發(fā)動機(jī)零部件物理和/或模擬參數(shù)監(jiān)測專用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種專門用于監(jiān)測發(fā)動機(jī)零部件的物理和/或模擬參數(shù)的系統(tǒng)。
[0002]本發(fā)明涉及到發(fā)動機(jī)移動機(jī)械零部件和/或難以接近部件的變化參數(shù)測量和控制技術(shù)，特別是用于內(nèi)燃交流發(fā)動機(jī)的監(jiān)督和安全。
【背景技術(shù)】
[0003]較為重要的是，需保證對發(fā)動機(jī)的機(jī)構(gòu)和部件的整體性以及其運(yùn)行情況的重要參數(shù)進(jìn)行控制。就此，常規(guī)的做法是，直接在這些元件上進(jìn)行測量。在諸如溫度、壓力或者應(yīng)力等之類的要素發(fā)生異常變化的情況下，則可以在發(fā)生附帶事故前以及發(fā)動機(jī)停止運(yùn)行以前讓系統(tǒng)暫停運(yùn)行。舉個例子來說，比如零部件潤滑不足或者溫度過高的情況。依據(jù)設(shè)備的使用情況，可能會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的健康后果或者經(jīng)濟(jì)后果。如經(jīng)證實(shí)異常參數(shù)為一大優(yōu)勢，則可以讓系統(tǒng)自動提前暫停運(yùn)行。此類裝置的有效性在很大程度上取決于其快速程度。
[0004]技術(shù)背景將對能實(shí)施此類控制的若干系統(tǒng)進(jìn)行說明。
[0005]比如，依據(jù)專利文獻(xiàn)EP 0.051.035 (MR)可知悉，發(fā)動機(jī)內(nèi)部移動部件的溫度檢測裝置，通過發(fā)射機(jī)/接收機(jī)來運(yùn)行；發(fā)射機(jī)/接收機(jī)由兩個固定線圈組成。此發(fā)射機(jī)/接收機(jī)通過在預(yù)設(shè)頻率下諧振的磁路來發(fā)出信號。該信號可被放置在移動部件上的傳感器(由一個移動線圈組成)形成)檢測到，并與熱敏電阻相連；該熱敏電阻在零件溫度的作用下，會影響所述傳感器的靈敏度；所述傳感器則可以以較為重要的方式來檢測由發(fā)射機(jī)/接收機(jī)發(fā)送的信號。諧振信號可被發(fā)射機(jī)/接收機(jī)測量出來，并由電子裝置以溫度單位來予以闡述。
[0006]在該裝置中，有幾個方面需要引起注意。首先，由熱敏電阻依據(jù)非線性變化情況來確定傳感器的回復(fù)情況；該非線性變化是由該元件的質(zhì)量和進(jìn)度而產(chǎn)生的；在較大的變化范圍內(nèi)，可能導(dǎo)致測量結(jié)果出錯。此外，發(fā)射機(jī)/接收機(jī)會通過流動的波來產(chǎn)生磁場?；蛘叽艌鰶]有完全被傳感器檢測到，從而導(dǎo)致由發(fā)射機(jī)/接收機(jī)發(fā)射和接收的波出現(xiàn)部分損失。因此，測量的精確度取決于系統(tǒng)的線圈質(zhì)量，以及取決于是否工廠內(nèi)的每臺傳感器能進(jìn)行較為枯燥乏味的校準(zhǔn)操作。其次，該發(fā)射機(jī)/接收機(jī)和傳感器之間的最大閱讀距離不過2mm左右，該距離較小，從而導(dǎo)致某些運(yùn)動部件出現(xiàn)諸如相對于同量級運(yùn)行間隙而言的相關(guān)問題。這些問題還無法以滿足用戶預(yù)期的方式予以解答。
[0007]依據(jù)WO 00/62029 (SENSIT)專利文獻(xiàn)還可了解的是，一個系統(tǒng)基于使用表面聲波(為Surface Acoustic Wave或者SAW的英語詞縮寫)過濾器，用于通過駐波天線來發(fā)送電磁波，并在由壓電晶體或者陶瓷組成的裝置中將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械波。所述波被削弱，并在通過電極重新轉(zhuǎn)換為電氣信號以前進(jìn)行傳播。反饋信號被重新配置，通過過濾器產(chǎn)生模擬-反饋脈沖。該工藝基于延遲線路原理。反射波的延遲情況取決于溫度。在如圖1所示的該系統(tǒng)內(nèi)，單獨(dú)的電子控制設(shè)備3通過天線2進(jìn)行詢問；若干表面聲波傳感器I布置在發(fā)動機(jī)的每個發(fā)動機(jī)艙內(nèi)需要進(jìn)行溫度測量的部件上。通過數(shù)字總線5，可將信息從電子控制設(shè)備3傳輸?shù)奖O(jiān)控設(shè)備6內(nèi)。
[0008]該系統(tǒng)具有若干缺點(diǎn)。首先，這是一個系統(tǒng)，通過相同的單獨(dú)電子控制設(shè)備3來對每臺表面聲波傳感器I進(jìn)行詢問。就此，可以使用多路復(fù)用天線2的方法來詢問具有相同順序的每臺傳感器I。但是，該方法具有一定的局限性，因?yàn)樗蟠笤黾恿藗鞲衅鱅進(jìn)行每項(xiàng)詢問操作的等待時間。實(shí)際上，在該系統(tǒng)內(nèi)，單獨(dú)的控制設(shè)備3可連續(xù)對傳感器I進(jìn)行詢問，并首先通過與天線2相連的同軸電纜來發(fā)送信號。這些天線和表面聲波傳感器I進(jìn)行通信。反饋信號則按照相反路徑發(fā)出。電子控制設(shè)備3接收到的多個信號的接收和處理操作，增加了分析的持續(xù)時間。此外，發(fā)動機(jī)的金屬環(huán)境會導(dǎo)致這些信號產(chǎn)生一部分損耗，因而降低了測量的效率。此外，表面聲波傳感器I的詢問流程要求，每個傳感器配備一根天線2，專門在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)使用。對于所有天線2而言，天線2及其表面聲波傳感器I之間的每次通信均只能采用單獨(dú)的相同頻率進(jìn)行。使用該單獨(dú)頻率要求對每臺傳感器I依次進(jìn)行詢問，從而避免干擾相鄰傳感器的反饋信息。
