RU2668513C1 - Metal particles detection in the friction units lubrication system oil and the oil flow speed determining method - Google Patents
Metal particles detection in the friction units lubrication system oil and the oil flow speed determining method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2668513C1 RU2668513C1 RU2017110634A RU2017110634A RU2668513C1 RU 2668513 C1 RU2668513 C1 RU 2668513C1 RU 2017110634 A RU2017110634 A RU 2017110634A RU 2017110634 A RU2017110634 A RU 2017110634A RU 2668513 C1 RU2668513 C1 RU 2668513C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal particles
- oil flow
- oil
- lubrication system
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16N—LUBRICATING
- F16N29/00—Special means in lubricating arrangements or systems providing for the indication or detection of undesired conditions; Use of devices responsive to conditions in lubricating arrangements or systems
- F16N29/04—Special means in lubricating arrangements or systems providing for the indication or detection of undesired conditions; Use of devices responsive to conditions in lubricating arrangements or systems enabling a warning to be given; enabling moving parts to be stopped
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам оперативного бортового контроля технического состояния работающего газотурбинного двигателя (ГТД) на наличие магнитных и немагнитных частиц металла (ЧМ) в потоке масла системы смазки, а также определения скорости потока масла, и может быть использовано в авиации, газовой и нефтяной промышленности, электроэнергетике и других отраслях промышленности для диагностики состояния узлов трения, ремонта по состоянию и своевременного предотвращения аварийных ситуаций.The invention relates to measuring technique, and in particular to methods of on-board on-line monitoring of the technical condition of a working gas turbine engine (GTE) for the presence of magnetic and non-magnetic metal particles (FM) in the oil flow of the lubrication system, as well as determining the oil flow rate, and can be used in aviation , gas and oil industry, electric power industry and other industries for diagnostics of friction units, condition repair and timely prevention of emergency situations.
Известны способы обнаружения металлических частиц в масле, основанные на спектральном, сцинтилляционном, феррографическом, колориметрическом анализе, анализе методом радиоактивных изотопов и ряд других, имеющих довольно высокую информативность. (Машошин О.Ф. Диагностика авиационной техники. Учебное пособие. - М: МГТУ ГА, 2007. - 141 с.)Known methods for detecting metal particles in oil, based on spectral, scintillation, ferrographic, colorimetric analysis, analysis by the method of radioactive isotopes and a number of others having a fairly high information content. (Mashoshin O.F. Diagnostics of aviation equipment. Textbook. - M: MSTU GA, 2007. - 141 p.)
Недостаток этих способов состоит в том, что они применяются лишь в лабораторных условиях и не пригодны для использования непосредственно на работающем двигателе. Кроме того, они не применяются для определения скорости потока масла. Скорость потока масла характеризует общее рабочее состояние системы смазки узлов трения объекта.The disadvantage of these methods is that they are used only in laboratory conditions and are not suitable for use directly on a running engine. In addition, they are not used to determine the oil flow rate. The oil flow rate characterizes the general operating condition of the lubrication system of the friction units of the object.
Известны способы контроля состояния узлов терния газотурбинных двигателей, основанные на накоплении металлических частиц, содержащихся в потоке масла, на магнитной пробке, установленной в маслопроводе и последующей регистрации электронным блоком момента достижения их массы заданной величины (Патент РФ №2511971 Сигнализатор стружки, опубл. 10.04.2014).Known methods for monitoring the condition of the knots of thorns of gas turbine engines, based on the accumulation of metal particles contained in the oil flow on a magnetic plug installed in the oil pipe and subsequent registration by the electronic unit of the moment when their mass reaches a predetermined value (RF Patent No. 2511971 Chip signaling device, publ. 10.04. 2014).
Недостатком способа является то, что магнитные пробки не улавливают немагнитные ЧМ, и требуется значительное время между появлением продуктов износа в масле и выдачей сигнала «стружка в масле» из-за необходимости накопления значительного количества продуктов износа в зазоре между электрическим контактом и корпусом магнитной пробки. Определить скорость потока масла с помощью магнитных пробок не представляется возможным.The disadvantage of this method is that magnetic plugs do not pick up non-magnetic FMs, and a considerable time is required between the appearance of wear products in the oil and the generation of a chip in oil signal due to the need to accumulate a significant amount of wear products in the gap between the electrical contact and the body of the magnetic plug. It is not possible to determine the oil flow rate using magnetic plugs.
