利用红外线传感器的导板温度检测方式

孙长明

摘 要：十字头导板部装是将曲轴的转动动力转化为直线往复运动的重要部件，对十字头与导板温度的监控对于设备运转状态监测以及设备保护具有重要的作用，在本文中，针对过去导板测温方式存在的不足，提出了一种新的导板温度检测方式，通过红外传感器对导板温度进行实时检测。

关键词：红外线；导板；温度检测

1. 前言

在往复运动机械系统中，工作部件的往复直线运动通常是通过曲轴将原动机的旋转运动转化为工作部件的往复直线运动，进而通过工作部件对外做功，尤其是在水平设计的往复运动的机械中，最为常见的设计形式为十字头——导板结构设计，即通过水平放置的导板承载十字头压力，并支撑十字头在其上方做滑动运动，进而为十字头提供导向与支撑作用，在此种设计中，十字头与导板之间直接进行滑动接触，辅以润滑油进行冷却润滑，以达到对于接触面的机械保护目的。

在此类机械结构中，十字头与导板间为直接滑动接触，当十字头自重较大时，将导致接触面承受较大压力，另一方面，在曲轴旋转的径向方向做功过程中，其推力的纵向分量作用于十字头——导板接触面，与十字头重力叠加，增大了导板接触面的压力，根据动摩擦力与正压力成正比例原理，此时十字头与导板间具有很大的动摩擦力，进而导致在机械运转中造成接触面温度升高，当此温度升高速度大于润滑油自然冷却速度时，则会造成导板温度高于导板材料耐受温度，导致导板损坏，因此，目前需要一种能够全面检测导板温度的方法，使其能够检测导板各位置的温度情况。

以往的十字头——导板工作组合中，其润滑降温方式如下：通过润滑油泵将润滑油输送至十字头上方，同时，受重力作用，润滑油从十字头上方流下至十字头与导板接触面，起到润滑降温作用，多余的润滑油顺着回油孔等途径流回润滑油箱，实现润滑油的循环流动。

2. 传统导板温度检测方式

在以往的技術中，对导板温度的温度的检测主要采用以下两种方式：

第一种方式是通过接触式的温度检测部件，直接安装于导板上，对导板温度进行检测，此种检测方式仅能够检测导板单一位置温度，无法普遍的检测导板较大面积的温度情况，同时，为了安装该温度检测部件，需在导板上进行开孔等加工，破坏了导板的机械结构，降低了导板的机械强度。

第二种方式是通过对润滑油温度的检测，进而间接的体现导板温度，此种方式能够综合评价导板温度情况，但无法具体描述导板实际温度分布，同时，当采用单一润滑体系对多个滑动部件进行冷却润滑时，仅仅检测润滑油的温度则无法准确表达具体哪一部件温度处于何种情况。

3. 基于红外线传感器的温度检测方式

针对上述两种温度检测方式的弊端，通过对导板温度的检测方式进行设计，提出了一种新的导板温度检测与降温方式。现有一种能够准确检测导板温度，并能够检测导板各位置温度的方式，该方式由以下部分构成：

1. 十字头；

2. 导板；

3. 红外温度传感器；

4. PLC；

5. 有源隔离器。

其机械安装结构如图：

如图为一十字头——导板工作组合，其中，右侧为十字头的推进方向，通常，将十字头沿着图中由左至右方向的运动称为十字头推进行程，将十字头沿着图中由右至左方向的运动称为十字头返程。

可以从图中看出，通过将红外温度传感器安装于十字头推进行程侧，将红外温度传感器方向朝向导板被检测位置。

当十字头在导板上做往复滑动运动时，十字头带动红外温度传感器一同进行往复运动，进而对导板上多个位置温度进行往复扫描，实现了采用单一温度检测装置对导板温度进行全面检测的目的。

当润滑油泵工作时，导板上方将积聚一定厚度的润滑油膜，该润滑油膜如厚度过大，将影响红外温度传感器的检测精度，进而造成对导板温度的误判，在实际使用中可以发现，当十字头处于推进行程时，十字头后端导板油膜较薄，当十字头处于返程时，十字头前端导板油膜较薄。

针对上述现象，由于红外温度传感器位于十字头推进形成侧，因此，红外温度传感器扫描过程应发生于在十字头返程期间，当十字头位于导板最前方时，开始对导板温度进行检测，同时，随着十字头返程过程，带动红外温度传感器对十字头所经过的导板进行温度检测，进而检测导板温度分布情况。

4. 结论

本文描述了一种利用红外线对十字头导板进行温度检测的装置，并针对十字头运动的特点，对温度检测时间进行分析，在实际应用中，可以通过控制PLC或计算机进行编程实现该检测方式。

（作者单位：中国有色（沈阳）泵业有限公司，辽宁 沈阳 110144）