高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统和方法

摘要

本发明提供了一种高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统和方法，涉及高耐磨自润滑仿生密封部件的技术领域，包括：受压部件、检测组件、执行组件和控制组件；将检测组件与控制组件相连；将执行组件与控制组件相连；令执行组件与包含仿生密封体的试验品相连；令控制组件控制执行组件驱动仿生密封体与受压部件在工作液中进行摩擦；令检测组件检测摩擦接触中产生的多类信号，并发送给控制组件，以使控制组件获得多类信号；通过模拟装备在真实服役工况下的高耐磨自润滑仿生密封部件的摩擦过程，解决了极端环境工况下装备的密封系统的摩擦损坏难以预测的技术问题，以便于提高仿生密封体在摩擦过程中的服役效率与可靠性的技术效果。

权利要求

1.一种高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统，其特征在于，包括：受压部件、检测组件、执行组件、控制组件；所述检测组件与所述控制组件相连；所述执行组件与所述控制组件相连；

所述执行组件用于与包含仿生密封体的试验品相连；

所述控制组件用于在进行模拟试验评价时，控制所述执行组件驱动所述试验品中的仿生密封体与所述受压部件在工作液中相互挤压摩擦；其中，所述工作液为模拟实际作业时的作业环境溶液；

所述检测组件用于检测所述仿生密封体与所述受压部件挤压摩擦接触产生的多类信号，发送给所述控制组件，以能够通过所述控制组件获得所述多类信号。

2.根据权利要求1所述的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统，其特征在于，所述受压部件为轴组件，所述轴组件用于在进行模拟试验时，通过摆动和/或旋转与所述试验品中的仿生密封体进行摩擦。

3.根据权利要求2所述的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统，其特征在于，所述控制组件还用于控制所述轴组件摆动和/或旋转。

4.根据权利要求1所述的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统，其特征在于，所述系统还包括：第一容器，所述第一容器包括多个子区，所述多个子区用于盛放不同类型的工作液。

5.根据权利要求4所述的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统，其特征在于，每个子区包括密封盖；在模拟试验时，打开所述密封盖，使子区内的工作液加入到模拟试验中。

6.根据权利要求5所述的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统，其特征在于，所述系统还包括：用于盛放模拟实际作业用的污垢介质的第二容器。

7.根据权利要求1所述的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统，其特征在于，所述系统还包括：多个固定夹，所述多个固定夹用于固定所述试验品，以免在进行模拟试验的过程中，试验品掉落。

8.一种应用于如权利要求1-7任一项所述的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价方法，其特征在于，包括：获取待模拟试验的类型；

根据所述待模拟试验的类型，确定工作液类型；

控制所述工作液类型对应的第一容器打开密封盖，以使工作液加入到模拟试验中；

驱动试验品中的仿生密封体与受压部件在工作液中相互挤压摩擦，得到所述仿生密封体与所述受压部件摩擦接触产生的多类信号。

9.根据权利要求8所述的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价方法，其特征在于，所述驱动试验品中的仿生密封体与受压部件在工作液中相互挤压摩擦，得到所述仿生密封体与所述受压部件摩擦接触产生的多类信号，包括：驱动试验品中的仿生密封体运动，以使所述仿生密封体与受压部件在工作液中相互挤压摩擦，得到第一种多类信号；

驱动试验品中的仿生密封体运动且控制受压部件摆动，以使所述仿生密封体与受压部件在工作液中相互挤压摩擦，得到第二种多类信号；

驱动试验品中的仿生密封体运动且控制受压部件旋转，以使所述仿生密封体与受压部件在工作液中相互挤压摩擦，得到第三种多类信号。

10.根据权利要求8所述的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价方法，其特征在于，在所述获取待模拟试验的类型的步骤之后，所述方法还包括：根据所述待模拟试验的类型，控制第二容器倾倒污垢介质到模拟试验中。

说明书

高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及高耐磨自润滑仿生密封部件的技术领域，尤其是涉及一种高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统和方法。

