專利名稱：螺旋電極電容傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本實(shí)用新型涉及一種螺旋電極電容傳感器，屬于油液監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
技術(shù)背景:在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備維修管理體制中，狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)預(yù)防維修的重要手段。由于潤滑油的狀況與機(jī)械設(shè)備的工況息息相關(guān)，因而油液監(jiān)測(cè)技術(shù)就成為一種重要而有效的手段。積極開展油液監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，能有力地推動(dòng)機(jī)械設(shè)備維修制度的進(jìn)展，由傳統(tǒng)的維修方式轉(zhuǎn)變?yōu)榛跔顟B(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的視情檢驗(yàn)和有計(jì)劃的維修保養(yǎng)。大量的資料表明，摩擦和磨損是影響機(jī)械設(shè)備工作可靠性和使用壽命的主要原因。磨粒是設(shè)備內(nèi)部摩擦副磨損的必然產(chǎn)物，也是潤滑油液污染的主要來源，磨粒的產(chǎn)生會(huì)加重摩擦副的磨損甚至?xí)a(chǎn)生更大的磨粒。懸浮于潤滑系統(tǒng)油液中的磨損微粒，則是反映設(shè)備內(nèi)部磨損狀況(程度、部位和類型)的重要信息載體。在油液監(jiān)測(cè)技術(shù)中，對(duì)油液中的固體顆粒污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)尤為重要。通過對(duì)油液中顆粒污染物的監(jiān)測(cè)，可以確定合理的換油周期，并且能及時(shí)預(yù)報(bào)潛在故障從而避免災(zāi)難性損壞，或者使處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備減少不必要的維修，減少停機(jī)時(shí)間從而大大節(jié)約維修費(fèi)(25% 50% )。近年來，西方發(fā)達(dá)國家利用先進(jìn)的電子技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，研制了多種新型嵌入式油液分析傳感器，并在此基礎(chǔ)上，針對(duì)各種不同類型的設(shè)備，開發(fā)了許多油液監(jiān)控系統(tǒng)，一定程度上實(shí)現(xiàn)了在線分析和實(shí)時(shí)監(jiān)控。目前，國外利用電介質(zhì)的介電常數(shù)來做油液監(jiān)測(cè)，主要是監(jiān)測(cè)油液中的水分相對(duì)含量。美國頗爾公司和美海航司令部聯(lián)合研制了新型薄膜聚合體電容水分傳感器，可直接測(cè)量水分的相對(duì)含量。此外，國外還開展了油液磨屑監(jiān)測(cè)。波音777使用的GE90超高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，是第I個(gè)裝有電子磨屑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)際應(yīng)用表明，在最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，電子磨屑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)捕獲軸承轉(zhuǎn)動(dòng)疲勞類磨屑的效率高達(dá)90% (傳統(tǒng)磁塞的捕獲率低于30% )，而且虛警率低。因此針對(duì)油液磨屑監(jiān)測(cè)是目前的研究趨勢(shì)。在國內(nèi)油液監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，西安交大潤滑理論與軸承研究所主要研究集中在油液鐵譜分析儀。南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)污染油液內(nèi)的顆粒研究了圖像在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。設(shè)備均采用光學(xué)儀器及圖像處理，設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格昂貴，國防科技大學(xué)溫熙森等及沈陽理工大學(xué)劉凱、巴鵬等人用電容傳感器研究了油液磨屑監(jiān)測(cè)檢測(cè)方法，但還存在提高測(cè)量精度的問題。雖然各國的研究機(jī)構(gòu)和相關(guān)公司都做了很多油液監(jiān)控技術(shù)的研究，也開發(fā)了一些實(shí)用油液監(jiān)控系統(tǒng)，但從目前的國內(nèi)應(yīng)用情況看，還面臨著諸多問題有待解決和進(jìn)一步研究。