Известен способ, реализованный в устройстве с датчиками проточного типа (фильтры-сигнализаторы) в виде решетки из проводников, и включающий регистрацию такой концентрации частиц износа в потоке масла, при которой одна из пар проводников замыкается, и формирование электронным блоком сигнала о наличии частиц металла в масле. (Патент РФ №2315900 Сигнализатор наличия металлических частиц в системе смазки, опубл. 27.01.2008.)A known method implemented in a device with flow-type sensors (filters, signaling devices) in the form of a lattice of conductors, and including recording such a concentration of wear particles in the oil stream at which one of the pairs of conductors closes, and the electronic unit generates a signal about the presence of metal particles in oil. (RF patent №2315900 Signaling device for the presence of metal particles in the lubrication system, publ. 01.27.2008.)
Недостатком способа является невозможность измерения скорости потока масла и невозможность обнаружения развивающегося дефекта на начальной стадии разрушения узла трения, так как требуется накопление частиц металла.The disadvantage of this method is the inability to measure the speed of the oil flow and the inability to detect a developing defect at the initial stage of the destruction of the friction unit, since the accumulation of metal particles is required.
Известен способ, применяемый в стационарной системе контроля металлических частиц МРМ 01, заключающийся в прокачивании масла из системы смазки через проходной канал сенсора металлических частиц MPS, с принципом действия, основанном на индуктивном методе измерения, контроле числа частиц износа в определенном интервале времени с помощью блока управления МРМ 01 (электронный ресурс www.filterelement.ru/?firm=internormen&catalog).The known method used in the stationary metal particle monitoring system MPM 01, which consists in pumping oil from the lubrication system through the passage channel of the MPS metal particles sensor, with an operating principle based on an inductive measurement method, monitoring the number of wear particles in a certain time interval using the control unit MRM 01 (electronic resource www.filterelement.ru/?firm=internormen&catalog).
Недостатком способа является невозможность измерения скорости потока масла и недостаточная информативность при обнаружении ЧМ, например, при влиянии температуры и возникновении помех в процессе контроля.The disadvantage of this method is the impossibility of measuring the oil flow rate and insufficient information content when FM is detected, for example, when the temperature is affected and interference occurs during the monitoring process.
Наиболее близким по технической сущности является способ, реализованный в системе мониторинга частиц износа с датчиком проточного типа «Вектор-Т», разработанной ООО "ГК Инновация" (электронный ресурс www.gkin.ru/vector-t.html). Система в режиме реального времени прокачивает масло из системы смазки двигателя через проходной канал датчика, регистрирует магнитные и немагнитные металлические частицы в потоке масла, формирует информационные сигналы о наличии ЧМ.The closest in technical essence is the method implemented in the monitoring system of wear particles with a flow-type sensor "Vector-T", developed by LLC "GK Innovation" (electronic resource www.gkin.ru/vector-t.html). The system real-time pumps oil from the engine lubrication system through the sensor passage, registers magnetic and non-magnetic metal particles in the oil stream, and generates information signals about the presence of FM.
Недостатком способа является ограниченная информативность сигнала измерительной цепи, в результате чего импульсная помеха может интерпретироваться как обнаруженная частица металла, а также не может быть определена скорость потока масла.The disadvantage of this method is the limited information content of the measuring circuit signal, as a result of which the impulse noise can be interpreted as a detected metal particle, and the oil flow rate cannot be determined.
Технической проблемой является высокая вероятность выдачи ложной информации о наличии частиц металла при воздействии помех на сигнал измерительной цепи, а также невозможность измерения скорости потока масла.The technical problem is the high probability of false information about the presence of metal particles due to interference with the signal of the measuring circuit, as well as the inability to measure the oil flow rate.