背景技术

[0002] 重大技术装备被喻为工业的“心脏”，关键核心橡塑密封部件就是重大装备心脏的“瓣膜”，在国民经济建设和尖端科学技术发展中占据着非常重要的战略地位。橡塑密封行业发挥着极其重要且不可替代的“四两拨千斤”的作用，取得了巨大的经济社会效益，赢得了“小行业里的大行业”的赞誉。同时，柔软的橡塑复合材料密封被称为“心脏”的瓣膜，如果“瓣膜”漏了、坏了，出现“失血过多、动脉受损”等恶性事故，即使心脏还有脉动，血液必然无法正常循环，将导致整机设备休克瘫痪。

[0003] 目前，密封摩擦磨损时的寿命评估一般由介质泄漏率、泄漏污染程度或设备振动磨损信息来简单评估，大型厂区或设施的机械设备维护班组，往往通过定期摸排故障、振动监测、注油注脂、量杯统计密封泄漏率等方式，再参照维修规程、振动图谱、润滑工艺图、密封更换周期等信息，进行设备的维修或更换，在维修或者更换过程中需要多人联手拆卸设备或法兰盖等，最终由多人使用大型吊装、搬运工具等完成新的密封件装调、试运行等。

[0004] 但是在深海、深部、深地和深空等国家战略的极端环境工况的特大型高参数设备，包括临海与浅海水域的大直径全断面海底隧道的盾构施工过程中、深海半潜式钻采平台中、特高压电网断路器与伺服作动装备中、核电承压管道中、南海岛礁发电设施与装备中、深部矿场自动化采掘作业过程中，由于在极端环境工况中，或因工作人员无法进入，或因吊装设备过于庞大而空间受限，或因施工停机费用太昂贵等原因，装备密封件的拆卸几乎不可能。而许多情况下，密封摩擦磨损的故障征兆表现均为瞬态信息，对于早期故障(例如密封失稳、摩擦衰变或材料磨蚀)，由于装备服役现场环境的复杂性、工况的多变性，瞬态信息更加微弱，使密封元件的早期故障诊断、失效模式提取十分困难。所以，需要人们更加深入的了解在极端环境工况下的特大型设备的密封摩擦磨损的状态的变化。

[0005] 在相关技术中，介绍了活塞运动的模仿试验，从而得知在活塞运动过程中的参数信息。基于这些参数信息对密封件进行改进，然而，特大型设备的密封件并非仅仅是活塞运动，还可以是不同于活塞运动的摩擦形式，例如高压锅中的密封件的工作方式就并非活塞运动，所以，如果均以活塞运动得到的参数信息进行密封体的改进，则对于密封的参数的改进方式并不全面，可能降低了密封寿命。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明的目的在于提供高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统和方法，可以提高仿生密封体在摩擦过程中的服役效率与可靠性。

[0007] 第一方面，本发明实施例提供了一种高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统，包括：受压部件、检测组件、执行组件、控制组件；所述检测组件与所述控制组件相连；所述执行组件与所述控制组件相连；

[0008] 所述执行组件用于与包含仿生密封体的试验品相连；

[0009] 所述控制组件用于在进行模拟试验时，控制所述执行组件驱动所述试验品中的仿生密封体与所述受压部件在工作液中相互挤压摩擦；其中，所述工作液为模拟实际作业时的作业环境溶液；

[0010] 所述检测组件用于检测所述仿生密封体与所述受压部件挤压摩擦接触产生的多类信号，发送给所述控制组件，以能够通过所述控制组件获得所述多类信号。

[0011] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述受压部件为轴组件，所述轴组件用于在进行模拟试验时，通过摆动和/或旋转与所述试验品中的仿生密封体进行摩擦。

[0012] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述控制组件还用于控制所述轴组件摆动和/或旋转。

[0013] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述系统还包括：第一容器，所述第一容器包括多个子区，所述多个子区用于盛放不同类型的工作液。

[0014] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，每个子区包括密封盖；在模拟试验时，打开所述密封盖，使子区内的工作液加入到模拟试验中。

[0015] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述系统还包括：用于盛放模拟实际作业用的污垢介质的第二容器。

