3系列光电信号转换与放大装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113588117A (zh) * 2021-08-10 2021-11-02 电子科技大学 一种航空发动机涡轮盘的高稳定性辐射测温微型探头

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1147629A (zh) * 1995-03-11 1997-04-16 Abb管理有限公司 高温探头
CN2697624Y (zh) * 2004-01-30 2005-05-04 西安交通大学 贯穿式火焰温度传感器
CN103649704A (zh) * 2011-07-07 2014-03-19 西门子公司 实现全覆盖涡轮燃烧室的分布式裂缝及脱落瓷砖检测的方法及设备
CN103674085A (zh) * 2013-12-16 2014-03-26 西安电子科技大学 U型结构的蓝宝石光纤光栅温度与应力传感器及制备方法
CN104081249A (zh) * 2012-01-31 2014-10-01 西门子能量股份有限公司 包括非球面透镜的涡轮机在线检测的系统和方法
CN106225951A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 江苏能建机电实业集团有限公司 蓝宝石光纤黑体腔高温传感器及其测温方法
CN108106751A (zh) * 2017-12-13 2018-06-01 俞婷 蓝宝石光子晶体光纤光栅超高温分布式传感器的制备工艺
CN110160570A (zh) * 2019-05-13 2019-08-23 上海大学 一种基于蓝宝石与光纤插芯键合的光纤传感器及制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1147629A (zh) * 1995-03-11 1997-04-16 Abb管理有限公司 高温探头
CN2697624Y (zh) * 2004-01-30 2005-05-04 西安交通大学 贯穿式火焰温度传感器
CN103649704A (zh) * 2011-07-07 2014-03-19 西门子公司 实现全覆盖涡轮燃烧室的分布式裂缝及脱落瓷砖检测的方法及设备
CN104081249A (zh) * 2012-01-31 2014-10-01 西门子能量股份有限公司 包括非球面透镜的涡轮机在线检测的系统和方法
CN103674085A (zh) * 2013-12-16 2014-03-26 西安电子科技大学 U型结构的蓝宝石光纤光栅温度与应力传感器及制备方法
CN106225951A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 江苏能建机电实业集团有限公司 蓝宝石光纤黑体腔高温传感器及其测温方法
CN108106751A (zh) * 2017-12-13 2018-06-01 俞婷 蓝宝石光子晶体光纤光栅超高温分布式传感器的制备工艺
CN110160570A (zh) * 2019-05-13 2019-08-23 上海大学 一种基于蓝宝石与光纤插芯键合的光纤传感器及制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113588117A (zh) * 2021-08-10 2021-11-02 电子科技大学 一种航空发动机涡轮盘的高稳定性辐射测温微型探头
CN113588117B (zh) * 2021-08-10 2022-10-14 电子科技大学 一种航空发动机涡轮盘的高稳定性辐射测温微型探头

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