Технический результат, заключающийся в повышении информативности сигнала измерительной цепи для исключения выдачи ложной информации о наличии частиц металла при воздействии помех на сигнал измерительной цепи, а также возможности измерения скорости потока масла достигается тем, что в известный способ, заключающийся в прокачке масла из системы смазки двигателя через проходной канал датчика, регистрации магнитных и немагнитных металлических частиц в потоке масла, формировании информационного сигнала о наличии ЧМ введены дополнительные операции:The technical result, which consists in increasing the information content of the signal of the measuring circuit to prevent the issuance of false information about the presence of metal particles under the influence of interference on the signal of the measuring circuit, as well as the possibility of measuring the flow rate of the oil, is achieved by the known method, which involves pumping oil from the engine lubrication system through the sensor channel, registration of magnetic and non-magnetic metal particles in the oil flow, the formation of an information signal on the presence of FM introduced additional e operations:
- преобразование информации о прохождении частицы металла по каналу датчика в электрический сигнал с помощью дифференциальной измерительной цепи (ИЦ) 5, в которую включены два одновитковых вихретоковых чувствительных элемента: ЧЭ1 (3) и ЧЭ2 (4), смещенных относительно друг друга по направлению потока на заданное расстояние h (фиг. 1);- conversion of information about the passage of a metal particle through the sensor channel into an electrical signal using a differential measuring circuit (IC) 5, which includes two single-turn eddy current sensing elements: CE 1 (3) and CE 2 (4), offset relative to each other in the direction flow at a given distance h (Fig. 1);
- идентификация магнитных частиц металла выполняется по совокупности двух последовательных импульсов напряжения U1 и U2 в сигнале измерительной цепи, соответствующих прохождению частицы металла первого и второго чувствительных элементов, при этом должна происходить смена полярности импульсов напряжения с положительной на отрицательную (фиг. 2);- identification of magnetic metal particles is performed by the combination of two consecutive voltage pulses U 1 and U 2 in the signal of the measuring circuit corresponding to the passage of the metal particle of the first and second sensitive elements, while the polarity of the voltage pulses must change from positive to negative (Fig. 2);
- идентификация немагнитных частиц металла выполняется по совокупности двух последовательных импульсов напряжения U1 и U2 в сигнале измерительной цепи, соответствующих прохождению частицы металла первого и второго чувствительных элементов, при этом должна происходить смена полярности импульсов напряжения с отрицательной на положительную (фиг. 3);- non-magnetic metal particles are identified by the combination of two consecutive voltage pulses U 1 and U 2 in the signal of the measuring circuit corresponding to the passage of the metal particle of the first and second sensitive elements, while the polarity of the voltage pulses must change from negative to positive (Fig. 3);
- измерение времени tч между моментами прохождения частицы металла сечений ЧЭ1 и ЧЭ2;- measurement of time t h between the moments of passage of a metal particle of sections CHE 1 and CHE 2 ;
- определение скорости потока масла Vм по известному расстоянию и времени прохождения частицы металла между чувствительными элементами - determination of the oil flow rate V m from the known distance and the transit time of the metal particle between the sensing elements
Принцип действия предлагаемого способа поясняется фигурой 1 с использованием функциональной схемы датчика, реализующего способ. Поток масла 1 системы смазки ГТД поступает в канал датчика 2. Одновитковые вихретоковые чувствительные элементы 3 и 4 охватывают канал датчика и удаленны друг от друга на расстояние h по потоку. Измерительная цепь (ИЦ) 5 формирует выходной информационный сигнал в виде последовательности двух импульсов напряжения U1 и U2 (фиг. 2 и фиг. 3), соответствующих прохождению ЧМ чувствительных элементов 3 и 4. Сигнал Uиц с измерительной цепи поступает в блок обработки данных (БОД) 6, в котором формируется информация о типе (магнитная или немагнитная) ЧМ и определяется скорость потока масла.The principle of operation of the proposed method is illustrated in figure 1 using a functional diagram of a sensor that implements the method. The
Информативность сигнала измерительной цепи при реализации предлагаемого способа возрастает за счет последовательности из двух импульсов в ответ на прохождение частицы металла через канал датчика, что позволяет определить скорость потока масла, а также устанавливать факт прохождения частицы металла только в случае фиксации двух разнополярных импульсов U1 и U2. Это исключает формирование ложной информации о прохождении частицы металла, например при возникновении импульсных помех в сигнале измерительной цепи.The information content of the measuring circuit signal when implementing the proposed method increases due to the sequence of two pulses in response to the passage of the metal particle through the sensor channel, which allows to determine the oil flow rate, and also to establish the fact of the passage of the metal particle only if two unipolar pulses U 1 and U are fixed 2 . This eliminates the formation of false information about the passage of a metal particle, for example, when pulsed interference occurs in the signal of the measuring circuit.