[0016] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述系统还包括：多个固定夹，所述多个固定夹用于固定所述试验品，以免在进行模拟试验的过程中，试验品掉落。

[0017] 第二方面，本发明实施例还提供一种高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验方法，包括：

[0018] 获取待模拟试验的类型；

[0019] 根据所述待模拟试验的类型，确定工作液类型；

[0020] 控制所述工作液类型对应的第一容器打开密封盖，以使工作液加入到模拟试验中；

[0021] 驱动试验品中的仿生密封体与受压部件在工作液中相互挤压摩擦，得到所述仿生密封体与所述受压部件挤压摩擦接触产生的多类信号。

[0022] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述驱动试验品中的仿生密封体与受压部件在工作液中相互挤压摩擦，得到所述仿生密封体与所述受压部件摩擦接触产生的多类信号，包括：

[0023] 驱动试验品中的仿生密封体运动，以使所述仿生密封体与受压部件在工作液中相互挤压摩擦，得到第一种多类信号；

[0024] 驱动试验品中的仿生密封体运动且控制受压部件摆动，以使所述仿生密封体与受压部件在工作液中相互挤压摩擦，得到第二种多类信号；

[0025] 驱动试验品中的仿生密封体运动且控制受压部件旋转，以使所述仿生密封体与受压部件在工作液中相互挤压摩擦，得到第三种多类信号。

[0026] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，在所述获取待模拟试验的类型的步骤之后，所述方法还包括：

[0027] 根据所述待模拟试验的类型，控制第二容器倾倒污垢介质到模拟试验中。

[0028] 本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统，包括：受压部件、检测组件、执行组件、控制组件；将所述检测组件与所述控制组件相连；将所述执行组件与所述控制组件相连；令所述执行组件与包含仿生密封体的试验品相连；令所述控制组件在进行模拟试验时，控制所述执行组件驱动所述试验品中的仿生密封体与所述受压部件在工作液中相互挤压摩擦；其中，所述工作液为模拟实际作业时的作业环境溶液；令所述检测组件检测所述仿生密封体与所述受压部件摩擦接触产生的多类信号，发送给所述控制组件，以能够通过所述控制组件获得所述多类信号。

[0029] 本发明实施例通过设置控制组件控制执行组件工作，使执行组件驱动试验品中的仿生密封体与受压部件的工作液相互挤压摩擦，设置检测组件实时检测摩擦过程中产生的多类信号，并将检测到的多类信号发送给控制组件，控制组件接收多类信号检，本发明实施例通过模拟装备在真实服役工况下的高耐磨自润滑仿生密封部件的相互挤压摩擦过程，可以实时获取高耐磨自润滑仿生密封部件在挤压摩擦过程中产生多类信号，以便于工作人员可以根据获取到的多类信号进一步优化设计高耐磨自润滑仿生密封部件的密封结构、材料、表面粗糙度，并且深度的优化和提取合适的操控参数和作业工艺，可以提高高耐磨自润滑仿生密封部件在摩擦过程中的服役效率与可靠性。

[0030] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

[0031] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0032] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0033] 图1为本发明实施例提供的一种高耐磨自润滑仿生密封部件模拟试验评价系统的组成示意图；

[0034] 图2为本发明实施例提供的一种高耐磨自润滑仿生密封部件模拟试验评价系统主剖面示意图；

[0035] 图3为本发明实施例提供的一种高耐磨自润滑仿生密封部件模拟试验评价方法的流程图；

[0036] 图4为本发明实施例提供的得到高耐磨自润滑仿生密封部件与受压部件摩擦接触产生的多类信号的步骤的流程图。

具体实施方式

[0037] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 目前，在深海、深部、深地和深空等国家战略的极端环境工况的特大型高参数设备，包括临海与浅海水域的大直径全断面隧道盾构施工过程中、深海半潜式钻采平台中、特高压电网断路器与伺服作动装备中、核电承压管道中、南海岛礁发电设施与装备作业中、深部矿场自动化采掘作业过程中，由于在极端环境工况中，或因工作人员无法进入，或因吊装设备过于庞大而空间受限，或因施工停机费用太昂贵等原因，装备密封件的拆卸几乎不可能。而许多情况下，密封件的故障征兆表现均为瞬态信息，对于早期故障(例如密封失稳、摩擦衰变或材料磨蚀)，由于装备服役现场环境的复杂性、工况的多变性，瞬态信息更加微弱，使密封元件的早期故障诊断、失效模式提取十分困难。所以，需要人们更加深入的了解在极端环境工况下的特大型设备的密封体的状态的变化。

