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申请/专利权人：中国船舶重工集团公司第七0四研究所

摘要：本发明涉及一体化智能油封，油封本体内部沿周向分别嵌入电涡流传感器、振动加速度传感器、温度传感器、监测电路模块，电涡流传感器、振动加速度传感器、温度传感器分别连接监测电路模块、形成一体化的传感器部件，所述监测电路模块通过电源线和信号线缆连接油封本体上的多芯航插，实现多路传感器信号和电源汇总到单个接口上进行输入输出。本发明将各种信号监测一体化集成于油封当中，实现轴颈振动位移、轴承座振动加速度和油温的融合测量，信号集中输出。本发明无需额外给轴承座开众多测量孔，大大降低加工和安装难度，节约成本。

主权项：1.一种一体化智能油封，具有一个油封本体、油封外壳，其特征在于：所述油封本体内部沿周向分别嵌入电涡流传感器、振动加速度传感器、温度传感器、监测电路模块，所述电涡流传感器、振动加速度传感器、温度传感器分别连接监测电路模块、形成一体化的传感器部件，所述监测电路模块通过电源线和信号线缆连接油封本体上的多芯航插，实现多路传感器信号和电源汇总到单个接口上进行输入输出；所述监测电路模块包括电源模块，信号调理电路，多通道ADC模块，ARM模块，网络接口模块；所述电源模块用于将输入电压转换成各个模块及各传感器所需电压并完成供电工作；所述电涡流传感器、温度传感器、振动加速度传感器采集到的相应信号经信号调理模块调理后分别进入多通道ADC模块转换成数字信号后，由ARM模块进行数字信号处理、打包并经网络接口模块统一送出融合后的数字信号给上位机；所述油封本体内布置走线槽，走线槽内布置电源线和信号线缆。

