¿Medir la temperatura en una válvula de motor móvil: transferencia de tensión y la lectura inalámbrica?

Question

Soy un ingeniero de automoción con muy, muy poco o casi cero eléctrica/electrónica experiencia. Estoy trabajando en el registro en tiempo real de los valores de temperatura en un motor de la válvula de escape y el montaje de un termopar y el tendido del cable a través del tren de válvulas y la cubierta de la válvula. En lugar de eso, alguien le preguntó si el termopar valores de voltaje se pueden transferir de forma inalámbrica (un transmisor montado sobre la válvula de punta, es decir, superior a la mayoría de la rosa cosita y un receptor en el asiento de resorte)

Me gustaría saber si esto es posible y cómo de difícil será que este proyecto sea para un ingeniero de automoción?

Answer 1

Una buena forma podría ser la utilización de un pirómetro. Es un dispositivo óptico que recibe el calor de la luz emitida por el objeto cuya temperatura debe ser medido y, a continuación, utiliza la parte de que "los espectros" para calcular la temperatura.

Se basa en la comprensión del "cuerpo negro" de la radiación del objeto y su emisividad: -

Lo he utilizado para temperaturas tan bajo como 600 degC en motores de turbina de palas sino que, en teoría, puede ser utilizado mucho menor. Se puede canalizar la radiación en una adecuado de fibra óptica, y es un no-contacto con método.

Que no dependen de filtrado de una pequeña fracción del ancho de banda de la radiación emitida y hay filtros ópticos que puede hacer esto para usted. Yo he utilizado un filtro óptico y la foto-diodo natural de la respuesta espectral para seleccionar el 1.7 \$\mu\$m parte de la emisión. Si usted puede encontrar un dispositivo y el filtro que es bueno para la banda de filtro de paso de aproximadamente 3 \$\mu\$m, entonces usted debe estar en el negocio.

La única área que no estoy seguro es de que el sub 600 degC región, pero si usted está buscando para medir temperaturas en o por encima de este punto se puede dejar de hacerse.

Answer 2

Esto es complicado, así que la primera cosa que usted necesita hacer es conseguir a alguien que sabe lo que están haciendo con la electrónica. Las altas temperaturas y las vibraciones de tomar esta difícil, independientemente de cómo, finalmente, obtener los datos de un sensor para el mundo exterior.

Me gustaría minimizar lo que ha de ir a la válvula móvil. Que probablemente significa sólo una alta temperatura del termistor con cables flexibles que va a trabajar el tiempo suficiente para darle un par de útiles lecturas. A continuación, poner todo el resto de la electrónica, donde la temperatura es más baja, no se mueve, y que no están cubiertos en aceite sucio.

Algún tipo de transmisor inalámbrico y, a continuación, un receptor inalámbrico, incluso si sólo un transformador parece mucho más problemas de lo que vale la pena a primera vista. De nuevo, me gustaría minimizar la electrónica en este ambiente hostil. Mantener a un termistor y cables.

La razón por la que estoy diciendo termistor (variando la resistencia del sensor de temperatura) y no termopar es porque con un termopar que usted está atascado con ciertos materiales para los cables. Usted desea elegir el mejor material para soportar un montón de flexión, que será multi-filamento de cobre. Usted no puede tener dos cables a un termopar ser el mismo material. De alta temperatura RTD de platino" tipo de termistores debe trabajar aquí.

Estoy esperando a que hay aceite que salpica alrededor, de lo contrario te sugiero IR de sensor de temperatura.

Answer 3

Creo que esto se podría hacer con una cinta o alambre de termopar conectado a la parte superior de la válvula.

Yo sugeriría intentando hacer un agujero ciego (es decir a través de ELECTROEROSIÓN por inmersión) en la válvula y poner una capa de poliamida aisladas (marque la espera de la temperatura del sensor de profundidad dentro de la misma válvula. Un tipo K o N termopar (los que son de la aleación de níquel tipos de, frente a, digamos, J o T) podría tener las características necesarias, pero habría que revisar la fatiga de la vida en contra de la espera el tiempo de ejecución de la prueba.

Un termopar puede caber en un orificio de diámetro muy pequeño y le dará una precisa y confiable de la lectura de la temperatura en la unión tan largo como el de las conexiones de la última (y de un salto se detecta fácilmente en cuestión de milisegundos).

No creo que la electrónica unido a un vástago de la válvula va a ser muy práctico, al menos no en un primer vistazo, sin embargo, hay algunos RFID chips sensores que podría ser prometedor si el medio ambiente no era excesivamente dura - si se ejecuta mucho más de 120°C probablemente no es práctico.

Answer 4

Sí, esto es absolutamente posible.

A continuación voy a resumir la propuesta de soluciones a sus problemas asociados y proponer una idea de mi propia.

Solución 1: pirómetro ha sido propuesto por Andy conocido y mencionado por Olin Lathrop. El problema que se plantea es pegajosa la suciedad de bloqueo tracto óptico.

Solución 2: cables de cobre, han sido propuestos por Olin Lathrop. El problema asociado es mucho el desgaste de los cables.

Solución 3:/transformador de la bobina ha sido mencionado por Olin Lathrop. Esto puede ser usado con un termistor, o usted puede ver si la válvula tiene una útil pendiente de sus características magnéticas en la región que se pretende medir. Yo prefiero este enfoque, especialmente si se trabaja con la válvula como el núcleo y no en otras cosas. Tal vez Olin se explican los problemas asociados.

Solución 4: algo así como un sensor RFID chip. El problema que se plantea es la necesidad de personalizado de alta sensor de temperatura del chip hecho de nitruro de galio o de algún otro resistentes a la temperatura de un material semiconductor. Un importante fabricante del motor, puede muy bien el fin de un chip, pero que sin duda necesita asesoramiento profesional. También, voy a mencionar aquí, que hay un montón de opciones alternativas para alimentar el chip RFID en el walve, incluyendo posiblemente piesoelectric o termoeléctrica de generación, por lo que el poder no necesita ser transferido de forma inalámbrica, sólo la señal.

Tenga en cuenta que primeros dos soluciones intento de resolver el problema original, no de la construcción de un circuito LC.

Answer 5

Otras respuestas han propuesto (gran) alternativas, lo cual me parece muy bien, sin embargo la pregunta del título aún no se ha respondido:

Es posible construir un circuito LC para voltaje de transferencia inalámbrica?

Sí, lo es. Eso es precisamente lo que una bobina de Tesla does1. Nikola Tesla dedicado gran parte de su vida en la idea de la distribución gratuita de la electricidad sin cables. Un Google de investigación para el "voltaje de transferencia inalámbrica" y "wireless power" muestra que los prometedores avances se han hecho en esta área. De hecho hay una "carga Inductiva zapata" (ver Wikipedia) disponibles en el mercado ahora mismo. He comprobado el funcionamiento interno de algunos de aquellos que en el pasado, y también son, de hecho, basado en un circuito LC.2

Ahí lo tienen. Sin embargo, sería un off-topic para esta pregunta a explicar cómo implementar uno que realmente funciona correctamente, sin tocar el resto de su coche, ni estoy calificado para.

1 No de una manera efectiva, por desgracia. Más como un "efecto secundario".
2 parece ser que la mayoría de ellos hoy en día trabajo como "núcleo de aire transformadores" en la que un circuito LC no es responsable de inducir un voltaje en el extremo receptor. "Resonante acoplamiento capacitivo" todavía tiene su nicho, aunque.