[0039] 在相关技术中，介绍了活塞运动的模仿试验，从而得知在活塞运动过程中的参数信息。基于这些参数信息对密封体进行改进，然而，特大型设备的密封体并非仅仅是活塞运动，还可以是不同于活塞运动的摩擦形式，例如高压锅中的密封件的工作方式就并非活塞运动，所以，如果均以活塞运动得到的参数信息进行密封体的改进，则对于密封的参数的改进方式并不全面，可能降低了密封寿命，基于此，本发明实施例提供的一种高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统和方法，可以实时获取高耐磨自润滑仿生密封部件在摩擦过程中产生多类信号，以便于提高高耐磨自润滑仿生密封部件在摩擦过程中的服役效率与可靠性。

[0040] 为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统进行详细介绍，如图1所示，高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统可以包括：受压部件1、检测组件2、执行组件3、控制组件4；检测组件2可以与控制组件4相连；执行组件3可以与控制组件4相连；执行组件3可以用于与包含仿生密封体的试验品5相连；控制组件4可以用于在进行模拟试验评价时，控制执行组件3驱动试验品5中的仿生密封体与受压部件1在工作液中进行摩擦；其中，工作液为模拟实际作业时的作业环境溶液；检测组件2可以用于检测仿生密封体与受压部件1摩擦接触产生的多类信号，发送给控制组件4，以能够通过控制组件4获得多类信号。

[0041] 其中，包含高耐磨自润滑仿生密封部件的试验品，例如具有橡胶密封体的高压锅盖部分，就可以作为本申请的试验品。仿生密封体可以具有不同的外形和尺寸，例如，可选择的密封部件整体尺寸范围从0.5mm至13000mm，压差范围从0.01MPa至140MPa。仿生密封体的材质可以为耐老化、耐热、耐磨、耐油和耐高温腐蚀的橡塑密封复合材料，如改性聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、全氟醚橡胶、氟硅橡胶、填充聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯以及聚醚醚酮等。

[0042] 在本发明实施例中，检测组件2可以为压力传感微型组件、和/或声信号微传感组件、和/或温度传感微型组件、和/或工作液黏度传感微型组件、和/或工作液磨损颗粒传感微型组件、和/或工作液介电系数传感微型组件和/或薄膜式热电微型传感组件等。

[0043] 在本发明实施例中，工作液可以指仿生密封件实际作业时所在作业环境的溶液，示例性的，工作液可以包括包括基液、化学添加剂、微小气泡、固体磨蚀颗粒和液化空气等，不同的作业环境可能包含其中一种或多种工作液，可以根据实际情况进行添加。例如，在模拟陆地或海洋深层以及超深层井筒钻井工况下，工作液可以为基液、化学添加剂、微小气泡、固体磨蚀颗粒、液气空化、高岭土膨润土、支撑沙粒等等组成的溶液；在模拟水基压裂工况下，工作液可以为水基压裂液的水、化学添加剂、微小气泡、固体磨蚀颗粒、液气空化、瓜耳胶、压裂陶粒等组成的溶液；在模拟页岩油以及页岩气的油田凝析工况下，工作液可以为页岩油以及页岩气的油田凝析采出液、水、微小气泡、固体磨蚀颗粒、液气空化、金属碎屑、井壁沙粒等组成的溶液；在模拟高含硫天然气井以及深海海底工况下，工作液可以为包括了高含硫天然气井以及深海海底天然气水合物的气体、水、轻质油、固体磨蚀颗粒、液气空化、金属碎屑、井壁沙粒等组成的溶液。

