CN111650255A - 一种航空涡轮用环形油量检测传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空涡轮用环形油量检测传感器，包括外套、内套、中间套和导线，所述的中间套安装于外套与内套组成的间隙中，外套、内套以及中间套组成电容器，所述的外套、内套上连接有导线，且所述的外套、内套表面均设置有通孔，中间套通过外套所开设的通孔和内套所开设的通孔与所检测的脱脂棉接触，并吸收脱脂棉内的润滑油直至达到平衡，中间套因吸收润滑油，介电常数发生改变，随着脱脂棉中的润滑油含量变化，中间套润滑油含量同步变化，中间套介电常数发生改变，由外套、内套与中间套组成的电容的电容值改变，通过检测电容值的变化，实现脱脂棉中油量检测。

Description

一种航空涡轮用环形油量检测传感器

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种航空涡轮用环形油量检测传感器。

背景技术

目前采用油润滑的航空涡轮，润滑油贮存在专用油室内的脱脂棉中，无在线检测润滑油含量的装置，油量消耗及加油周期只能通过记录使用时间得到，但由于实际运行工况复杂，相同的工作时间，润滑油消耗量差别很大，导致加油量难以评估，加油过多会造成润滑油泄漏、污染环境，加油过少会造成轴承因润滑不良而损坏，需要在涡轮内布置润滑油含量传感器，便于在线监测。

发明内容

本发明的目的：提出一种航空涡轮用环形油量检测传感器，便于与涡轮的集成，可实现含油量的在线监测。

本发明的技术方案：

一种航空涡轮用环形油量检测传感器，包括外套(1)、内套(2)、中间套(3)和导线(4)，所述的中间套(3)安装于外套(1)与内套(2)组成的间隙中，外套(1)、内套(2)以及中间套(3)组成电容器，所述的外套(1)、内套(2)上连接有导线(4)，且所述的外套(1)、内套(2)表面均设置有通孔(5)，中间套(3)通过外套(1)所开设的通孔(5)和内套(2)所开设的通孔(5)与所检测的脱脂棉接触，并吸收脱脂棉内的润滑油直至达到平衡，中间套(3)因吸收润滑油，介电常数发生改变，随着脱脂棉中的润滑油含量变化，中间套(3)润滑油含量同步变化，中间套(3)介电常数发生改变，由外套(1)、内套(2)与中间套(3)组成的电容的电容值改变，通过检测电容值的变化，实现脱脂棉中油量检测。

所述的中间套(3)由羊毛毡制成。

所述的内套(1)由金属制成。

所述的外套(2)由金属制成。

所述的导线(4)与外部的测量显示模块连接。

所述的外套(1)、内套(2)以及中间套(3)为圆环形，与轴承外型面相匹配。

所述的通孔均匀设置在外套(1)、内套(2)表面，所述的通孔孔径为2－4mm。

所述的导线(4)焊接在内套(1)和外套(2)上。

本发明的优点：提出一种航空涡轮用环形油量检测传感器，中间套通过外套所开设的通孔和内套所开设的通孔与所检测的脱脂棉接触，并吸收脱脂棉内的润滑油直至达到平衡，中间套因吸收润滑油，介电常数发生改变，随着脱脂棉中的润滑油含量变化，中间套润滑油含量同步变化，中间套介电常数发生改变，由外套、内套与中间套组成的电容的电容值改变，通过检测电容值的变化，实现脱脂棉中油量检测，本发明环形油量传感器可实现涡轮含油量的在线检测，且便于与涡轮的集成。

附图说明：

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明外套结构示意图；

图3是本发明内套结构示意图；

图4是本发明通孔示意图；

图5是本发明应用示意图；

图中：1、外套，2、内套，3、中间，4、导线，5、通孔。

具体实施方式：

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：

如图1－5所示，一种航空涡轮用环形油量检测传感器，包括外套1、内套2、中间套3和导线4，中间套3由羊毛毡制成，所述的内套1外套2均由金属制成，尤其是铜最好，外套1、内套2、中间套3同轴安装，中间套3安装于外套1与内套2组成的间隙中，外套1与内套2之间形成的间隙根据中间套3的大小设定，间隙尺寸略大于中间套尺寸，中间套3距离外套1和内套2的距离均为1－2mm，形成一个两个间隙，因此外套1、内套2以及中间套3组成电容器，两层金属铜制成的外套1、内套2形成金属介电层，所述的外套1、内套2上分别连接有一根导线4，导线4通过熔焊焊接、压焊焊接或者钎焊焊接在内套2以及外套1上，确保内套2、外套1以及导线4的连接性能足够好，焊接后的结构刚度大、整体性好，气密性及水密性好，实现了降低重量、节约材料，资源优化的目的。

所述的外套1、内套2以及中间套3为圆环形或其他任意的形状，只要能与轴承外型面相匹配即可，外套1、内套2表面均设置有通孔5，通孔5孔径为2－4mm，可以满足油流的通量，如图4所示，通孔5沿内套2及外套1圆周一圈进行均匀分布，垂直于内套2及外套1方向每一行排列四个通孔5。

