System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统技术方案_技高网
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一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统技术方案

技术编号:40288817 阅读:12 留言:0更新日期:2024-02-07 20:40
本发明专利技术提供一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统,包括传感器总成、滑轨装置,驱动装置,其中,传感器总成的基底顶部沉积有Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;薄膜,Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;薄膜中的NiCr底电极薄膜和NiSi顶电极薄膜在半球端相互搭接,形成矩形热接点,即测温端;滑轨装置主要由支撑壳、滑轨组成,由外卡套和内卡套通过螺纹连接和轴承定子固定;滑轨与驱动装置配合使传感器总成完成一定距离的伸缩运动,驱动装置主要由电机、凸轮、驱动杆组成,可以带动传感器总成的伸缩,结合轴承滚子的转动速度完成有规律的瞬态温度的测量。本发明专利技术提出的微型薄膜热电偶传感系统测量精度高,可根据轴承转速实时调整测温频率,有效解决轴承瞬态温度测量难的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜热电偶温度传感器,具体而言,特别是涉及一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统


技术介绍

1、目前我国的铁路客车轴箱轴承和铁路货车轴箱轴承在高速运行中轴承摩擦生热加剧,给铁路轴承的使用提出了极高的要求,目前该类高端设备的轴箱轴承主要依靠进口。长期以来,铁路车辆的燃轴和切轴现象一直是困扰着铁路部门和很多研究学者的难点问题,而导致这些事故的焦点就是轴承,在实际生产应用中,绝大多数轴承失效原因是轴承温度过高。因此从上世纪六十年代起,滚动轴承的状态监测一直是一个经久不衰的重要内容和研究热点。由于轴承滚子散热条件较差,并长期工作在交变载荷中,导致高速下滚子温度远高于定子温度。因此,对于高速下轴承滚子温度监测技术的研究至关重要。传统的针对滚动轴承的温度监测主要集中在轴承座上,难以及时反应轴承滚子内部关键区域热特性,导致测量精度下降。在轴承热特性研究方面,轴承的温度场往往通过热分析推得轴承内圈温度情况,而模型的正确性难以佐证。因此,如何准确监测高速运转的轴承滚子温度,是高速轴承研究中急需的关键技术之一。

2、综上所述,现有的轴承滚子旋转部件温度测试技术可靠性不足,测试结果易受监测环境的影响,而且对轴系结构有所要求。在轴承服役状态下,难以实现对轴承滚子温度的监测。为此,本文提出一种嵌入式新型微型小型化用于测量轴承瞬态温度的薄膜热电偶传感器,在不改变轴承系统结构的情况下,实现轴承滚子温度长期实时的在线监测。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统,以解决上述技术背景中提出的问题。

2、本专利技术是通过如下技术方案实现的:一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统,其特征在于:包括:传感器总成、滑轨装置,驱动装置,其中,传感器总成的基底顶部沉积有al2o3薄膜,所述al2o3薄膜上从下至上依次设置nicr底电极薄膜、nisi顶电极薄膜、sio2绝缘薄膜,所述nicr底电极薄膜和nisi顶电极薄膜在半球端相互搭接,形成矩形热接点,即测温端;所述测温端通过引线孔引入第一补偿导线和第二补偿导线,所述引线孔利用无机高温胶均匀地填充,通过将电极引线与基底烧结集成,形成一体化结构的方式将信号输入到采集设备中;所述滑轨装置主要由支撑壳、滑轨组成,滑轨装置通过外卡套和内卡套通过螺纹连接和轴承定子进行固定;所属滑轨与驱动装置配合使传感器总成完成一定距离的伸缩运动,所述驱动装置主要由电机、凸轮、驱动杆组成,所述驱动杆与传感器总成连接,所述凸轮在电机的驱动下拨动驱动杆进行伸缩运动,进一步带动传感器总成的伸缩,结合轴承滚子的转动速度完成有规律的瞬态温度的测量。

3、优选的,所述基底经过表面处理,先后在丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗,清洗后在无尘室内用n2气进行干燥处理,基底设计有滑轨配合的凸起结构;

4、优选的,所述al2o3薄膜保护膜、nicr底电极薄膜、nisi顶电极薄膜、sio2绝缘薄膜为创新的镀膜沉积方式,在完成准确测温的同时,提供可靠的安全保护;

5、优选的,所述第一补偿导线采用nicr引线,所述第二补偿导线采用nisi引线,补偿导线与基底为一体化的结构,连接可靠,输出的热电信号稳定;

6、优选的,所述滑轨装置外卡套和内卡套设计为弧形,可与轴承定子内外表面完美贴合,减小了对传感器测温的影响,增加了滑轨机构的安装稳定性;