[0044] 在实际工作中，执行组件3可以在控制组件4的控制下动作，使仿生密封体与受压部件1在工作液中相互挤压摩擦，构成密封体摩擦过程真实的柔软润滑式接触副，在摩擦过程中，检测组件2检测到的挤压摩擦的多类信号，然后将多类型号发送给控制组件4，那么用户就可以通过控制组件4获取由于摩擦产生的多类信号。其中，用户可以通过控制组件4获取多类信号的方式可以为：第一种方式，控制组件4具有外接数据接口，用户可以通过内存卡等独立的存储设备通过外接数据接口获取控制组件4中的多类信号，另一种方式，控制组件4具有显示器，用户可以通过观看控制组件4中的显示器显示的多类信号，来获取多类信号。其中，多类信号可以指工作液温度变化、工作液介电系统、工作液黏度曲线、工作液的固体磨蚀颗粒尺寸和工作液的含水率等，也可以包括挤压摩擦的力信号、应变应力信号、温度信号和振动信号等，可以根据不同的试验需求选择其中的一个或多个信号进行重点试验和观察，这里不做具体限制。

[0045] 综上可知，本发明实施例通过设置控制组件控制执行组件工作，使执行组件驱动试验品中的仿生密封体与受压部件的工作液相互挤压摩擦，设置检测组件实时检测摩擦过程中产生的多类信号，并将检测到的多类信号发送给控制组件，控制组件接收多类信号检，通过上述的介绍，本发明实施例根据真实环境工况下的不同滑动速度、不同运动方式、不同工作剂，检测组件采集的多类信号(包括工作剂的温度变化、工作剂的介电系数、工作剂的黏度曲线、工作剂的固体磨蚀颗粒尺寸、工作的含水率，也包括挤压摩擦的力信号、电信号、应变应力信号、温度信号、振动信号等)，得到的多类信号可以作为设计合适的橡塑密封结构、材料、表面粗糙度的数据基础，从而进一步的，深度的优化密封设计和维修性设计，以便于提高仿生密封体在摩擦过程中的服役效率与可靠度。

[0046] 在本发明实施例中，受压部件1为轴组件，轴组件可以用于在进行模拟试验时，通过摆动和/或旋转与试验品5中的仿生密封体相互挤压摩擦。

[0047] 一般来说，两个物体相互挤压摩擦，那么两个物体本身的运动方向和速度会产生不同的摩擦力，所以，也会产生不同的多类信号。由于本发明为一个模拟实验，模拟实际工况，所以，本发明进一步的限定了实际工况中其中一个物体为轴组件，限定轴组件可以进行摆动和/或旋转的运动方式，从而能够尽可能的模拟实际工况，得到可靠的多种类型的多类信号。

[0048] 在一些实施例中，控制组件4还可以用于控制轴组件摆动和/或旋转。

[0049] 在本发明实施例中，轴组件可以包括镀层微织构，示例性的，可以将镀层微织构以特定工艺加工敷设于光轴表面，由于轴组件在试验中要经受多次的摩擦和挤压，为了使轴组件可以在摩擦挤压试验中不易被磨损，增加其使用寿命，可以选择具有高强度、高韧性、自润滑的镀层微织构，使镀层的硬度大于光轴的硬度；在本发明实施例中，轴组件的运动方式可以按照动态运行轴线和理论轴线进行运动，可以设置动态运行轴线和理论轴线具备相互平行或相互交叉或紊乱悬垂等形式作运动，这里不做具体限制。

[0050] 在本发明实施例中，轴组件的摆动和/或旋转不仅可以是由控制组件直接控制，还可以是另外设置液压控制系统来实现轴组件的动作，由于液压控制系统是公知常识，本发明为了减少赘述，并不在这做具体说明。

[0051] 为了将不同的工作液分开放置，避免不同工作液在试验过程中的掺杂和混淆，在本发明实施例中，仿生密封体的模拟试验评价系统还可以包括：第一容器，第一容器包括多个子区，多个子区用于盛放不同类型的工作液。

