耐高温电涡流传感器、其测量方法及制造方法与流程

本发明涉及航空发动机涡轮转子叶顶间隙测量，尤其涉及一种耐高温电涡流传感器、其测量方法及制造方法。

背景技术：

1、涡流式位移检测传感器在交通运输、能源冶金、航空航天等工业领域有着广泛的应用，主要用于轨道、管路、装备运行健康状态的监测。在针对航空发动机涡轮叶顶间隙测量的应用中，电涡流传感器因其良好的分辨率和响应速度，具有在涡轮高速环境中进行高精度位移测量的潜力。

2、目前，电涡流传感器的材质通常为铜，导致电涡流传感器的最高耐温只有200℃左右，无法满足涡轮部件1000℃以上温度环境的使用要求。现有技术中的电涡流传感器包括探头、延长电缆和前置器。其中，探头与延长电缆同轴连接。解决电涡流传感器在高温环境下使用的技术方案为在探头与延长电缆的接头处设置橡胶封头，橡胶封头上包覆有耐高温绝缘体，以能够达到保护探头达到目的。

3、但是，考虑到涡轮部件紧凑的结构，对电涡流传感器的安装空间具有严格的限制，因此，亟需一种耐高温电涡流传感器来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐高温电涡流传感器、其测量方法及制造方法，耐高温电涡流传感器能够在高温环境下使用，还能够在安装空间较小的应用场景中使用。

2、如上构思，本发明所采用的技术方案是：

3、耐高温电涡流传感器，包括：

4、感应线圈，所述感应线圈呈单层空心结构，所述感应线圈由铂金丝绕制而成，所述铂金丝的线径为0.1mm-0.3mm，所述铂金丝的耐温大于或等于1600℃，所述感应线圈用于测量待测物体与所述感应线圈之间的距离；

5、引线，所述引线设有两条，且所述引线的材质为铂金，一一条引线的一端通过焊接与感应线圈的内部接头连接，另一条引线的一端通过焊接与感应线圈的外部接头连接；

6、封装体，所述封装体将所述感应线圈封装在其内部，所述封装体的材质为陶瓷胶，所述陶瓷胶的耐温大于或等于1700℃。

7、可选地，所述耐高温电涡流传感器的感应分辨率与所述铂金丝的线径成正比；

8、所述耐高温电涡流传感器的感应分辨率与所述感应线圈的空心内径成反比；

9、所述耐高温电涡流传感器的感应分辨率与所述感应线圈的匝数成反比，所述耐高温电涡流传感器的感应范围与所述感应线圈的匝数成正比。

10、可选地，所述铂金丝外喷涂有绝缘漆。

11、可选地，所述感应线圈的空心内径为1mm-2mm；所述感应线圈的匝数为8-12。

12、可选地，所述封装体呈圆柱状，且所述封装体的直径较所述感应线圈的外径大1.5mm-2.5mm。

13、可选地，所述感应线圈还用于测量所述待测物体所在环境的温度。

14、可选地，所述感应线圈测量所述待测物体所在环境的温度的误差小于2℃。

15、耐高温电涡流传感器的测量方法，应用于如上所述的耐高温电涡流传感器，所述耐高温电涡流传感器的测量方法包括位移检测步骤，所述位移检测步骤包括：

16、将耐高温电涡流传感器具有感应线圈的一端放置在待测物体附近，且所述耐高温电涡流传感器与所述待测物体之间具有间隙；

17、通过引线向感应线圈输入交流信号，以使所述感应线圈周围产生感应磁场，所述待测物体在所述感应磁场的作用下诱导出感应涡流，所述感应涡流的方向与所述感应磁场的方向相反；