[0009]和先前工藝中所述的其他已知系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)的一個優(yōu)點(diǎn)在于在，表面聲波傳感器I和天線2之間的閱讀距離最大，該距離范圍可達(dá)5cm。但是，該距離仍然不足以讓用戶擺脫發(fā)動機(jī)內(nèi)所安裝設(shè)施的束縛。此外，系統(tǒng)需要的是，控制設(shè)備3盡量通過同軸電纜4與天線2相連，并對發(fā)動機(jī)外部的空間和電纜布線情況提出嚴(yán)格的要求。
[0010]文件專利EP 2422900 (SMS CONCAST)和 US 6239723(西門子)中公開了，一種能對表面聲波傳感器進(jìn)行詢問的系統(tǒng)，系統(tǒng)分別布置在模具內(nèi)和電氣柜內(nèi)。這些表面聲波傳感器布置在固定、不移動且易于拿取的部件上，以及其要求沒有發(fā)動機(jī)要求那么嚴(yán)格的環(huán)境中。
[0011]面對這樣的情況，本項(xiàng)發(fā)明的主要目的在于克服上述缺點(diǎn)，尤其需要提高難以拿取移動部件的測量能力。
[0012]本項(xiàng)發(fā)明的另一個目的在于，獲得比依據(jù)先前工藝的系統(tǒng)更為快速和精確的分析結(jié)果，避免出現(xiàn)前述WO 00/62029號專利文件(SENSIT)中所記錄的多路復(fù)用法所規(guī)定的相關(guān)要求。
[0013]本項(xiàng)發(fā)明的目的還在于，建議一種監(jiān)測系統(tǒng)，較之前述WO 00/62029號專利文件(SENSIT)中所述系統(tǒng)而言，減少了在空間和電纜布線方面的要求。
[0014]本項(xiàng)發(fā)明的目的還在于，提高與發(fā)動機(jī)罩金屬環(huán)境相關(guān)問題的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本項(xiàng)發(fā)明所建議的解決方案為一種與發(fā)動機(jī)部件相關(guān)的物理參數(shù)和/或模擬參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)；所述系統(tǒng)包括至少一臺電子控制設(shè)備，配置用來采用至少一根天線進(jìn)行詢問，以及一個位于所述部件上的表面聲波傳感器(或表面聲波傳感器)。
[0016]該系統(tǒng)的顯著特征在于:
[0017]-發(fā)動機(jī)被分為若干發(fā)動機(jī)艙；每個發(fā)動機(jī)艙包括若干移動部件，其物理參數(shù)和/或模擬參數(shù)應(yīng)予以監(jiān)測；
[0018]-需監(jiān)測的這些部件中每個部件均配備有表面聲波傳感器；這些部分每個均具有其自身各自的共振頻率；
[0019]-天線安裝在每個發(fā)動機(jī)艙內(nèi)；每根天線單獨(dú)或者成對與電子控制設(shè)備相連；
[0020]-每根天線均由電子控制設(shè)備進(jìn)行控制；天線相互連接，以便于能同時發(fā)射接近傳感器共振頻率的各種不同頻率；傳感器位于所述天線的發(fā)動機(jī)艙內(nèi)，能同時與各種傳感器進(jìn)行通信。
[0021]在每個發(fā)動機(jī)艙內(nèi)，一根單獨(dú)的天線用來保持同時對所安裝的所有傳感器進(jìn)行詢問。這樣，測量能力不僅增加了十倍，而且參數(shù)的分析變得比采用前述WO 00/62029號專利文件(SENSIT)中所述特殊先前工藝系統(tǒng)獲得的分析速度更快，結(jié)果也更準(zhǔn)確。
[0022]本項(xiàng)發(fā)明所述的其他顯著特征已在下文中列出；這些特征中的每一項(xiàng)均應(yīng)予以單獨(dú)考慮或者組合考慮，其顯著特征定義如下:
[0023]-安裝在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的天線，能夠在預(yù)設(shè)頻帶上發(fā)送頻率；所述頻帶與布置在其他發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的天線所發(fā)送的頻帶有所不同。
[0024]-布置在同一發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的表面聲波傳感器可以在不同的頻帶內(nèi)返回頻率；所述頻帶與布置在相鄰發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的表面聲波傳感器返回的頻帶有所不同。
[0025]-布置在同一發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的表面聲波傳感器，每臺均可在窄頻帶內(nèi)發(fā)送頻率；所述頻帶定義的間隔為2MHz。
[0026]-每臺電子控制設(shè)備均可與一根單獨(dú)的天線相連；所述單獨(dú)的天線自身與兩根天線相連；每根天線均安裝在專門發(fā)動機(jī)艙內(nèi)。
[0027]-每臺表面聲波傳感器優(yōu)選地包括其自有的一根天線。
[0028]-每臺聲表面波傳感器優(yōu)選地安裝在移動部件上，但是也可以安裝在固定部件上。
[0029]-傳感器優(yōu)選地布置在不同的發(fā)動機(jī)艙內(nèi)，以便于位于發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的傳感器不和位于其他發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的天線進(jìn)行通信。