[0052] 每个子区可以包括密封盖；在模拟试验时，打开密封盖，使子区内的工作液加入到模拟试验中。

[0053] 示例性的，在本发明实施例中，也可以在不同的子区设置用于盛放的工作液的容器，可以根据工作液的特性为不同的工作液选择不同材质的容器材质进行保存，例如，对于一些具有腐蚀性的工作液需要选用耐腐蚀的材质的容器进行保存。需要说明的是，在本发明实施例中，可以通过人工的方式，用户直接向模拟试验中添加工作液，但是为了使系统更加智能且工作的自动化，也可以设置专门的液压控制系统，用来控制工作液的自动选择，选择后，控制打开密封盖，使子区内的工作液加入到模拟试验中。

[0054] 在本发明实施例中，仿生密封体的模拟试验评价系统还可以包括：用于盛放模拟实际作业用的污垢介质的第二容器。由于装备在真实的工做环境中，难免会接触到工作环境中可能存在的一些污垢介质，或者装备在工作过程中产生的一些污垢介质，为了使包含仿生密封体的试验品5的模拟试验更接近真实工作环境，在本发明实施例中，可以设置用于盛放模拟装备实际作业环境中的污垢介质的第二容器，通过本发明实施例，可以使模拟试验获得的多类信号更为准确可靠，可以更好的作为参考数据，以备工作人员在进行装备的密封体设计时进行参考。其中，第二容器盛放的污垢介质可以为模仿大直径隧道盾构施工过程中、深海半潜式钻采平台中、特高压电网断路器与伺服作动装备中、核电承压管道中、南海岛礁发电设施与装备作业、深部矿场自动化采掘作业、深部煤炭综采机器人作业等过程中的泥沙、泥水、粗砂、海水、淤泥、矿砂、铁粉、煤粉等颗粒污垢介质等。

[0055] 为了更好的将试验品5固定，防止在摩擦试验过程中被甩出、滑动或倾斜，在本发明实施例中，高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统还可以包括：多个固定夹，多个固定夹用于固定试验品5，以免在进行模拟试验的过程中，试验品5掉落。其中，一个或多个固定夹用于固定一个试验品，本系统能够同时测量多个试验品。

[0056] 在本发明实施例中，控制组件4和检测组件2可以通过通讯线进行连接，为了避免通讯线在工作液中可能会遭受到侵蚀和损坏，可以设置用于密封走线的电缆树脂密封腔，同样的，可以为控制组件4设置防护壳，保护控制组件4不受外界环境的影响和破坏，提高控制组件4工作的安全性和可靠性。

[0057] 结合图2所示，介绍了在实际应用过程中，基于仿生密封体9的模拟试验评价系统，此时的试验品中除了包括仿生密封体9之外，还可以包括承压容器与缸体11，工作液6可以包括基液61、化学添加剂62、微小气泡63、固体磨蚀颗粒64和液化空气65等；轴组件7可以包括镀层微织构71镀层微织构71，不可避免的接触和浸泡在工作液6的基液61和化学添加剂62之中，所以镀层微织构71可以选用高强度、高韧性并耐腐蚀的镀层材料。承压容器与缸体
11可以包括厚壁容器面111、工作液空腔112、异型密封沟槽113和外部防尘沟槽114；工作液空腔112、异型密封沟槽113、外部防尘沟槽114可以具备相互平行的高精度、高等级参考平面，以便于确保设计加工时的效率和质量。厚壁容器面111可以是高强度钢材料，或特种合金钢材料或缠绕金属，或缠绕式碳纤维，或增材制造熔融成型，或拼接焊接连接成型。

[0058] 仿生密封体9可以包括工作面、非工作面、根部，非工作面抵接于承压容器与缸体11的异型密封沟槽113的底部圆环面。仿生密封体9的根部也抵接于所述承压容器与缸体11的异型密封沟槽113的侧面平面上；

