自闭式油液粘度在线检测传感器及其方法技术

本申请公开了一种自闭式油液粘度在线检测传感器及其方法。根据本发明专利技术的实施例，采用压电晶体换能器激励音叉谐振器处于谐振工作状态，并检测音叉谐振器的谐振频率与油液粘度的关系，从而实现对油液粘度的在线检测。采用温度传感器实现对材料杨氏模量随温度变化的温度补偿，提高传感器的检测精度。采用自闭阀结构设计，可以实现设备在工作情况下进行传感器核心器件的快速插拔。传感器插入油箱或者管路时采用法兰盘来锁紧，这样，可以根据油液的流动方向与通过旋转法兰盘来调节音叉谐振器的叉指方向，从而降低油液流动对叉指的冲击，提高传感器的抗干扰能力，实现对流动油液粘度的在线检测。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本申请公开了一种。根据本专利技术的实施例，采用压电晶体换能器激励音叉谐振器处于谐振工作状态，并检测音叉谐振器的谐振频率与油液粘度的关系，从而实现对油液粘度的在线检测。采用温度传感器实现对材料杨氏模量随温度变化的温度补偿，提高传感器的检测精度。采用自闭阀结构设计，可以实现设备在工作情况下进行传感器核心器件的快速插拔。传感器插入油箱或者管路时采用法兰盘来锁紧，这样，可以根据油液的流动方向与通过旋转法兰盘来调节音叉谐振器的叉指方向，从而降低油液流动对叉指的冲击，提高传感器的抗干扰能力，实现对流动油液粘度的在线检测。【专利说明】
本专利技术设及油液粘度在线检测技术，尤其设及具有自闭阀结构的油液粘度在线检 测传感器。
技术介绍
润滑油受到外力作用发生相对移动时，润滑油分子之间会产生阻碍运动的阻力， 该种内摩擦力被称为粘度，它是润滑油最重要的性能指标之一，粘度较大的润滑油流动性 较差，但油膜强度大，承荷的能力较强，粘度较小的润滑油流动性较好，容易流到间隙小的 摩擦面之间保证润滑效果，而且消耗在克服摩擦阻力的功率也较少，但在较大负荷下润滑 油膜会变薄W致破坏，使摩擦表面产生磨损。因此粘度是各种机械设备选择润滑油的一个 主要依据，且粘度测量目前已广泛应用于航空、航天、舰船及工业部口等。 粘度检测目前国内外用的比较多的有细管粘度计、落体粘度计、旋转粘度计等。 1、细管粘度计 细管粘度计是按哈根?泊肃叶定律设计的检测工具。其工作原理是；当被测液体 从过程中分流，使之流经半径为r、长度为1的细管，保持其流量q为一定，按哈根?泊肃叶 定律，细管两端压差AP和流体粘度系数n之间的关系如下： 【权利要求】1. 一种自闭式油液粘度在线检测传感器，其包括压电晶体换能器（13)、以及与压电晶 体换能器（13)固定在一起的音叉谐振器（15)，用于在音叉谐振器（15)浸入油液时，采用压 电晶体换能器（13)激励与音叉谐振器（15)产生谐振，并根据音叉谐振器（15)的谐振频率 计算油液的粘度， 其中，所述自闭式油液粘度在线检测传感器具有容纳音叉谐振器（15)的自闭阀结构， 其包括自闭阀末端模块（9)和自闭阀前端模块（11)， 在检测过程中，自闭阀末端模块（9)与自闭阀前端模块（11)锁紧固定， 其中，所述自闭阀前端模块（11)上有用来使油液浸没音叉谐振器（15)的通油孔（22)。2. 根据权利要求1所述的自闭式油液粘度在线检测传感器，其中，自闭阀前端模块 (11)包括带O型密封圈（17)的自闭阀块（18)、弹簧（19)、端盖（20)，自闭阀末端模块（9) 呈U字型，位于自闭阀块（18)上部，自闭阀末端模块（9)的下部抵接自闭阀块（18)， 其中，弹簧（19)的一端固定在端盖（20)上，另一端抵接自闭阀块（18)。3. 根据权利要求1所述的自闭式油液粘度在线检测传感器，其中，压电晶体换能器 (13)通过绝缘硬胶粘接于音叉谐振器（15)的底部圆盘上，音叉谐振器（15)通过螺纹连接 方式穿过自闭阀末端模块（9)浸入油液中，基座（8)与自闭阀末端模块（9)之间采用螺纹 连接方式连接。4. 根据权利要求3所述的自闭式油液粘度在线检测传感器，还包括接插件（1)、固定座 (2)、外壳（3)、电路板（4)、螺钉（5)、电路板支撑架（6)， 其中，采用激光焊接方法将接插件（1)经由固定座（2)装配于外壳（3)上，通过螺钉 (5)将电路板（4)装配在电路板支撑架（6)上，电路板支撑架（6)带有引线孔，电路板支撑 架（6)通过螺纹连接的方式安装在基座（8)上。5. 