Благодаря непрерывному контролю числа и вида (магнитный или немагнитный) металлических частиц, находящихся в потоке масла, определяя скорости потока и анализируя тенденцию изменений числа частиц непосредственно во время эксплуатации без остановки двигателей, появляется возможность своевременно оценивать степень износа основных узлов трения, прогнозировать развитие дефектов в будущем и устранять проблемы в работе двигателя до их развития, максимально использовать ресурс двигателя и проводить ремонтные работы не по регламенту, а по фактическому состоянию, а также заблаговременно предупреждать о приближении аварийных ситуаций в двигателе.Due to the continuous monitoring of the number and type (magnetic or non-magnetic) of metal particles in the oil flow, determining the flow rate and analyzing the tendency of changes in the number of particles directly during operation without stopping the engines, it is possible to timely assess the degree of wear of the main friction units, to predict the development of defects in future and eliminate problems in the engine before their development, use the engine resource to the maximum and carry out repair work not according to the regulations, but according to kticheskomu state, as well as early warning of approaching emergency in the engine.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110634A RU2668513C1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Metal particles detection in the friction units lubrication system oil and the oil flow speed determining method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110634A RU2668513C1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Metal particles detection in the friction units lubrication system oil and the oil flow speed determining method |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017110634A3 RU2017110634A3 (en) | 2018-10-01 |
RU2668513C1 true RU2668513C1 (en) | 2018-10-01 |
RU2017110634A RU2017110634A (en) | 2018-10-01 |
Family
ID=63763124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017110634A RU2668513C1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Metal particles detection in the friction units lubrication system oil and the oil flow speed determining method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2668513C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2724309C1 (en) * | 2019-04-24 | 2020-06-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук (СамНЦ РАН) | Method of detecting and estimating sizes of single metal particles in lubrication system of friction pairs of power plants |
RU2749574C1 (en) * | 2020-06-26 | 2021-06-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук (СамНЦ РАН) | Method for determining oil flow speed upon detection of metal particles in diagnostic means for friction units of gas turbine engines |
RU2765325C1 (en) * | 2021-03-10 | 2022-01-28 | Акционерное общество "ОДК-Климов" | Method for signaling the presence of chippings in oil and a device for its implementation |
RU2791174C1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-03-03 | Акционерное общество "ОДК-Климов" | Method for alarming chips in oil and device for its implementation |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2315900C1 (en) * | 2006-04-20 | 2008-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Lubricating system metal particles detector |
RU2460006C1 (en) * | 2011-04-15 | 2012-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолетный Завод Им. М.Л. Миля" | Chip detector |
RU2511971C1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-04-10 | Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолётный Завод Им. М.Л. Миля" | Chip alarm |
US9316630B2 (en) * | 2013-11-08 | 2016-04-19 | Sikorsky Aircraft Corporation | Anti-clog and non-metallic debris detector for lubrication system inlet |
US20160370275A1 (en) * | 2014-03-04 | 2016-12-22 | Eaton Corporation | Flow through debris sensor |
-
2017
- 2017-03-29 RU RU2017110634A patent/RU2668513C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2315900C1 (en) * | 2006-04-20 | 2008-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Lubricating system metal particles detector |
RU2460006C1 (en) * | 2011-04-15 | 2012-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолетный Завод Им. М.Л. Миля" | Chip detector |
RU2511971C1 (en) * | 2012-12-24 | 2014-04-10 | Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолётный Завод Им. М.Л. Миля" | Chip alarm |
US9316630B2 (en) * | 2013-11-08 | 2016-04-19 | Sikorsky Aircraft Corporation | Anti-clog and non-metallic debris detector for lubrication system inlet |
