Domanda:
Misurare la temperatura su una valvola del motore in movimento: tensione di trasferimento e lettura wireless?
Vish_evo
2016-04-19 16:16:57 UTC
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Sono un ingegnere automobilistico con esperienza elettrica / elettronica molto scarsa o quasi nulla. Sto lavorando alla registrazione dei valori di temperatura in tempo reale su una valvola di scarico del motore e al montaggio di una termocoppia e al passaggio del cavo attraverso la valvola e il coperchio della valvola. Invece, qualcuno ha chiesto se i valori di tensione della termocoppia possono essere trasferiti in modalità wireless (un'unità mittente montata sulla punta della valvola, cioè la parte superiore della cosa rosa e un ricevitore sulla sede della molla)

A valve's picture

Vorrei sapere se questo è possibile e quanto sarà difficile questo progetto per un ingegnere automobilistico?

Problema molto interessante.:) Domande: 1. Di cosa sono fatte le valvole e qual è il loro coefficiente di espansione termica?2. Le valvole sono state lavorate in modo che il loro coefficiente di espansione della temperatura non sia isotropo?3. In caso affermativo, qual è il rapporto e la direzione dell'anisotropicità ?.
Il termistore può essere posizionato sulla parete nella porta di scarico per evitare il movimento?Dovresti far uscire i fili sottili (?) Dalla guarnizione del collettore (potrebbero perdere?) Questa potrebbe essere una lettura migliore del calore che la valvola sta vivendo.Probabilmente c'è una perdita di temperatura lungo lo stelo della valvola.
La mia più grande preoccupazione sarebbe che non ci sia esattamente un equilibrio termico.I gas di scarico caldi vengono spesso sostituiti da aria fredda, nella quale viene iniettato carburante che poi evapora raffreddando ulteriormente l'abitacolo.
Cinque risposte:
Andy aka
2016-04-19 16:47:00 UTC
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Un buon modo potrebbe essere quello di utilizzare un pirometro. È un dispositivo ottico che riceve il calore / luce emesso dall'oggetto di cui si vuole misurare la temperatura e quindi utilizza parte di quello "spettri" per calcolare la temperatura.

Si basa sulla comprensione della radiazione del "corpo nero" proveniente dall'oggetto e della sua emissività: -

enter image description here

I L'ho usato per temperature fino a 600 ° C sulle pale delle turbine dei motori aeronautici ma, in teoria, può essere usato molto più basso. Puoi convogliare la radiazione in una fibra ottica adatta ed è un metodo senza contatto.

Si basa sul filtraggio di una piccola frazione della larghezza di banda della radiazione emessa e ci sono filtri ottici che possono farlo per te. Ho utilizzato un filtro ottico e la risposta spettrale naturale del fotodiodo per selezionare la parte 1.7 \ $ \ mu \ $ m dell'emissione. Se riesci a trovare un dispositivo e un filtro adatti al filtraggio passa-banda di circa 3 \ $ \ mu \ $ m, dovresti essere in affari.

L'unica area di cui non sono sicuro è il sottotitolo 600 gradi centigradi ma se stai cercando di misurare temperature uguali o superiori a questo punto, puoi certamente farlo.

Una rapida ricerca su Google suggerisce [650 C] (http://www.iitg.ernet.in/scifac/qip/public_html/cd_cell/chapters/uk_saha_internal_combustion_engine/qip-ice-24-engine%20heat%20transfer.pdf) _peak_.
E un po 'più di ricerca è stata rilevata [questo] (http://www.omega.com/pptst/OS4000_Series.html#related) - Da 200 a 1600 gradi, dimensione spot di 0,6 mm a distanza dell'obiettivo di 50 mm, sensore effettivo di circa un metrolontano.
Olin Lathrop
2016-04-19 16:31:00 UTC
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Questo è complicato, quindi la prima cosa che devi fare è trovare qualcuno che sappia cosa sta facendo con l'elettronica. Le alte temperature e le vibrazioni rendono questo difficile, indipendentemente da come alla fine si ottengono i dati da un sensore al mondo esterno.

Vorrei ridurre al minimo tutto ciò che deve andare sulla valvola in movimento. Ciò probabilmente significa solo un termistore ad alta temperatura con fili flessibili che funzionerà abbastanza a lungo da darti alcune letture utili. Quindi metti tutto il resto dell'elettronica dove è più fresco, non si muove e non è coperto di olio sporco.

Una sorta di trasmettitore wireless e poi un ricevitore wireless, anche se solo un trasformatore sembra molto di più guai di quanto valga la pena a prima vista. Ancora una volta, vorrei ridurre al minimo l'elettronica in questo ambiente difficile. Conserva solo un termistore e fili.

