CN112253315B - 磁性屑末检测信号器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁性屑末检测信号器，包括信号器本体和控制盒，信号器本体包括检测头组件和固定于检测头组件的感温组件，感温组件用于检测油温，检测头组件包括用于吸附屑末的屑末吸附模块和用于烧蚀屑末吸附模块上的屑末的烧结电路模块，烧结电路模块电连接于屑末吸附模块；检测头组件和感温组件分别电连接于控制盒，控制盒用于在烧结电路模块烧蚀结束后、屑末吸附模块导通时进行报警，以及用于显示感温组件的检测结果。该信号器，集成有温度检测、屑末报警、屑末烧蚀消除误报功能，实现多功能性，屑末烧蚀消除误报功能的设置可以提高屑末分析的时效性。

Description

磁性屑末检测信号器

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种磁性屑末检测信号器。

背景技术

航空发动机上早期采用的磁塞属于离线碎屑检测技术的一种，利用设置在润滑系统油路或油箱中的磁性元件拦截和吸附滑油的铁磁性碎屑。

一种磁塞为带电指示的磁塞，即磁性屑末检测信号器，当铁磁碎屑导通信号器两极时给出电信号，地面维护人员根据信号及时收集碎屑，再将碎屑送到实验室通过光谱、铁谱及物理化学分析来取得详细的信息，分析完成后数据再送回现场维修人员及决策者。

现有的磁性屑末检测信号器通常对所有碎屑进行收集分析，但是一些比较细小的屑末属于正常磨损屑末，不具有分析价值，再加上每次分析需要的时间通常较长，导致屑末检测的时效性较差。另外，现有的磁性屑末检测信号器也通常不具备温度检测功能，无法进行油温检测。

因此，如何提高屑末分析的时效性以及磁性屑末检测信号器的多功能性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种磁性屑末检测信号器，可以提高屑末分析的时效性，实现磁性屑末检测信号器的多功能性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种磁性屑末检测信号器，包括信号器本体和控制盒，所述信号器本体包括检测头组件和固定于所述检测头组件的感温组件，所述感温组件用于检测油温，所述检测头组件包括用于吸附屑末的屑末吸附模块和用于烧蚀所述屑末吸附模块上的屑末的烧结电路模块，所述烧结电路模块电连接于所述屑末吸附模块；

所述检测头组件和所述感温组件分别电连接于所述控制盒，所述控制盒用于在所述烧结电路模块烧蚀结束后、所述屑末吸附模块导通时进行报警，以及用于显示所述感温组件的检测结果。

优选地，所述信号器本体还包括信号器壳体，所述信号器壳体中设有安装腔，且所述信号器壳体上具有连通外界空间和所述安装腔的安装口；所述屑末吸附模块设于所述安装口处并密封所述安装口以在所述信号器壳体外侧吸附屑末，所述感温组件至少部分结构外露于所述信号器壳体以在所述信号器壳体外侧检测油温，所述烧结电路模块内置于所述安装腔。

优选地，所述屑末吸附模块包括由第一杆状结构和第二杆状结构构成的T型结构，所述第一杆状结构密封所述安装口，所述第二杆状结构伸入所述安装腔内，且所述第一杆状结构和所述第二杆状结构贯穿设置连通外界与所述安装腔的连接孔，所述感温组件部分结构经所述连接孔伸入所述安装腔内，且所述感温组件密封所述连接孔。

优选地，所述烧结电路模块呈环状且套接于所述第二杆状结构上。

优选地，所述信号器壳体上与所述安装口相对的壁面上固定设置插座，所述检测头组件和所述感温组件均在所述安装腔内侧电连接于所述插座，所述插座电连接于所述控制盒。

优选地，还包括贯穿设置的外壳和密封固定于所述外壳中的自封活门组件，所述自封活门组件从所述外壳的第一端伸出，所述信号器本体能够以设置所述安装口的一侧在前、从所述外壳的第二端伸入所述外壳，并可拆卸且密封固定于所述外壳；所述信号器本体连接于所述外壳的状态下，所述自封活门组件被所述信号器本体推动而打开形成过油通道，以供所述感温组件检测油温以及所述屑末吸附模块吸附碎屑；所述信号器本体向外退出所述外壳的过程中，所述自封活门组件复位以闭合以密封所述外壳的第一端。

优选地，所述外壳的第一端固定连接有滤网，且所述滤网套设于所述自封活门组件外侧。

优选地，所述自封活门组件包括密封固定于所述外壳的中心通孔的环状的活门壳体，所述信号器本体能够伸入于所述活门壳体中，所述活门壳体伸出所述外壳第一端的端部固定有挡板，且所述活门壳体滑动连接有活门，所述活门与所述挡板之间设有活门弹簧，所述活门能够在所述信号器本体的推动下打开所述活门壳体以形成所述过油通道，以及能够在所述活门弹簧的复位力作用下反向运动以密封所述活门壳体。

