[发明专利]多功能滑油磨粒收集薄膜及发动机磨损状态的诊断方法

说明书

本发明涉及发动机滑油过滤技术领域，特别涉及一种多功能滑油磨粒收集薄膜及发动机磨损状态的诊断方法。其中，多功能滑油磨粒收集薄膜包括多孔薄膜、压电陶瓷传感器、支撑骨架和电极；支撑骨架支撑所述多孔薄膜展开；所述压电陶瓷传感器设置于所述支撑骨架上。将本发明提供的多功能滑油磨粒收集薄膜安装于滑油管路中，能够实现发动机滑油磨粒在线全流域主动收集，并对收集的磨粒进行主动感知和有序分类，并为磨损状态在线识别诊断和视情提供依据，尤其适用于航空发动机技术领域中，具有重要的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及发动机滑油过滤技术领域，特别涉及一种多功能滑油磨粒收集薄膜及发动机磨损状态的诊断方法。

背景技术

滑油系统是发动机的重要组成系统之一，滑油流经发动机的轴承和齿轮等磨损故障频发区域，是滑油系统的“生命命脉”，除了润滑和冷却作用外，还是滚动和滑动面磨损磨粒的运输介质。滑油中的磨粒若没有及时过滤和收集，有可能导致旋转部件与滑油系统产生二次损耗。因此，及时收集和分析滑油中的磨粒，有利于对发动机旋转部件进行及时有效维护，避免二次损耗产生的不利影响，同时能够得知发动机的磨损情况。

尽管目前有少量滑油监测技术能够同时收集滑油磨粒，但一般属于被动式收集，且仅限于铁磁性磨粒，缺乏主动的在线分类聚集能力，无法对磨粒进行快速高效地分析，不利于旋转润滑部件地磨损诊断和预测。

磨粒和滑油的分离方法一般是基于物理和化学方法，前者一般包括沉降法、过滤法、气化法和离心法；后者一般不适合发动机滑油磨粒的分离。

目前针对发动机滑油磨粒收集，一般是采取磁塞或磁屑探测器和油滤方法。油滤可以实现全流域的给定磨粒尺寸的收集，能将大部分磨粒收集，适用于金属磨粒和非金属磨粒；而磁堵或磁塞一般是对铁磁性磨粒有效，其捕获效率同磁堵或磁塞的孔穴设计密切相关。上述两种方法的不足是只能静态地收集磨粒，也无法对滑油磨粒进行及时在线主动感知和有效分类，因此也无法根据所采集的滑油磨粒对失效模式进行及时在线诊断。

另外具有磨粒收集功能的滑油监测传感器主要由两种：Gill传感器和QDM传感器，实现了磨粒收集与监测一体化，但其缺陷也很明显，只能收集少量磨粒且无法监测非金属性磨粒。

综上所述，如何对发动机滑油中的磨粒进行有效收集和分析，是本领技术需要解决的问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种多功能滑油磨粒收集薄膜，包括多孔薄膜、压电陶瓷传感器、支撑骨架、电极和绝缘隔离层；支撑骨架支撑所述多孔薄膜展开；所述压电陶瓷传感器设置于所述支撑骨架上；所述电极为环状，若干所述电极设置在多孔薄膜上；所述绝缘隔离层设置在多孔薄膜上，并将不同电极间隔分离。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述支撑骨架为环状支撑骨架或辐射状支撑骨架。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述多孔薄膜采用聚二甲基硅氧烷作为薄膜载体，并渗透氯化钠和多功能材料，所述多功能材料为碳纳米管或石墨烯。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述多孔薄膜的制备方法为：

步骤a、采用球磨机将氯化钠研磨成细小颗粒，并用孔径为20-500um的筛子去除超出尺寸范围的颗粒；

步骤b、将多功能材料和氯化钠颗粒加入聚二甲基硅氧烷中，并进行超声混合；

步骤c、将聚二甲基硅氧烷固化剂加入上述混合溶液中并进行搅拌；

步骤d、将电极与绝缘隔离层安装于模具中,将上述混合溶液导入模具，并置于80-100℃恒温箱中保温1-2小时，直至固化形成薄膜；

步骤e、向模具中加入去离子水中溶解聚二甲基硅氧烷薄膜中的氯化钠颗粒；

步骤f、将上述薄膜从去离子水中取出烘干，即得到所述多孔薄膜。