7、优选的,所述传感器总成的伸缩运动主要是由凸轮机构配合驱动杆完成的,凸轮通过凸起/凹陷表面改变与驱动杆的接触位置,距离可控,速度可控,更好地实现了测温的自动化与智能化。

8、与现有技术相比,本专利技术的技术方案具有以下有益效果:

9、1)本专利技术针采用al2o3薄膜作保护膜、nicr底电极薄膜、nisi顶电极薄膜、sio2绝缘薄膜为创新的镀膜沉积方式,在完成准确测温的同时,提供可靠的安全保护;

10、2)本专利技术所述的滑轨装置外卡套和内卡套设计为弧形,可与轴承定子内外表面完美贴合,减小了对传感器测温的影响,增加了滑轨机构的安装稳定性;

11、3)本专利技术所述传感器总成的伸缩运动主要是由凸轮机构配合驱动杆完成的,凸轮通过凸起/凹陷表面改变与驱动杆的接触位置,距离可控,速度可控,更好地实现了测温的自动化与智能化。

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【技术保护点】

1.一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统,其特征在于:包括:传感器总成、滑轨装置,驱动装置,其中,传感器总成的基底顶部沉积有Al2O3薄膜,所述Al2O3薄膜上从下至上依次设置NiCr底电极薄膜、NiSi顶电极薄膜、SiO2绝缘薄膜,所述NiCr底电极薄膜和NiSi顶电极薄膜在半球端相互搭接,形成矩形热接点,即测温端;所述测温端通过引线孔引入第一补偿导线和第二补偿导线,所述引线孔利用无机高温胶均匀地填充,通过将电极引线与基底烧结集成,形成一体化结构的方式将信号输入到采集设备中;所述滑轨装置主要由支撑壳、滑轨组成,滑轨装置由外卡套和内卡套通过螺纹连接和轴承定子进行固定;所属滑轨与驱动装置配合使传感器总成完成一定距离的伸缩运动,所述驱动装置主要由电机、凸轮、驱动杆组成,所述驱动杆与传感器总成连接,所述凸轮在电机的驱动下拨动驱动杆进行伸缩运动,进一步带动传感器总成的伸缩,结合轴承滚子的转动速度完成有规律的瞬态温度的测量。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统,其特征在于:基底经过表面处理,先后在丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗,清洗后在无尘室内用N2气进行干燥处理,基底设计有滑轨配合的凸起结构。

3.根据权利要求1所述的一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统,其特征在于:所述Al2O3薄膜保护膜、NiCr底电极薄膜、NiSi顶电极薄膜、SiO2绝缘薄膜为创新的镀膜沉积方式,在完成准确测温的同时,提供可靠的安全保护。

4.根据权利要求1所述的一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统,其特征在于:所述第一补偿导线采用NiCr引线,所述第二补偿导线采用NiSi引线,补偿导线与基底为一体化的结构,连接可靠,输出的热电信号稳定。

5.根据权利要求1所述的一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统,其特征在于:所述滑轨装置外卡套和内卡套设计为弧形,可与轴承定子内外表面完美贴合,减小了对传感器测温的影响,增加了滑轨机构的安装稳定性。

6.根据权利要求1所述的一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统,其特征在于:所述传感器总成的伸缩运动主要是由凸轮机构配合驱动杆完成的,凸轮通过凸起/凹陷表面改变与驱动杆的接触位置,距离可控,速度可控,更好地实现了测温的自动化与智能化。

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【技术特征摘要】

1.一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统,其特征在于:包括:传感器总成、滑轨装置,驱动装置,其中,传感器总成的基底顶部沉积有al2o3薄膜,所述al2o3薄膜上从下至上依次设置nicr底电极薄膜、nisi顶电极薄膜、sio2绝缘薄膜,所述nicr底电极薄膜和nisi顶电极薄膜在半球端相互搭接,形成矩形热接点,即测温端;所述测温端通过引线孔引入第一补偿导线和第二补偿导线,所述引线孔利用无机高温胶均匀地填充,通过将电极引线与基底烧结集成,形成一体化结构的方式将信号输入到采集设备中;所述滑轨装置主要由支撑壳、滑轨组成,滑轨装置由外卡套和内卡套通过螺纹连接和轴承定子进行固定;所属滑轨与驱动装置配合使传感器总成完成一定距离的伸缩运动,所述驱动装置主要由电机、凸轮、驱动杆组成,所述驱动杆与传感器总成连接,所述凸轮在电机的驱动下拨动驱动杆进行伸缩运动,进一步带动传感器总成的伸缩,结合轴承滚子的转动速度完成有规律的瞬态温度的测量。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量轴承瞬态温度的微型薄膜热电偶传感系统,其特征在于:基底经过表面处理,先后在丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗,清洗后在无尘室...

【专利技术属性】
技术研发人员:王子羲刘智慧郭腾达
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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