US20160370275A1 (en) * | 2014-03-04 | 2016-12-22 | Eaton Corporation | Flow through debris sensor |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2724309C1 (en) * | 2019-04-24 | 2020-06-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук (СамНЦ РАН) | Method of detecting and estimating sizes of single metal particles in lubrication system of friction pairs of power plants |
RU2749574C1 (en) * | 2020-06-26 | 2021-06-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук (СамНЦ РАН) | Method for determining oil flow speed upon detection of metal particles in diagnostic means for friction units of gas turbine engines |
RU2765325C1 (en) * | 2021-03-10 | 2022-01-28 | Акционерное общество "ОДК-Климов" | Method for signaling the presence of chippings in oil and a device for its implementation |
RU2791174C1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-03-03 | Акционерное общество "ОДК-Климов" | Method for alarming chips in oil and device for its implementation |
RU2814854C1 (en) * | 2023-03-03 | 2024-03-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук (СамНЦ РАН) | Method of detecting with high sensitivity, determining type and size of metal particles during wear of bearings in flow lubrication systems of power plants |
RU2806666C1 (en) * | 2023-06-13 | 2023-11-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Самарский федеральный исследовательский центр Российской академии наук (СамНЦ РАН) | Method for detecting metal particles and determining oil flow rate in flow lubrication system of bearing units of power plants |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017110634A3 (en) | 2018-10-01 |
RU2017110634A (en) | 2018-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5001424A (en) | Apparatus for measuring magnetic particles suspended in a fluid based on fluctuations in an induced voltage | |
RU2668513C1 (en) | Metal particles detection in the friction units lubrication system oil and the oil flow speed determining method | |
US7956601B2 (en) | Device and process for detecting particles in a flowing liquid | |
CN102818754B (en) | Method and device of improving online monitoring accuracy of engine oil metal abrasive particles | |
BR102017026255A2 (en) | method of inspecting a steel strip | |
TR201904506T4 (en) | Detection and use of coincidence in particle analysis. | |
CA2456774A1 (en) | A method and apparatus for detecting extraneous matter in a fluid | |
US5760298A (en) | System and method for monitoring debris in a fluid | |
Bubenik | Electromagnetic methods for detecting corrosion in underground pipelines: magnetic flux leakage (MFL) | |
RU2674577C1 (en) | Method of detection of particles of metal in system for lubrication of friction nodes of power installations divided into groups by particle sizes | |
EP3344982B1 (en) | A method and system for detecting a material discontinuity in a magnetisable article | |
HRP20231607T1 (en) | Device for detecting data for determining the speed of a vehicle, evaluation device and method therefor | |
RU2749574C1 (en) | Method for determining oil flow speed upon detection of metal particles in diagnostic means for friction units of gas turbine engines | |
CN105527978A (en) | Device and method for controlling lift-off value | |
RU2724309C1 (en) | Method of detecting and estimating sizes of single metal particles in lubrication system of friction pairs of power plants | |
US10914709B2 (en) | Internal/external discrimination of metal loss defects | |
RU2646520C1 (en) | Method of detecting wear metallic particles in oil stream of an operating gas turbine engine | |
CN108828058A (en) | A method of based on pulse leakage detection zone steel splitting plate upper and lower surfaces defect | |
Liu et al. | Research on the influence of different microchannel position on the sensitivity of inductive sensor | |
RU2309323C1 (en) | System for diagnosing technical state of main pipeline having locking and controlling fittings | |
KR100946285B1 (en) | The apparatus for detecting a wire rope using an eddy current | |
RU158546U1 (en) | MOBILE DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE CONTROL OF DRILL PIPES BY MAGNETIC METHOD | |
Zambrano et al. | Magnetic flux leakage measurement system to detect flaws in small diameter metallic wire ropes | |
CN106353396A (en) | Excitation magnetization current determination method by flaw detection induction current method | |
RU2744349C1 (en) | Rill corrosion detection system |