PL243664B1 - Czujnik do pomiaru zawartości mikrocząstek z materiałów ferromagnetycznych w instalacji olejowej silnika lotniczego w warunkach eksploatacyjnych - Google Patents

Abstract

Zgłoszenie rozwiązuje zagadnienie pomiaru zawartości mikrocząstek z materiałów ferromagnetycznych w instalacji olejowej silnika lotniczego w warunkach eksploatacyjnych. Cewki pomiarowe (2, 3) umieszczone są na końcach cewki transmitera (1), a badany olej wypełnia połowę przestrzeni efektywnego rozstawienia cewek (2, 3). Zgłoszenie znajduje główne zastosowanie w diagnostyce silników.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest czujnik do pomiaru zawartości mikrocząstek z materiałów ferromagnetycznych w instalacji olejowej silnika lotniczego w warunkach eksploatacyjnych.

W procesach zużywania elementów układu olejowego silnika lotniczego powstają cząstki ferromagnetyczne. Normy eksploatacyjne silnika lotniczego narzucają wczesne rozpoznanie obecności cząstek do wielkości 10 μm i ich koncentracji poniżej 20 ppm. W tak małych cząstkach trudno jest wzbudzić prądy wirowe i pomimo tego, że powstają one z materiałów ferromagnetycznych to przy swej wielkości zachowują się jak paramagnetyki.

Z amerykańskiego zgłoszenia wynalazku nr US 2009/0051350 A1 znane jest urządzenie do wykrywania cząstek elektroprzewodzących, w płynie przepływającym przez instalację rurową. Zawarta w urządzeniu cewka transmitera wytwarza zmienne pole magnetyczne, które indukuje prądy wirowe w wykrywanych cząstkach. Urządzenie zawiera również sondę, utworzoną z obwodów elektrycznych dwóch cewek o efektywnym rozstawieniu, umożliwiającym identyfikację prądów wirowych, wytworzonych w wykrywanych cząstkach. Sygnał elektryczny sondy jest filtrowany przez demodulator częstotliwości, jego sygnał wyjściowy jest próbkowany przez przetwornik analogowo-cyfrowy dla uzyskania zdemodulowanego, cyfrowego sygnału pomiarowego. Uzyskany sygnał jest filtrowany przez drugi nastawny demodulator częstotliwości, generujący sygnał użytkowy, będący podstawą do szacowania wykrytych cząstek elektroprzewodzących w instalacji.

Wadą znanego urządzenia jest brak możliwości wykrywania mikrocząstek, w których trudno jest wywołać prądy wirowe.

Istota wynalazku polega na tym, że cewki pomiarowe umieszczone są na końcach cewki transmitera. Badany olej wypełnia połowę przestrzeni efektywnego rozstawienia cewek pomiarowych. Obecne w oleju mikrocząstki zanieczyszczeń z materiałów ferromagnetycznych zmieniają rozkład pola elektromagnetycznego, wytworzonego przez cewkę transmitera powodując zmianę przesunięcia fazowego pomiędzy napięciami cewek pomiarowych. Kalibrację czujnika umożliwia połączony z obwodami cewek przesuwnik fazy oraz regulator amplitudy napięcia zmiennego.

Zaletą czujnika według wynalazku jest pomiar zawartości mikrocząstek zanieczyszczeń o małej koncentracji w oleju w warunkach eksploatacyjnych.

Czujnik według wynalazku został pokazany w przykładzie wykonania na rysunku w postaci schematu blokowego. Cewka transmitera 1 wytwarza zmienne pole magnetyczne, które oddziaływuje na obecne w oleju mikrocząstki zanieczyszczeń z materiałów ferromagnetycznych. Cewki pomiarowe 2, 3 są umieszczone na końcach cewki transmitera 1. Obecne w oleju mikrocząstki zanieczyszczeń zmieniają rozkład pola elektromagnetycznego, wytworzonego przez cewkę transmitera 1 powodując zmianę przesunięcia fazowego pomiędzy napięciami cewek pomiarowych 2, 3, które wspólnie z cewką transmitera 1, nawinięte na karkasie 4 tworzą sondę pomiarową. Niewidoczna na rysunku próbka badanego oleju umieszczona wewnątrz karkasu 4 wypełnia mniej niż połowę przestrzeni efektywnego rozstawienia cewek 2, 3. Przy dużej koncentracji mikrocząstek w próbce oleju zmienia się również ich amplituda. Obwód cewki 2 jest połączony z przesuwnikiem fazy 5, a obwód cewki 3 jest połączony z regulatorem 6 amplitudy napięcia zmiennego. Przesuwnik fazy 5 oraz regulator 6 amplitudy napięcia zmiennego są połączone z wejściami różnicowego wzmacniacza pomiarowego 7. Cewka transm itera 1 jest zasilana przez generator 9 napięcia zmiennego.

Czujnik wymaga kalibracji faz i amplitudy napięcia cewek pomiarowych 2 i 3 realizowanej za pomocą przesuwnika fazy 5 oraz regulatora 6 wartości napięcia zmiennego oraz próbki oleju o zerowej koncentracji zanieczyszczeń. Charakterystykę pomiarową czujnika wyznacza się w doniesieniu do próbek oleju o znanych koncentracjach, niewidocznych na rysunku. Wynik pomiaru koncentracji zanieczyszczeń wyświetlany jest na wyświetlaczu 8.

Wynalazek znajduje główne zastosowanie w diagnostyce silników lotniczych.

Claims (3)

1. Czujnik do pomiaru zawartości mikrocząstek z materiałów ferromagnetycznych w instalacji olejowej silnika lotniczego w warunkach eksploatacyjnych, zawierający cewkę transmitera wytwarzającą zmienne pole magnetyczne oraz sondę, utworzoną z obwodów elektrycznych dwóch cewek o efektywnym rozstawieniu, znamienny tym, że cewki pomiarowe (2, 3) umieszczone są na końcach cewki transmitera (1), a badany olej wypełnia połowę przestrzeni efektywnego rozstawienia cewek (2, 3).

2. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że obecne w oleju mikrocząstki z materiałów ferromagnetycznych tworzą zmieniony rozkład pola elektromagnetycznego, wytworzonego przez cewkę transmitera (1) powodując zmianę przesunięcia fazowego pomiędzy napięciami cewek pomiarowych (2, 3).

3. Czujnik według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że kalibrację czujnika umożliwia połączony z obwodem cewki (2) przesuwnik fazy (5) oraz połączony z obwodem cewki (3) regulator (6) amplitudy napięcia zmiennego.