优选地，所述信号器壳体的外周面上设有螺旋状的卡槽，所述外壳上设有卡扣，所述信号器壳体沿着所述卡槽的延伸方向旋入所述外壳后，所述卡槽与所述卡扣卡接配合。

优选地，所述控制盒的外表面包括相对的第一侧面和第二侧面，所述检测头组件和所述感温组件分别经所述第一侧面电连接于所述控制盒，所述第二侧面上设有供电接口。

本发明提供的磁性屑末检测信号器，包括信号器本体和控制盒，信号器本体包括检测头组件和固定于检测头组件的感温组件，感温组件用于检测油温，检测头组件包括用于吸附屑末的屑末吸附模块和用于烧蚀屑末吸附模块上的屑末的烧结电路模块，烧结电路模块电连接于屑末吸附模块；检测头组件和感温组件分别电连接于控制盒，控制盒用于在烧结电路模块烧蚀结束后、屑末吸附模块导通时进行报警，以及用于显示感温组件的检测结果。

该磁性屑末检测信号器中，集成有温度检测、屑末报警、屑末烧蚀消除误报功能，由于其多功能性，可以减少发动机上检测装置的设置数量，只需设置一个接口即可实现具有不同功能的磁性屑末检测信号器的安装，满足设备的集成化、智能化、轻量化等发展需求，屑末烧蚀消除误报功能的设置可以提高屑末分析的时效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供磁性屑末检测信号器的信号器本体的剖视图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明所提供磁性屑末检测信号器的侧视图；

图4为图3的D-D剖视图；

图5为图4的局部放大图；

图6为本发明所提供磁性屑末检测信号器的外壳组件的外观图；

图7为图6在自封活门组件打开状态下的剖视图；

图8为图6在自封活门组件封闭状态下的剖视图；

图9为本发明所提供磁性屑末检测信号器的自封活门组件打开状态下的剖视图；

图10为本发明所提供磁性屑末检测信号器的信号器本体的外观图；

图11为本发明所提供磁性屑末检测信号器的感温组件的剖视图；

图12为本发明所提供磁性屑末检测信号器的控制盒的结构图；

图13为本发明所提供磁性屑末检测信号器的烧结电路板的RC充放电电路原理图。

附图标记：

外壳11，自封活门组件12，挡圈13，销钉14，滤网15，定位孔16；

插座21，盖板22，烧结电路模块23，信号器壳体24，第一绝缘衬套25，感温组件26，前导磁片27，磁钢28，后导磁体29，第二绝缘衬套210，第三绝缘衬套211，导线212，吸附间隙213，安装腔214，安装口215，激光216，卡槽217，第一杆状结构218，第二杆状结构219，连接孔220；

活门壳体31，第一密封圈32，第二密封圈33，活门34，活门弹簧35，挡板36，过油通道37；

控制盒41。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种磁性屑末检测信号器，可以提高屑末分析的时效性，实现磁性屑末检测信号器的多功能性。

需要说明的是，当元件被称为“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明所提供磁性屑末检测信号器的一种具体实施例中，请参考图1至图13，包括信号器本体和控制盒41。

信号器本体包括检测头组件和固定于检测头组件的感温组件26。感温组件26用于检测油温，具体可以通过激光216进行油温检测。检测头组件包括用于吸附屑末的屑末吸附模块检测头组件，还包括用于烧蚀屑末吸附模块上的屑末的烧结电路模块23。烧结电路模块23具体为烧结电路板，可以向屑末吸附模块提供能量以烧蚀屑末。具体地，烧结电路模块23的供能时间可以按需设定。烧结电路模块23电连接于屑末吸附模块。

具体地，烧结电路模块23的工作原理可以参考图13所示电路：

其中，烧蚀屑末吸附模块的电阻为Rx，在烧结电路模块23中设有电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，由电源Us为两个电容充电：

电容充电时电压：

t为充电时间，充电时间常数τ＝(R1+R2)C，根据不同的烧结能力选择R1、R2，C为C1和C2的并联电容，充电电压可配置为Us＝28V；

电容放电时电压：

t为放电时间，放电时间常数τ2＝Rx·C，C为C1和C2的并联电容，U₀是放电前电容上的电压。

检测头组件和感温组件26分别电连接于控制盒41。控制盒41用于在烧结电路模块23烧蚀结束后、屑末吸附模块导通时进行报警，控制盒41还用于显示感温组件26的检测结果。