目前有一種用平板電容、金屬圓柱筒電容、三金屬圓柱差動(dòng)電容三種結(jié)構(gòu)的電容對(duì)油液磨粒進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)。存在的問題是:金屬極板容易沾粘油污，影響測(cè)量準(zhǔn)確度。而且用實(shí)驗(yàn)的方法篩選傳感器結(jié)構(gòu)及參數(shù)的效率低并且結(jié)果并不理想。還有一種是絕緣管外半圓形極板電容器。優(yōu)點(diǎn)是采用了非親油材料作為測(cè)量管，解決了沾粘油污問題。其缺點(diǎn)是敏感場(chǎng)存在非線性，影響測(cè)量準(zhǔn)確程度。發(fā)明內(nèi)容:本發(fā)明的目的在于提供一種具有足夠的靈敏度和準(zhǔn)確度，便于安裝，不破壞原有的油液循環(huán)系統(tǒng)，使油液在電容器中實(shí)時(shí)更新，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)性良好的一種螺旋電極電容傳感器。本發(fā)明的目的由如下技術(shù)方案實(shí)施:一種螺旋電極電容傳感器其包括有絕緣管道、螺旋電極、屏蔽罩、法蘭和引出電極，其中所述螺旋電極呈螺旋的纏繞在絕緣管道外壁上，所述絕緣管道置于所述屏蔽罩內(nèi)部，在所述屏蔽罩兩端設(shè)有所述法蘭，在所述屏蔽罩相對(duì)側(cè)分別設(shè)有一個(gè)所述引出電極，且所述引出電極穿過所述屏蔽罩與所述螺旋電極接觸。所述的一種螺旋電極電容傳感器，所述絕緣管道為2 3厘米。所述的一種螺旋電極電容傳感器，所述傳感器長度至少為10厘米。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型具有均勻的測(cè)量敏感場(chǎng)，克服了敏感場(chǎng)非線性產(chǎn)生的測(cè)量誤差；并且該傳感器的靈敏度隨著在測(cè)量管道直徑和長度的增大而增大。

:圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記:絕緣管道1、螺旋電極2、屏蔽罩3、法蘭4，引出電極5。
具體實(shí)施方式
:如圖1、圖2所示，一種螺旋電極電容傳感器其包括有絕緣管道1、螺旋電極2、屏蔽罩3、法蘭4和引出電極5，其中螺旋電極2呈螺旋的纏繞在絕緣管道I外壁上，絕緣管道I置于屏蔽罩3內(nèi)部，在屏蔽罩3兩端設(shè)有法蘭4，在屏蔽罩3相對(duì)側(cè)分別設(shè)有一個(gè)引出電極5，且引出電極5穿過屏蔽罩3與螺旋電極2接觸。絕緣管道I為2 3厘米，傳感器長度可以達(dá)到10厘米左右利于增大電容及電容的變化量，便于測(cè)量。使用方法:(I)利用參比電容和差動(dòng)測(cè)量方法提高電容測(cè)量的抗干擾能力制作一個(gè)同尺寸的參比電容，內(nèi)部只裝入干凈的潤滑油，并與測(cè)量電容感受同樣溫度，應(yīng)用同樣的采樣線路，采集其差動(dòng)電容，可以克服寄生電容、溫度的影響，提高測(cè)量精度。(2)利用電容測(cè)量芯片PCAPOl和單片機(jī)完成電容測(cè)量任務(wù)。(3)通過實(shí)驗(yàn)分析、數(shù)據(jù)處理，闡明潤滑油中磨粒、水分對(duì)其介電特性的影響，證明基于電容方法監(jiān)測(cè)潤滑油的科學(xué)性和實(shí)用性，建立基于介電常數(shù)測(cè)量的潤滑油監(jiān)測(cè)模型。
權(quán)利要求1.一種螺旋電極電容傳感器，其特征在于，其包括有絕緣管道(I)、螺旋電極(2)、屏蔽罩(3)、法蘭(4)和引出電極(5)，其中所述螺旋電極(2)呈螺旋的纏繞在絕緣管道(I)外壁上，所述絕緣管道(I)置于所述屏蔽罩(3)內(nèi)部，在所述屏蔽罩(3)兩端設(shè)有所述法蘭(4)，在所述屏蔽罩(3)相對(duì)側(cè)分別設(shè)有一個(gè)所述引出電極(5)，且所述引出電極(5)穿過所述屏蔽罩⑶與所述螺旋電極⑵接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋電極電容傳感器，其特征在于，所述絕緣管道(I)為2 3厘米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋電極電容傳感器，其特征在于，所述傳感器長度至少為10厘米。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種螺旋電極電容傳感器。其包括有絕緣管道、螺旋電極、屏蔽罩、法蘭和引出電極，其中螺旋電極呈螺旋的纏繞在絕緣管道外壁上，絕緣管道置于屏蔽罩內(nèi)部，在屏蔽罩兩端設(shè)有法蘭，在屏蔽罩相對(duì)側(cè)分別設(shè)有一個(gè)引出電極，且引出電極穿過屏蔽罩與螺旋電極接觸。優(yōu)點(diǎn)在于具有均勻的測(cè)量敏感場(chǎng)，克服了敏感場(chǎng)非線性產(chǎn)生的測(cè)量誤差；并且該傳感器的靈敏度隨著在測(cè)量管道直徑和長度的增大而增大。
文檔編號(hào)G01N27/22GK202947989SQ201220659260
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者王志春, 周小鳳 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古科技大學(xué), 王志春, 周小鳳