[0059] 检测组件2可以包括压力传感微型组件、声信号微传感组件、温度传感微型组件、工作液黏度传感微型组件、工作液磨损颗粒传感微型组件、工作液介电系数传感微型组件和薄膜式热电微型传感组件等。检测组件2可以被敷设在仿生密封体9的内部或工作面或非工作面或根部，或者预先粘贴在仿生密封体9的外部或临近的腔体内，检测组件的敷设位置这里不做具体限制，敷设的原则是使检测组件可以很好的检测到多类信号即可。

[0060] 检测组件的数量与排布组合方式，不仅仅限定于一件或两件或三件，例如可以采用不确定参数条件下的拓扑优化方式，进行了检测组件的三维结构形态、设计制造与排布组合方式的优化设计与制造。正是采用本实施例所述的拓扑优化方式，更能简化仿生密封件与系统的操作程序，提高作业效率，也能大大节约成本。

[0061] 在本发明实施例中，执行组件3可以为记忆合金组件、压电微型组件、声电微执行组件、机械摩擦式膨胀微执行组件、薄膜式网状微执行组件、化学吸能式膨胀微执行组件等。执行组件3被埋置在仿生密封体9的内部或工作面或非工作面或根部，或者预先粘贴在仿生密封体9根部表面或临近腔体内。执行组件3无论是采用有缆式或无缆式，必须具备抗振动、抗腐蚀等长寿命且高参数的特性；进一步的，执行组件3可以设计制造为空心环状、螺旋弹簧状、Z型记忆合金状、W型记忆合金状、N型螺旋弹簧状等。

[0062] 控制组件4可以对执行组件3在不同的温度或不同应力场工况下进行智能化调控，从执行组件3的材料构象、结构尺寸、表界面形式等方面主动进行增强或减弱等进行改变，调控过程的目的是能够避免或降低仿生密封体9的内摩擦、应力集中和材料衰变等。

[0063] 在本发明实施例中，控制组件4还可以包括执行组件通讯线41、检测组件通讯线42、电缆树脂密封腔43、通讯线转插接头44、防护壳45、控制芯片组46、电源组47和无线数据密钥48等。控制组件4的电源组47可以向控制芯片组46提供电流电压；检测组件的多信号源可以经过检测组件通讯线42、电缆树脂密封腔43和通讯线转插接头44，将检测到的信号输送到控制芯片组46；控制组件4的控制芯片组46发送信号，经过通讯线转插接头44、电缆树脂密封腔43、执行组件通讯线41之后，被传送到执行组件3，控制执行组件3执行预先设计的动作和功能。通过设置无线数据密钥48使系统具备了数据检测传输发送过程中的冗余度和安全性设计，实现了实时备份和终端传输功能，实现了控制组件4的所有信号检测痕迹、芯片组数据、通讯历史等数据的全部自动备份。

[0064] 在本发明实施例中，仿生密封体9的模拟试验评价系统的工作原理和工作过程可以包括：试验开始时，按照上述的仿生密封体9的模拟试验评价系统进行试验环境的搭建，首先使受压组件静止不动，令轴组件7与仿生密封胚体相互挤压摩擦之后进行抵接，然后向受压组件、轴组件7和仿生密封体9中进行工作液6的添加，示例性的，可以设置控制组件4直接控制用于盛放工作溶液的第一容器，使第一容器中与本次实验对用的工作液6可以准确的加入到模拟试验环境中，构成仿生密封体9在摩擦过程中真实的润滑式接触环境；在前期准备工作都已完成后，控制组件4可以控制轴组件7按试验要求的运动轴线进行运动，使仿生密封体9和受压部件1进行多次的挤压和摩擦试验，由于添加的工作的压力、温度、化学添加剂62、物理振动等特性在试验过程中，必将产生多类信号(包括工作液6温度变化、工作液6介电系统、工作液6黏度曲线、工作液6的固体磨蚀颗粒64尺寸、工作液6的含水率，也包括挤压摩擦的力信号、电信号、应变应力信号、温度信号、振动信号等)。然后，检测组件2的多信号源经过检测组件通讯线42、电缆树脂密封腔43、通讯线转插接头44，可以实时检测仿生密封体9试验过程中产生的多类信号，并将信号输送到控制组件4，控制组件4可以实现信号的预处理和融合，同样的，控制组件4可以在对信号进行预处理和融合后，将得到的信号结果经过通讯线转插接头44、电缆树脂密封腔43、执行组件3通讯线之后被传送到执行组件3，控制执行组件3实现预先设计的动作和功能。