磁性屑末检测信号器安装在旋转机械的润滑系统管道和油箱上，屑末吸附模块实时对润滑油中悬浮的金属屑末(铁磁)进行吸附，当金属屑末积累到一定程度时，屑末吸附模块导通，烧结电路模块23对屑末吸附模块上的屑末进行烧蚀操作，细小的正常屑末会被烧蚀，但非正常磨损屑末由于体积较大未完全融化，使得烧蚀操作后，屑末吸附模块仍导通，控制器进行报警。工作人员在报警后取下屑末吸附模块上的屑末，对取下屑末的大小、数量和形貌进行观测分析，从而了解机械部件的磨损状态。感温组件26能够检测润滑油温度，可为传动系统运行状况评估提供数据支撑。

本发明提供的磁性屑末检测信号器，集成有温度检测、屑末报警、屑末烧蚀消除误报功能，由于其多功能性，可以减少发动机上检测装置的设置数量，只需设置一个接口即可实现具有不同功能的磁性屑末检测信号器的安装，满足设备的集成化、智能化、轻量化等发展需求，屑末烧蚀消除误报功能的设置可以提高屑末分析的时效性。

进一步地，请参考图1和图2，信号器本体还包括信号器壳体24，信号器壳体24中设有安装腔214，且信号器壳体24上具有连通外界空间和安装腔214的安装口215。屑末吸附模块设置在安装口215处并密封该安装口215，以在信号器壳体24外侧吸附屑末。感温组件26至少部分结构外露于信号器壳体24，以在信号器壳体24外侧检测油温。烧结电路模块23内置于安装腔214。

由于屑末吸附模块对安装口215进行密封，且温度检测和屑末吸附操作均在信号器壳体24外进行，可以避免润滑油经安装口215进入安装腔214内，便于实现安装腔214的密封，可以对安装腔214内的部件进行有效的防水保护。

进一步地，请参考图2，屑末吸附模块包括由第一杆状结构218和第二杆状结构219构成的T型结构，第一杆状结构218密封安装口215，第二杆状结构219伸入安装腔214内，具体地，在装配时，第二杆状结构219可以经安装口215伸入安装腔214中。

具体地，屑末吸附模块包括环形的前导磁片27和T型的后导磁体29，如图2所示，前导磁片27和后导磁体29前端板构成第一杆状结构218，而后导磁体29的后杆部构成第二杆状结构219。前导磁片27和后导磁体29之间存在吸附间隙213，在吸附间隙213中吸附满屑末后导通前导磁片27和后导磁体29。另外，后导磁体29通过密封圈以及绝缘衬套连接安装腔214。

另外，如图2所示，第一杆状结构218和第二杆状结构219上贯穿设置连通外界与安装腔214的连接孔220，感温组件26部分结构经连接孔220伸入安装腔214内，且感温组件26通过密封圈密封连接孔220。

本实施例中，在信号器壳体24上可以依次连接屑末吸附模块和感温组件26，操作方便。

进一步地，如图1所示，烧结电路模块23呈环状且套接于第二杆状结构219上，使得第二杆状结构219对烧结电路模块23的装配具有定位作用。具体地，感温组件26为螺杆状结构，其一端位于信号器壳体24外侧并与第一杆状结构218相抵，另一端伸入于连接孔220后继续穿过烧结电路模块23，然后螺母锁定，使得烧结电路模块23和屑末吸附模块夹设在螺杆状结构的头端和螺母之间，螺杆状结构上集成未封装的标准铂电阻PT100以构成感温组件26。

进一步地，请参考图1，信号器壳体24上与安装口215相对的壁面上固定设置插座21，检测头组件和感温组件26均在安装腔214内侧电连接于插座21，插座21电连接于控制盒41，从而通过安装腔214对电连接所使用的导线212进行有效保护。具体地，插座21材料为不锈钢，经过钝化处理，以充分保证产品的三防性能。

进一步地，如图7所示，该磁性屑末检测信号器还包括贯穿设置的外壳11和密封固定于外壳11中的自封活门组件12，且自封活门组件12从外壳11的第一端伸出，即图7中的左端。信号器本体能够以设置安装口215的一侧在前、从外壳11的第二端伸入外壳11，并可拆卸且密封固定于外壳11，使得在信号器本体连接于外壳11的状态下，油液不能从信号器本体和外壳11之间泄露出去。