全文数据：一体化智能油封技术领域本发明涉及一种油封，尤其是一种智能油封。背景技术油封和油润滑滑动轴承是以油为润滑介质的旋转机械设备的关键部件之一，油封与滑动轴承并用，设置于静止件与旋转轴之间，在运行状态下，由密封唇与轴面建立的密封副滑移面的油膜，可防止润滑油外泄，同时依赖防尘副唇与轴建立的密封副，防止外界灰尘与杂物进入轴承内部。而滑动轴承是用来支撑和其它旋转零件的一种重要机械部件，在众多轴承当中，油润滑滑动轴承具备寿命长，结构简单，回转精度高，承载能力大灯优点，广泛应用于汽轮机、燃气轮机将等旋转机械设备，因此它的性能优良与否直接影响机组的性能和效率，甚至安全。因此，在轴承位置对轴颈及轴承本体相关参数的监测则显得尤为重要。目前，对轴承需要监测的主要参数，轴系振动位移、轴承座振动加速度和轴颈油温，分别需要电涡流传感器、振动加速度传感器和温度传感器，三种传感器需要逐个安装到设备测点处，其作用和使用方法如下所述：电涡流传感器是非接触式位移传感器，可用于测量金属试件与传感器探头之间的距离，一般采用两个夹角为90°的传感器来测量旋转机械转轴的振动位移、轴心轨迹和相位。电涡流传感器的高频交流电线圈与转轴之间的间隙必须满足安装要求，常规测试方法需要在轴承座或设备壳体上开孔，并定制较长的传感器。这导致原设备部件被破坏，可靠性降低，并对安装工艺提出了更高的要求，安装不当会造成传感器与轴碰磨，或者间隙超出测量范围。振动加速度传感器采用压电式加速度传感器，用于测量设备振动加速度，一般传感器底部设计有内或外螺纹，可安装于设备的固定安装位置上。但是传感器长期在振动环境下工作，可能会出现松动等情况，导致采集信号出现偏差，需要定期检查传感器安装的情况。油温传感器用于监测轴承润滑油温度，传统方法是将探头安装于轴承排油管路中，此时安装位置距离轴承有一定距离，故对轴承油温的反馈存在一定的迟滞。从上面可以看出，现有测试方法存在以下问题：1.传感器安装工序繁琐，对安装工艺的要求较高；2.需要在设备设计阶段预留安装位置，或在现有设备上开孔；3.传感器线束多。每个传感器需要布置一根多芯线缆连接至上位机和电源，导致设备表面走线复杂，易误操作，且存在一定的安全隐患；4.维护麻烦。后期需要定期检查线缆是否损坏、传感器是否松动、电涡流传感器是否磨损等常见故障，耗费大量人力物力。发明内容本发明是要提供一种一体化智能油封，将各种信号监测一体化集成于油封当中，实现轴颈振动位移、轴承座振动加速度和油温的融合测量，信号集中输出。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一体化智能油封，具有一个油封本体、油封外壳，所述油封本体内部沿周向分别嵌入电涡流传感器、振动加速度传感器、温度传感器、监测电路模块，所述电涡流传感器、振动加速度传感器、温度传感器分别连接监测电路模块、形成一体化的传感器部件，所述监测电路模块通过电源线和信号线缆连接油封本体上的多芯航插，实现多路传感器信号和电源汇总到单个接口上进行输入输出。进一步，所述油封本体内布置走线槽，走线槽内布置电源线和信号线缆。进一步，所述监测电路模块包括电源模块，信号调理电路，多通道ADC模块，ARM模块，网络接口模块；所述电源模块用于将输入电压转换成各个模块及各传感器所需电压并完成供电工作；所述电涡流传感器、温度传感器、振动加速度传感器采集到的相应信号经信号调理模块调理后分别进入多通道ADC模块转换成数字信号后，由ARM模块进行数字信号处理、打包并经网络接口模块统一送出融合后的数字信号给上位机。进一步，所述油封外壳通过紧固件固定于油封本体上。进一步，所述一体化智能油封通过紧固件安装在轴承座上。本发明的有益效果是：1.按照本发明，相比常规测量方式需要逐个安装传感器而言，所有传感器均嵌入在油封当中作为一体化的传感器部件，出厂即已调整好传感器位置，安装方式与传统油封一致，只需将一体化智能油封整体用螺栓固定于轴承座上即可。安装便利，避免了人为安装工艺不合格导致的信号采集偏差；2.按照本发明，油封可安照不同规格尺寸设计成标准件，设计轴承座时只需按照油封规格预留安装接口，相对于传统测量三种信号，需要破坏原有轴承座结构开孔，本发明无需额外给轴承座开众多测量孔，大大降低加工和安装难度，节约成本；2.按照本发明，油封内设计有采集、传输、处理电路，可接地输出数字信号，并通过网络将信号输出，信号传输相对传统模拟信号传输来说更为稳定、快速；同时也减轻了上位机的计算量，加快了信号处理过程；3.按照本发明，油封上只设计有1个航插接口，4各传感器的线缆汇总为一根线缆，大大简化了设备表面的走线，不但节约了传输线缆，降低了成本，而且对于降低误操作概率和规避安全隐患有重要的意义。附图说明图1是装有一体化智能油封的轴承座简图；图2是本发明的一体化智能油封结构主视图；图3是图2中沿B-B剖视图；图4是图3中沿A-A剖视图；图5是图3的C向视图；图6是监测电路板模块原理图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。如图1至图5所示，一体化智能油封1，安装在轴承座2上，该油封包括油封本体、振动加速度传感器3、电涡流传感器4、温度传感器8、监测电路模块6、多芯航插7、线缆5、走线槽9、油封外壳10等。油封本体内部沿周向分别嵌入电涡流传感器4、振动加速度传感器3、温度传感器8、监测电路模块6，电涡流传感器4、振动加速度传感器3、温度传感器8分别连接监测电路模块6、形成一体化的传感器部件，油封本体内布置走线槽9，前端面上设有多芯航插7，走线槽9内布置电源线和信号线缆，所有线缆5最后均连接至多芯航插7，实现多路传感器信号和电源汇总到单个接口上进行输入输出。本发明的一体化智能油封相比传统油封加厚了深入轴承座内结构的厚度，使传感器可以嵌入到油封加厚部分的结构之中。具体技术内容见如下：1本发明是在传统油封基础上结构上适当增加其厚度，使其内部可嵌入电涡流传感器两个、加速度传感器一个、温度传感器一个和监测电路模块一个，形成一体化的传感器部件；2在本发明的油封本体内布置走线槽，电源线和信号线缆均布置在走线槽内，所有线缆最后均连接至多芯航插，实现多路传感器信号和电源汇总到单个接口上进行输入输出；3如图6所示，本发明的监测电路板模块6主要包含电源模块12，信号调理电路14，多通道ADC模块15，ARM模块16，网络接口模块17。电源模块12负责将输入电压转换成各个模块及传感器所需电压并完成供电工作；信号调理电路14，主要负责将各型传感器输入信号进行放大、滤波等一系列模拟信号调理工作，而后经多通道ADC模块15进行模数转换送至所述ARM模块16，其主要负责信号的数字处理、打包等操作数字信号封装成数据流以UDP方式进行广播发送；一体化智能油封1的具体实施步骤如下：1将传感器安装到一体化智能油封1内：电涡流传感器4和温度传感器8设计有外螺纹，与安装孔内的螺纹相配合，并根据与转轴的间隙要求安装；加速度传感器3底部设计有内螺纹孔，紧固安装在油封上；2监测电路模块6由三块电路板组成，用六角铜柱连接并安装到本发明内部；3完成上述安装后，用导线连接电路模块排针和传感器，所有线缆5规整布置于走线槽9内；并将多芯航插7从油封本体外侧面连接到监测电路模块6上，电源输入与信号输出由一个多芯航插7实现；4然后进行通电测试，确认本发明运行正常后，安装油封外壳10，其上开有螺纹孔11，用8颗螺钉固定于油封本体上；5将本发明安装在轴承座上，只需固定8颗螺栓即可；6通过多芯航插7连接电源模块12通电，电涡流传感器4、温度传感器8、振动加速度传感器3采集到的相应信号经信号调理模块14调理后分别进入多通道ADC模块15转换成数字信号后，由ARM模块15进行数字信号处理、打包等动作经网络接口模块17统一送出融合后的数字信号给上位机。

