一种无源LC温度-转速复合传感器及发动机轴承在线监测方法与流程

技术特征：
1.一种无源lc温度-转速复合传感器，其特征在于：无源lc温度-转速复合传感器设置在发动机轴承的内圈表面，用于发动机轴承温度信号和转速信号的实时采集；所述无源lc温度-转速复合传感器包括沿发动机轴承的内圈至外圈依次设置的nicraly薄膜缓冲层、al2o3薄膜绝缘层、ta2o5薄膜绝缘层、金属pt薄膜功能层、ta2o5薄膜保护层、al2o3薄膜保护层、zrb
2-sic薄膜保护层、al2o3薄膜保护层；所述金属pt薄膜功能层内设有lc谐振回路，所述lc谐振回路由等效为电感线圈与寄生电容串联形成。2.根据权利要求1所述的无源lc温度-转速复合传感器，其特征在于：所述nicraly薄膜缓冲层的材料与发动机轴承的内圈材料相同，且所述nicraly薄膜缓冲层经溅射工艺固定在发动机轴承的内圈表面。3.根据权利要求1所述的无源lc温度-转速复合传感器，其特征在于：所述无源lc温度-转速复合传感器与位于发动机轴承的外圈的读取天线经电磁耦合方式进行无线通讯连接；所述读取天线与信号调理电路连接，所述信号调理电路内设有线性扫频激励源，所述线性扫频激励源经电感间的互感耦合为无源lc温度-转速复合传感器提供能量。4.根据权利要求1所述的无源lc温度-转速复合传感器，其特征在于：所述无源lc温度-转速复合传感器制备方法为：在发动机轴承的内圈表面采用溅射工艺加工nicraly薄膜缓冲层；在nicraly薄膜缓冲层上采用溅射工艺加工al2o3薄膜绝缘层；在al2o3薄膜绝缘层上采用溅射工艺加工ta2o5薄膜绝缘层；在ta2o5薄膜绝缘层上采用溅射工艺加工金属pt薄膜功能层；在金属pt薄膜功能层上采用溅射工艺加工ta2o5薄膜保护层；在ta2o5薄膜保护层上采用溅射工艺加工al2o3薄膜保护层在al2o3薄膜保护层上采用溅射工艺加工zrb
2-sic薄膜保护层；在zrb
2-sic薄膜保护层上采用溅射工艺加工al2o3薄膜保护层，形成无源lc温度-转速复合传感器。5.根据权利要求4所述的无源lc温度-转速复合传感器，其特征在于：nicraly薄膜缓冲层中，靶材为含有60wt％nicr的nicraly合金，溅射工艺参数为工作气压0.6pa、溅射功率200w、溅射温度450℃，溅射时长为60min。6.根据权利要求5所述的无源lc温度-转速复合传感器，其特征在于：al2o3薄膜绝缘层的靶材为金属al，溅射工艺参数为真空度2
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pa、溅射功率100w、工作气压0.6pa，溅射气体ar：o2为30:1，溅射时间为30min；ta2o5薄膜绝缘层的靶材为金属ta，溅射工艺参数为真空度6
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pa、工作气压0.6pa、溅射功率20w、溅射气体ar：o2为2:1，溅射时间为60min。7.根据权利要求6所述的无源lc温度-转速复合传感器，其特征在于：所述无源lc温度-转速复合传感器中，金属pt薄膜功能层的溅射靶材为耐高温金属pt，溅射工艺参数为真空度为3
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pa、工作气压为0.5pa、溅射气体ar。8.一种发动机轴承在线监测方法，其特征在于：采用权利要求1～7中任一项所述的无源lc温度-转速复合传感器实时采集发动机轴承温度信号和转速信号，经电磁耦合无线传输方式至读取天线获得初始采集信号；读取天线输出初始采集信号至信号调理电路进行处理，获得发动机轴承的温度特性曲线和转速特征曲线。
9.根据权利要求8所述的发动机轴承在线监测方法，其特征在于：信号调理电路是基于imf分量筛选重构方法对初始采集信号处理，获得温度初级特性曲线和转速初级特性曲线。10.根据权利要求9所述的发动机轴承在线监测方法，其特征在于：信号调理电路是基于emd特征提取方法，分别对温度初级特性曲线、转速初级特性曲线进行特征提取，输出发动机轴承的温度特性曲线、转速特征曲线。

技术总结
本发明提供了一种无源LC温度-转速复合传感器及发动机轴承在线监测方法，无源LC温度-转速复合传感器设置在发动机轴承的内圈表面，包括沿发动机轴承的内圈至外圈依次设置的NiCrAlY薄膜缓冲层、Al2O3薄膜绝缘层、Ta2O5薄膜绝缘层、金属Pt薄膜功能层、Ta2O5薄膜保护层、Al2O3薄膜保护层、ZrB


技术研发人员：高利霞 赵强 李贵林 罗斌 唐瑞
受保护的技术使用者：中国航发四川燃气涡轮研究院
技术研发日：2021.10.20
技术公布日：2022/3/7