Mida la temperatura en una válvula de motor en movimiento: ¿transfiere el voltaje y la lectura es inalámbrica?

Una buena manera podría ser usar un pirómetro. Es un dispositivo óptico que recibe el calor / la luz emitida por el objeto cuya temperatura debe medirse y luego utiliza parte de ese "espectro" para calcular la temperatura.

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

Lo he usado para temperaturas tan bajas como 600 grados centígrados en las palas de las turbinas de los motores aeronáuticos, pero, en teoría, se puede usar mucho más bajo. Puede canalizar la radiación en una fibra óptica adecuada y es un método sin contacto.

Se basa en filtrar una pequeña fracción del ancho de banda de la radiación emitida y hay filtros ópticos que pueden hacer esto por usted. He utilizado un filtro óptico y la respuesta espectral natural del fotodiodo para seleccionar la parte de la emisión de 1.7 \ $ \ mu \ $ m. Si puede encontrar un dispositivo y un filtro que sea bueno para el filtrado de paso de banda de aproximadamente 3 \ $ \ mu \ $ m, entonces debería estar en el negocio.

La única área de la que no estoy seguro es de la región sub 600 ° C, pero si está buscando medir temperaturas en o por encima de este punto, ciertamente se puede hacer.

Creo que esto podría hacerse con una cinta o un termopar de cable delgado conectado a la parte superior de la válvula.

Yo sugeriría mirar cómo hacer un agujero ciego (por ejemplo, a través de la inmersión con EDM) en la válvula y colocar un sensor aislado con poliimida (verificar las temperaturas esperadas) en el interior de la válvula. Un termopar tipo K o N (estos son tipos de aleación de níquel, en contraposición a, digamos, J o T) podría tener las características requeridas, pero tendría que verificar la vida útil de la fatiga con el tiempo de ejecución esperado de la prueba.

Un termopar de este tipo puede caber en un orificio de diámetro muy pequeño y dará una lectura precisa y confiable de la temperatura en la unión, siempre y cuando las conexiones duren (y una rotura se detecta fácilmente en milisegundos).

No creo que la electrónica conectada a un vástago de válvula vaya a ser muy práctica, al menos no a primera vista, sin embargo, hay algunos chips del sensor RFID que podrían ser prometedores si el ambiente no fuera excesivamente severo- si funciona a más de 120 ° C probablemente no sea práctico.

Esto es complicado, por lo que lo primero que debe hacer es conseguir a alguien que sepa lo que está haciendo con la electrónica. Las altas temperaturas y la vibración dificultan esto, independientemente de cómo obtenga los datos de un sensor al mundo exterior.

Me gustaría minimizar lo que tiene que ir a la válvula en movimiento. Eso probablemente significa solo un termistor de alta temperatura con cables flexibles que funcionarán lo suficiente como para brindarle algunas lecturas útiles. Luego, coloque el resto de los componentes electrónicos en un lugar más fresco, sin movimiento y sin aceite sucio.

Una especie de transmisor inalámbrico y luego un receptor inalámbrico, incluso si solo un transformador parece ser mucho más problemático de lo que vale la pena a primera vista. Una vez más, me gustaría minimizar la electrónica en este entorno hostil. Manténgalo solo a un termistor y cables.

La razón por la que digo termistor (sensor de temperatura de resistencia variable) y no termopar es porque con un termopar está atrapado con ciertos materiales para los cables. Desea elegir el mejor material para soportar una gran cantidad de flexión, que será de cobre de múltiples hebras. No se puede hacer que ambos cables a un termopar sean del mismo material. Los termistores tipo "RTD de platino" de alta temperatura deberían funcionar aquí.

Estoy esperando que haya aceite salpicando, de lo contrario sugeriría una detección de temperatura IR.

Sí, esto es absolutamente posible.

A continuación voy a resumir las soluciones propuestas con sus problemas asociados y propondré una idea mía.

Solución 1: el pirómetro ha sido propuesto por Andy aka y mencionado por Olin Lathrop. El problema asociado es la suciedad pegajosa que bloquea el tracto óptico.

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

Solución 3: Olin Lathrop ha mencionado el transformador / bobina. Esto puede usarse con un termistor, o puede ver si su válvula tiene una pendiente útil de sus características magnéticas en la región que pretende medir. Preferiría este enfoque, especialmente si funciona con la válvula como núcleo y no con otras cosas. Tal vez Olin le explique los problemas asociados.

Solución 4: algo así como un chip sensor RFID. El problema asociado es la necesidad de un chip sensor personalizado de alta temperatura hecho de nitruro de galio o algún otro material semiconductor resistente a la temperatura. Un importante fabricante de motores puede ordenar un chip de este tipo, pero seguramente necesitará consultoría profesional. Además, mencionaré aquí que hay muchas opciones alternativas para alimentar el chip RFID en la válvula, incluida la posible generación piezoeléctrica o termoeléctrica, por lo que no es necesario transferir la energía de forma inalámbrica, solo la señal.

Tenga en cuenta que las dos primeras soluciones intentan resolver el problema original, no la construcción de un circuito LC.

Su pregunta es sobre la implementación de una solución particular al problema de determinar la temperatura de una válvula de motor en movimiento. Y has recibido varias soluciones. Sin embargo, una solución más sencilla sería instalar uno (o más) termopar (es) en la guía de la válvula (no se identifica).
Aunque la temperatura de la válvula no se mide directamente, se puede determinar una correlación entre la temperatura de la válvula y su guía, y las lecturas "ajustadas" para reflejar la temperatura de la válvula.
Ya sea que se enruten los cables de la termocoule o sus valores de voltaje transmitidos de forma inalámbrica fuera de la cubierta de la válvula, se puede implementar cualquiera de los dos métodos.