权利要求：1.一体化智能油封，具有一个油封本体、油封外壳，其特征在于：所述油封本体内部沿周向分别嵌入电涡流传感器、振动加速度传感器、温度传感器、监测电路模块，所述电涡流传感器、振动加速度传感器、温度传感器分别连接监测电路模块、形成一体化的传感器部件，所述监测电路模块通过电源线和信号线缆连接油封本体上的多芯航插，实现多路传感器信号和电源汇总到单个接口上进行输入输出。2.根据权利要求1所述的一体化智能油封，其特征在于：所述油封本体内布置走线槽，走线槽内布置电源线和信号线缆。3.根据权利要求1所述的一体化智能油封，其特征在于：所述监测电路模块包括电源模块，信号调理电路，多通道ADC模块，ARM模块，网络接口模块；所述电源模块用于将输入电压转换成各个模块及各传感器所需电压并完成供电工作；所述电涡流传感器、温度传感器、振动加速度传感器采集到的相应信号经信号调理模块调理后分别进入多通道ADC模块转换成数字信号后，由ARM模块进行数字信号处理、打包并经网络接口模块统一送出融合后的数字信号给上位机。4.根据权利要求1所述的一体化智能油封，其特征在于：所述油封外壳通过紧固件固定于油封本体上。5.根据权利要求1-4任一所述的一体化智能油封，其特征在于：所述一体化智能油封通过紧固件安装在轴承座上。

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