18、测量所述感应线圈的电压；

19、根据所述感应线圈的电压变化量确定所述待测物体与所述感应线圈之间的距离。

20、可选地，所述耐高温电涡流传感器的测量方法还包括温度检测步骤，所述温度检测步骤包括：

21、确定所述感应线圈的实时电阻；

22、根据所述铂金丝的等效电阻与温度之间的关系，确定所述感应线圈所处环境的温度，以得到所述待测物体所处环境的实时温度。

23、耐高温电涡流传感器的制造方法，用于制造如上所述的耐高温电涡流传感器，包括如下步骤：

24、准备线径为0.1mm-0.3mm的铂金丝；

25、在所述铂金丝上喷涂绝缘漆；

26、将喷涂有绝缘漆的所述铂金丝绕制成呈单层空心结构的感应线圈；

27、将所述感应线圈内端和外端多余的所述铂金丝弯折形成引线；

28、将所述感应线圈和部分引线固定于模具中；

29、向模具中灌入呈流体状的陶瓷胶，所述陶瓷胶固化后形成封装体。

30、本发明的有益效果：

31、本发明提供的耐高温电涡流传感器、其测量方法及制造方法，感应线圈由铂金丝绕制而成，铂金丝的耐温大于或等于1600℃，使得感应线圈能够在高温的环境下使用，起到固定感应线圈并防止其受到燃气污染的影响。感应线圈的线径d1为0.1mm-0.3mm，使得感应线圈具有较高的感应分辨度，封装在感应线圈外的封装体的材质为陶瓷胶，且陶瓷胶的耐温大于或等于1700℃，使得封装体也能够在温度较高的环境下使用，通过对感应线圈及封装体材质的改进，无需在封装体外包覆耐高温绝缘体，使得耐高温电涡流传感器的体积可以较小，可以应用在对安装空间要求较高的场景中，具有较广的应用范围。

技术特征：

1.耐高温电涡流传感器，其特征在于，包括感应线圈、引线、封装体；

2.如权利要求1所述的耐高温电涡流传感器，其特征在于，所述耐高温电涡流传感器的感应分辨率与所述铂金丝的线径成正比；

3.如权利要求1所述的耐高温电涡流传感器，其特征在于，所述铂金丝外喷涂有绝缘漆。

4.如权利要求1所述的耐高温电涡流传感器，其特征在于，所述感应线圈的空心内径为1mm-2mm，所述感应线圈的匝数为8-12。

5.如权利要求1所述的耐高温电涡流传感器，其特征在于，所述封装体呈圆柱状，且所述封装体的直径较所述感应线圈的外径大1.5mm-2.5mm。

6.如权利要求1-5任一项所述的耐高温电涡流传感器，其特征在于，所述感应线圈还用于测量所述待测物体所在环境的温度。

7.如权利要求6所述的耐高温电涡流传感器，其特征在于，所述感应线圈测量所述待测物体所在环境的温度的误差小于2℃。

8.耐高温电涡流传感器的测量方法，应用于权利要求1-7任一项所述的耐高温电涡流传感器，其特征在于，所述耐高温电涡流传感器的测量方法包括位移检测步骤，所述位移检测步骤包括：

9.如权利要求8所述的耐高温电涡流传感器的测量方法，其特征在于，所述耐高温电涡流传感器的测量方法还包括温度检测步骤，所述温度检测步骤包括：

10.耐高温电涡流传感器的制造方法，用于制造如权利要求1-8任一项所述的耐高温电涡流传感器，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明属于航空发动机涡轮转子叶顶间隙测量技术领域，公开了一种耐高温电涡流传感器、其测量方法及制造方法，耐高温电涡流传感器包括感应线圈、引线及封装体，感应线圈呈单层空心结构，且由铂金丝绕制而成，铂金丝的耐温大于或等于1600℃，感应线圈用于测量待测物体与感应线圈之间的距离；引线的材质为铂金，一条引线的一端通过焊接与感应线圈的内部接头连接，另一条引线的一端通过焊接与感应线圈的外部接头连接；圆柱形封装体将感应线圈封装在其内部，封装体的材质为陶瓷胶。本发明提供的耐高温电涡流传感器能够在高温环境下使用，还能够在安装空间较小的应用场景中使用，耐高温电涡流传感器的测量方法便于操作，耐高温电涡流传感器的制造方法较简单。

技术研发人员：李克刚
受保护的技术使用者：西安瑞谱捷特动力技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/31