所述的中间套3是有工业毛毡制成，成分包括天然羊毛、涤纶、丙纶，中间套3外表面有一支撑层，支撑层由凯夫拉纤维以及金属纤维混合制成，天然羊毛、涤纶、丙纶混合形成中间套吸收润滑油的主体材质，凯夫拉纤维以及金属纤维组成的带滤网的支撑层，支撑层包裹在中间套吸收润滑油的主体材质外部，由于凯夫拉纤维具有较高的机械强度以及较高的抗延展性，再加上金属纤维，用于支撑天然羊毛、涤纶、丙纶具有较高的强度，不会导致中间套的变形，中间套3的天然羊毛、涤纶、丙纶的含量分别为80％、10％和10％，天然羊毛含量最大，可以保证中间套具有足够的吸附润滑油的能力，少量的涤纶、丙纶质地轻巧、成本较天然羊毛低，有利于中间套减轻重量并节省成本。金属纤维是由铜或者不锈钢制成，铜和不锈钢具有较高的刚度，可有效的支撑中间套吸收润滑油的主体材质，且金属铜以及不锈钢外部面还可以镀一层铬、镍或钛的保护膜，可以增加金属铜和不锈钢的耐腐蚀性能。

使用时，将本发明放置于脱脂棉中，脱脂棉通过中间套3外套1所开设的通孔5和内套2所开设的通孔5进入到外套1和内套2组成的间隙内，并与中间套3接触，中间套吸收脱脂棉内润滑油，并吸收脱脂棉内的润滑油直至达到平衡，中间套3因吸收润滑油，介电常数发生改变，随着脱脂棉中的润滑油含量变化(增大或减少)，中间套3润滑油含量同步变化，中间套3介电常数发生改变，由外套1、内套2与中间套3组成的电容的电容值改变，通过检测电容值的变化，实现脱脂棉中油量检测。

本发明的介电常数检测原理为：根据公式

其中，A为外套1、内套2与中间套3组成的电容的极板面积，m²；ε0为真空介电常数，ε0＝1；ε为中间套3的介电常数；δ为两极板间距离，在本发明的传感器中，A、ε0、δ均为固定值，可以看出，通过中间套3的介电常数ε的变化，都能引起电容值的变化，电容值C与中间套3介电常数成正比，即外套1、内套2与中间套3组成的电容的电容值随着中间套3介电常数变化而发生同趋势的变化，而中间套3的介电常数变大，说明中间套3吸收的润滑油较多，此时待检测的脱脂棉的含油量较多，而中间套3的介电常数变小，则说明中间套3吸收的润滑油较少，此时待检测的脱脂棉的含油量较少。

经检测，在本发明中，中间套3的吸油主题材质主要是天然羊毛、涤纶、丙纶，这三种物质的介电常数不超过2，其组成的中间套3介电常数也不超过2，润滑油的介电常数大于2.2，中间套3吸收脱脂棉的润滑油，其介电常数从小与2慢慢变化到大于2，当中间套3吸收润滑油达到饱和以后，其介电常数与润滑油介电常数接近，此时反映出涡轮润滑油油量充足，当中间套3的介电常数慢慢变小甚至达到其自身的介电常数时，说明涡轮润滑油油量不足，甚至润滑油枯竭，此时需要给涡轮及时补充润滑油。

所述的导线4与外部的测量显示模块连接，测量显示模块为电容电感测试仪，电容电感测试仪将检测结果传输给外部的系统，便于工作人员对检测结果进行观察与分析，通过检测电容值的变化，实现脱脂棉中油量检测，本发明环形油量传感器可实现涡轮含油量的在线检测，且便于与涡轮的集成。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种航空涡轮用环形油量检测传感器，其特征在于：包括外套(1)、内套(2)、中间套(3)和导线(4)，所述的中间套(3)安装于外套(1)与内套(2)组成的间隙中，外套(1)、内套(2)以及中间套(3)组成电容器，所述的外套(1)、内套(2)上连接有导线(4)，且所述的外套(1)、内套(2)表面均设置有通孔(5)，中间套(3)通过外套(1)所开设的通孔(5)和内套(2)所开设的通孔(5)与所检测的脱脂棉接触，并吸收脱脂棉内的润滑油直至达到平衡，中间套(3)因吸收润滑油，介电常数发生改变，随着脱脂棉中的润滑油含量变化，中间套(3)润滑油含量同步变化，中间套(3)介电常数发生改变，由外套(1)、内套(2)与中间套(3)组成的电容的电容值改变，通过检测电容值的变化，实现脱脂棉中油量检测。

2.根据权利要求1所述的一种航空涡轮用环形油量检测传感器，其特征在于：所述的中间套(3)由羊毛毡制成。

3.根据权利要求1所述的一种航空涡轮用环形油量检测传感器，其特征在于：所述的内套(1)由金属制成。

4.根据权利要求1所述的一种航空涡轮用环形油量检测传感器，其特征在于：所述的外套(2)由金属制成。

5.根据权利要求1所述的一种航空涡轮用环形油量检测传感器，其特征在于：所述的导线(4)与外部的测量显示模块连接。

6.根据权利要求1所述的一种航空涡轮用环形油量检测传感器，其特征在于：所述的外套(1)、内套(2)以及中间套(3)为圆环形，与轴承外型面相匹配。

7.根据权利要求1所述的一种航空涡轮用环形油量检测传感器，其特征在于：所述的通孔均匀设置在外套(1)、内套(2)表面，所述的通孔孔径为2－4mm。

8.根据权利要求1所述的一种航空涡轮用环形油量检测传感器，其特征在于：所述的导线(4)焊接在内套(1)和外套(2)上。

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