其中，如图5所示，信号器本体连接于外壳11的状态下，自封活门组件12被信号器本体推动而打开形成过油通道37，以供感温组件26检测油温以及屑末吸附模块吸附碎屑。信号器本体向外退出外壳11的过程中，自封活门组件12复位以闭合以密封外壳11的第一端，使得油液不能进入外壳11中，避免油液泄露。

进一步地，如图7所示，外壳11的第一端固定连接有滤网15，且滤网15套设于自封活门组件12外侧，可以对油液进行初步过滤。

进一步地，请参考图7至图9，自封活门组件12包括密封固定于外壳11的中心通孔中的环状的活门壳体31，信号器本体能够伸入于活门壳体31中，另外，信号器壳体24与活门壳体31之间采用密封圈密封连接。活门壳体31伸出外壳11第一端的端部固定有挡板36，且活门壳体31滑动连接有活门34，活门34与挡板36之间设有活门弹簧35。

如图7所示，活门34能够在信号器本体的推动下打开活门壳体31以形成过油通道37，如图8所示，在信号器本体退出外壳11的过程中，活门34还能够在活门弹簧35的复位力作用下反向运动以密封活门壳体31，从而密封外壳11的第一端端口，自密封性可靠。

更具体地，活门壳体31的端部设有斜面，活门34上固定连接第二密封圈33。当卸下信号器本体时，自封活门组件12中的活门34与第二密封圈33在活门弹簧35弹力的推动下，第二密封圈33与活门壳体31斜面紧密接触，防止油液漏出，实现自封功能。

进一步地，请参考图7和图10，信号器壳体24的外周面上设有螺旋状的卡槽217，外壳11上设有卡扣，信号器壳体24沿着卡槽217的延伸方向旋入外壳11后，卡槽217与卡扣卡接配合，便于信号器壳体24的拆装。

可选地，信号器壳体24呈圆筒状，在外周面上沿均布加工三道卡槽217，相应地，卡扣在外壳11上设置三个。具体地，外壳11上开设有定位孔16，并通过过盈配合压入销钉14，销钉14构成卡扣。卡槽217起始段旋入方向与信号器壳体24的轴向成30°角，终止段与起始段旋入方向的延长线夹角成60°角。在外壳11固定的情况下，旋转信号器壳体24，卡槽217起始段逐渐沿着对应的销钉14滑动，当销钉14进入终止段后，在活门弹簧35的压力下，销钉与终止段卡紧，使检测头组件可靠地安装在壳体组件上。下压并反向旋转信号器壳体24，可以方便卸信号器壳体24。

此外，外壳11通过螺纹与减速器机匣硬连接，且外壳11与减速器机匣采用O形密封圈来进行密封。外壳11、检测头组件、活门壳体31等主要结构件均采用铝合金，外表采用硫酸阳极化，着普鲁士蓝色，进一步地，控制盒41为控制及信号处理设备，具有两个通道以同时监控屑末和温度。控制盒41的外表面包括相对的第一侧面和第二侧面，检测头组件和感温组件26分别经第一侧面电连接于控制盒41，具体地，第一侧面上设置接检测头组件和感温组件26两路信号器的电连接器，并且采用不同键位的电连接器以防插错，控制盒41通过线缆分别连接检测头组件和感温组件26。第二侧面上设有供电接口，数据下载接口也设置在第二侧面上，便于信号器本体和电源与控制盒41的连接。

另外，控制盒41上位于第一侧面和第二侧面之间的表面上还设有数字显示器、自检开关、自检指示灯、自检按钮、报警蜂鸣器、开关按钮。数字显示器可用于监控所有信号显示，包括烧结次数，传感器自检信号，电压值变化，报警信号等信息。自检开关、自检指示灯、自检按钮用于传感器自检。控制盒41的内部安装信号器处理电路板，其中，温度信号与烧结信号相互独立，且温度信号能够由车台信号采集卡单独采集。

本发明所提供磁性屑末检测信号器的一种具体工作过程如下：前导磁片27和后导磁体29通过吸附屑末导通电路，烧结电路模块23释放能量给屑末吸附模块，一段时间后，烧结电路模块23断开，电容自动充能储存能量。在屑末吸附模块上，小于第一预设值的屑末能够被烧蚀，对于大于第二预设值(第二预设值通常大于第一预设值)的屑末，烧结电路模块23储存的能量不能将屑末完全烧蚀，屑末吸附模块电路依然导通，烧结电路模块23根据烧结结果给上位机发出高低电平信号。