[0065] 在本发明的又一实施例中，还提供了一种高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价方法，如图3所示，可以包括一下步骤：

[0066] 步骤S1，获取待模拟试验的类型。

[0067] 具体来说，待模拟试验的类型主要是指模拟实际作业的类型，例如模仿大直径隧道盾构施工、深海半潜式钻采平台中、特高压电网断路器与伺服作动装备中、核电承压管道中、南海岛礁发电设施与装备维护作业、深部矿场自动化采掘作业、深部煤炭综采机器人作业、陆地或海洋深层以及超深层井筒钻井、页岩油以及页岩气的油田作业、高含硫天然气井以及深海海底作业等等。

[0068] 步骤S2，根据待模拟试验的类型，确定工作液类型。

[0069] 具体来说，每一种待模拟试验的类型对应一种类型的工作液，具体如何对应前述高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验系统中已经进行了介绍，为了减少赘述，在此就不重复说明。

[0070] 步骤S3，控制工作液类型对应的第一容器打开密封盖，以使工作液加入到模拟试验中。

[0071] 步骤S4，驱动试验品5中的仿生密封体与受压部件1在工作液中相互挤压摩擦，得到仿生密封体与受压部件1挤压摩擦接触产生的多类信号。

[0072] 本发明实施例所提供的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价方法，其实现原理及产生的技术效果和前述高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统的实施例相同，为简要描述，高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价方法实施例部分未提及之处，可参考前述高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统实施例中相应内容。

[0073] 为了模拟更多的摩擦方式以获得仿生密封体与受压部件1摩擦接触产生的多种类型的多类信号，在本发明实施例中，如图4所示，步骤S4驱动试验品5中的仿生密封体与受压部件1在工作液中相互挤压摩擦，得到仿生密封体与受压部件1摩擦接触产生的多类信号还可以包括以下步骤：

[0074] 步骤S41，驱动试验品5中的仿生密封体运动，以使仿生密封体与受压部件1在工作液中相互挤压摩擦，得到第一种多类信号；

[0075] 步骤S42，驱动试验品5中的仿生密封体运动且控制受压部件1摆动，以使仿生密封体与受压部件1在工作液中相互挤压摩擦，得到第二种多类信号；

[0076] 步骤S43，驱动试验品5中的仿生密封体运动且控制受压部件1旋转，以使仿生密封体与受压部件1在工作液中相互挤压摩擦，得到第三种多类信号。

[0077] 为了真实的模拟试验品5的摩擦情况，可以将真实工作条件下可能会包含的污垢介质添加到摩擦试验中，以使得得到的多类信号的试验结果更精确，在本发明实施例中，在步骤S1获取待模拟试验的类型的步骤之后，高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验方法还可以包括：

[0078] 根据待模拟试验的类型，控制第二容器倾倒污垢介质到模拟试验中。

[0079] 另外，由此本申请模拟实际作业时的作业环境，所以，得到的数据也是真实可靠的，可以作为含有密封体设备的维修和损坏程度判断的理论基础。基于此，本发明还公开了一种包含高耐磨自润滑仿生密封部件设备的监测方法，该方法包括：

[0080] 检测包含仿生密封体设备中仿生密封体挤压摩擦产生的实际多类信号；

[0081] 获取实际多类信号对应的参考多类信号；参考多类信号为根据前述实施例的模拟系统中得到的参考多类信号；

[0082] 将实际多类信号与参考多类信号一一进行对比，得到监测结果。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价方法的具体工作过程，可以参考前述高耐磨自润滑仿生密封部件的模拟试验评价系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0083] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

[0084] 附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

[0085] 另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0086] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0087] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

[0088] 作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0089] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

[0090] 功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0091] 最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。