根据权利要求2所述的自闭式油液粘度在线检测传感器，其中，在非检测期间，所述 自闭阀结构处于闭合状态，弹簧（19)通过弹性力向上推动自闭阀块（18)以及O型密封圈 (17)，实现对油液的密封， 在检测过程中，所述自闭阀结构处于开环状态，自闭阀末端模块（9)在外力的作用下 向下推动自闭阀块（18)，油液通过一侧的通油孔（22)浸没音叉谐振器（15)，并从另一侧的 通油孔（22)流出，通过O型密封圈（10)进行油液密封，此时铆钉（21)沿着卡槽（24)的弯 曲导轨卡进行滑动，并在弹簧（19)的向上的反作用力的作用下，卡在卡槽（24)上，使自闭 阀末端模块（9)与自闭阀前端模块（11)锁紧固定。6. 根据权利要求1所述的自闭式油液粘度在线检测传感器，还包括温度传感器（14)， 其中，自闭阀末端模块（9)的圆形端面处开有圆柱形通孔，温度传感器（14)的末端插 入圆柱形通孔内，并采用激光焊接进行密封与固定，用于油液温度的检测，以便进行温度补 偿。7. 根据权利要求2所述的自闭式油液粘度在线检测传感器，还包括传感器法兰盘 (23)，其集成在自闭阀前端模块（11)上，传感器法兰盘（23)为带有多个螺钉安装孔的方形 法兰盘， 传感器法兰盘（23)与容纳油液的油箱或者管路上的带有多个螺钉安装孔的固定法兰 盘连接，采用螺钉将传感器法兰盘（23)与油箱或者管路上的固定法兰盘锁紧，并采用O型 密封圈（12)对传感器法兰盘（23)与固定法兰盘之间的间隙进行密封。8. 根据权利要求1所述的自闭式油液粘度在线检测传感器，其中，所述压电晶体换能 器（13)采用PZT压电陶瓷作为压电材料，利用压电材料的逆压电效应来驱动音叉谐振器振 动、并检测音叉谐振器的谐振特性， 其中，压电晶体换能器（13)表面有三个电极及对应引线，所述三个电极分别是正压电 效应检测电极、逆压电效应激励电极、以及接地电极。9. 根据权利要求7所述的自闭式油液粘度在线检测传感器，其中，音叉谐振器（15)的 叉指的侧面平面与油液的流向平行，且叉指的中轴线与油液的流向垂直。10. -种采用根据权利要求1至9中的一个所述的自闭式油液粘度在线检测传感器进 行在线实时检测油液粘度的方法，包括以下步骤： 通过交变电压，激励压电晶体换能器（13)振动，带动激励音叉谐振器（15)振动，通过 自激励振荡电路使得音叉谐振器始终工作在谐振点处； 测量音叉谐振器（15)在不同粘度下的谐振频率值； 根据以下公式，计算出油液粘度值：其中，f〇为音叉谐振器（15)在空气中的谐振频率值，为音叉谐振器（15)在油液中的 谐振频率值，w、t分别为音叉谐振器（15)的叉指宽度以及厚度，Pm为音叉谐振器（15)材 料的密度，P1为油液的密度，《i为音叉谐振器（15)在油液中的角频率，n为油液的粘度 值。【文档编号】G01N11/16GK104502235SQ201410778292【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日 【专利技术者】陈国炜, 刘帅, 王燕山, 佘婷, 张梅菊, 刘德峰 申请人:中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所, 中航高科智能测控有限公司, 北京瑞赛长城航空测控技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自闭式油液粘度在线检测传感器，其包括压电晶体换能器(13)、以及与压电晶体换能器(13)固定在一起的音叉谐振器(15)，用于在音叉谐振器(15)浸入油液时，采用压电晶体换能器(13)激励与音叉谐振器(15)产生谐振，并根据音叉谐振器(15)的谐振频率计算油液的粘度，其中，所述自闭式油液粘度在线检测传感器具有容纳音叉谐振器(15)的自闭阀结构，其包括自闭阀末端模块(9)和自闭阀前端模块(11)，在检测过程中，自闭阀末端模块(9)与自闭阀前端模块(11)锁紧固定，其中，所述自闭阀前端模块(11)上有用来使油液浸没音叉谐振器(15)的通油孔(22)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国炜，刘帅，王燕山，佘婷，张梅菊，刘德峰，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所，中航高科智能测控有限公司，北京瑞赛长城航空测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11