本实施例提供的磁性屑末检测信号器，其能够吸附磁性金属颗粒，屑末吸附模块两极导通时提供报警信号；对微小磁性屑末进行烧结，消除部分误报警；具有滑油温度检测功能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的磁性屑末检测信号器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种磁性屑末检测信号器，其特征在于，包括信号器本体和控制盒(41)，所述信号器本体包括检测头组件和固定于所述检测头组件的感温组件(26)，所述感温组件(26)用于检测油温，所述检测头组件包括用于吸附屑末的屑末吸附模块和用于烧蚀所述屑末吸附模块上的屑末的烧结电路模块(23)，所述烧结电路模块(23)电连接于所述屑末吸附模块；所述检测头组件和所述感温组件(26)分别电连接于所述控制盒(41)，所述控制盒(41)用于在所述烧结电路模块(23)烧蚀结束后、所述屑末吸附模块导通时进行报警，以及用于显示所述感温组件(26)的检测结果；

所述信号器本体还包括信号器壳体(24)，所述信号器壳体(24)中设有安装腔(214)，且所述信号器壳体(24)上具有连通外界空间和所述安装腔(214)的安装口(215)；所述屑末吸附模块设于所述安装口(215)处并密封所述安装口(215)以在所述信号器壳体(24)外侧吸附屑末，所述感温组件(26)至少部分结构外露于所述信号器壳体(24)以在所述信号器壳体(24)外侧检测油温，所述烧结电路模块(23)内置于所述安装腔(214)；

所述屑末吸附模块包括由第一杆状结构(218)和第二杆状结构(219)构成的T型结构，所述第一杆状结构(218)密封所述安装口(215)，所述第二杆状结构(219)伸入所述安装腔(214)内，且所述第一杆状结构(218)和所述第二杆状结构(219)贯穿设置连通外界与所述安装腔(214)的连接孔(220)，所述感温组件(26)部分结构经所述连接孔(220)伸入所述安装腔(214)内，且所述感温组件(26)密封所述连接孔(220)。

2.根据权利要求1所述的磁性屑末检测信号器，其特征在于，所述烧结电路模块(23)呈环状且套接于所述第二杆状结构(219)上。

3.根据权利要求1所述的磁性屑末检测信号器，其特征在于，所述信号器壳体(24)上与所述安装口(215)相对的壁面上固定设置插座(21)，所述检测头组件和所述感温组件(26)均在所述安装腔(214)内侧电连接于所述插座(21)，所述插座(21)电连接于所述控制盒(41)。

4.根据权利要求1至3任一项所述的磁性屑末检测信号器，其特征在于，还包括贯穿设置的外壳(11)和密封固定于所述外壳(11)中的自封活门组件(12)，所述自封活门组件(12)从所述外壳(11)的第一端伸出，所述信号器本体能够以设置所述安装口(215)的一侧在前、从所述外壳(11)的第二端伸入所述外壳(11)，并可拆卸且密封固定于所述外壳(11)；所述信号器本体连接于所述外壳(11)的状态下，所述自封活门组件(12)被所述信号器本体推动而打开形成过油通道(37)，以供所述感温组件(26)检测油温以及所述屑末吸附模块吸附碎屑；所述信号器本体向外退出所述外壳(11)的过程中，所述自封活门组件(12)复位以闭合以密封所述外壳(11)的第一端。

5.根据权利要求4所述的磁性屑末检测信号器，其特征在于，所述外壳(11)的第一端固定连接有滤网(15)，且所述滤网(15)套设于所述自封活门组件(12)外侧。

6.根据权利要求4所述的磁性屑末检测信号器，其特征在于，所述自封活门组件(12)包括密封固定于所述外壳(11)的中心通孔的环状的活门壳体(31)，所述信号器本体能够伸入于所述活门壳体(31)中，所述活门壳体(31)伸出所述外壳(11)第一端的端部固定有挡板(36)，且所述活门壳体(31)滑动连接有活门(34)，所述活门(34)与所述挡板(36)之间设有活门弹簧(35)，所述活门(34)能够在所述信号器本体的推动下打开所述活门壳体(31)以形成所述过油通道(37)，以及能够在所述活门弹簧(35)的复位力作用下反向运动以密封所述活门壳体(31)。

7.根据权利要求4所述的磁性屑末检测信号器，其特征在于，所述信号器壳体(24)的外周面上设有螺旋状的卡槽(217)，所述外壳(11)上设有卡扣，所述信号器壳体(24)沿着所述卡槽(217)的延伸方向旋入所述外壳(11)后，所述卡槽(217)与所述卡扣卡接配合。

8.根据权利要求4所述的磁性屑末检测信号器，其特征在于，所述控制盒(41)的外表面包括相对的第一侧面和第二侧面，所述检测头组件和所述感温组件(26)分别经所述第一侧面电连接于所述控制盒(41)，所述第二侧面上设有供电接口。

Images