Il motivo per cui sto dicendo termistore (sensore di temperatura a resistenza variabile) e non termocoppia è perché con una termocoppia sei bloccato con determinati materiali per i fili. Vuoi scegliere il materiale migliore per resistere a molte flessioni, che sarà il rame a più fili. Non è possibile avere entrambi i fili di una termocoppia dello stesso materiale. Il tipo di termistori "RTD al platino" ad alta temperatura dovrebbe funzionare qui.

Mi aspetto che ci siano schizzi d'olio, altrimenti suggerirei il rilevamento della temperatura IR.

@EMFields Adempiere alla legge di Godwin così rapidamente?Lo prendo come un fallimento da parte tua nel trovare qualcosa di costruttivo da dire.
Spehro Pefhany
2016-04-19 17:31:03 UTC
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Penso che questo possa essere fatto con un nastro o una termocoppia a filo sottile attaccata alla parte superiore della valvola.

Suggerirei di fare un foro cieco (diciamo tramite immersione EDM) nella valvola e di inserire un sensore isolato in poliimmide (controllare le temperature previste) in profondità all'interno della valvola stessa. Una termocoppia di tipo K o N (quelli sono tipi di lega di nichel, al contrario, diciamo, J o T) potrebbe avere le caratteristiche richieste, ma dovresti controllare la vita a fatica rispetto al tempo di esecuzione previsto del test.

Una tale termocoppia può inserirsi in un foro di diametro molto piccolo e fornirà una lettura accurata e affidabile della temperatura alla giunzione finché durano i collegamenti (e un'interruzione è facilmente rilevabile entro millisecondi).

Non credo che l'elettronica collegata allo stelo di una valvola sarà molto pratica, almeno non a prima vista, tuttavia ci sono alcuni chip per sensori RFID che potrebbero essere promettenti se l'ambiente non era eccessivamente duro, se funziona molto oltre i 120 ° C probabilmente non è pratico.

enter image description here

Quindi sto andando avanti lentamente in questo progetto.L'elettroerosione è l'unico modo per lavorare il taglio per la valvola?Ci sono altri modi?
Eugene Ryabtsev
2016-04-20 11:26:08 UTC
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Sì, assolutamente possibile.

Di seguito riassumerò le soluzioni proposte con i problemi associati e proporrò una mia idea.

Soluzione 1: il pirometro è stato proposto da Andy aka e menzionato da Olin Lathrop. Il problema associato è lo sporco appiccicoso che blocca il tratto ottico.

Soluzione 2: i fili di rame sono stati proposti da Olin Lathrop. Il problema associato è l'usura dei fili.

Soluzione 3: il trasformatore / bobina è stato menzionato da Olin Lathrop. Questo può essere usato con un termistore, oppure puoi vedere se la tua valvola ha una pendenza utile delle sue caratteristiche magnetiche nella regione che intendi misurare. Preferirei questo approccio, soprattutto se funziona con la valvola come nucleo e nessun'altra roba. Forse Olin spiegherà i problemi associati.

Soluzione 4: qualcosa di simile a un chip sensore RFID. Il problema associato è la necessità di un chip sensore ad alta temperatura personalizzato in nitruro di gallio o altro materiale semiconduttore resistente alla temperatura. Un importante produttore di motori può benissimo ordinare un tale chip, ma avrai sicuramente bisogno di una consulenza professionale. Inoltre, menzionerò qui che ci sono molte opzioni alternative per alimentare il chip RFID nel walve, inclusa forse la generazione piesoelettrica o termoelettrica, quindi non è necessario trasferire l'alimentazione in modalità wireless, solo il segnale.

Nota che le prime due soluzioni tentano di risolvere il problema originale, non la costruzione di un circuito LC.

Guill
2016-04-22 02:35:21 UTC
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La tua domanda riguarda l'implementazione di una soluzione particolare al problema di determinare la temperatura di una valvola del motore in movimento. E hai ricevuto varie soluzioni. Tuttavia, una soluzione più semplice sarebbe installare una (o più) termocoppie sulla guida della valvola (non identificata).
Sebbene la temperatura della valvola non venga misurata direttamente, è possibile determinare una correlazione tra la temperatura della valvola e la sua guida e le letture "regolate" per riflettere la temperatura della valvola.
Se devono essere instradati i fili della termocoppia o la sua tensione valori trasmessi senza fili all'esterno del coperchio della valvola, entrambi i metodi possono essere implementati.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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