一種油液磨粒檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷領(lǐng)域，具體涉及一種油液磨粒檢測(cè)裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今機(jī)械設(shè)備往往具有高精度、高轉(zhuǎn)速等特點(diǎn)，但這會(huì)帶來(lái)加速磨損的危害。機(jī)械 設(shè)備都必須使用潤(rùn)滑油，對(duì)齒輪、軸承等高速旋轉(zhuǎn)零件進(jìn)行潤(rùn)滑，才能使之正常運(yùn)行，潤(rùn)滑 油的良好狀態(tài)可降低機(jī)械磨損，有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。因此對(duì)油液的檢測(cè)是非常重要 的，由其中磨粒的檢測(cè)分析，不僅可以獲得油液的狀態(tài)，也可獲得設(shè)備潤(rùn)滑與磨損狀況的信 息，及時(shí)更換油液或更換相關(guān)零件，以防止故障發(fā)生。
[0003] 目前對(duì)機(jī)械設(shè)備中使用潤(rùn)滑油油液進(jìn)行磨粒檢測(cè)的方法分為離線式和在線式。所 謂的離線式就是在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行結(jié)束后對(duì)油液采樣。這種檢測(cè)方式雖然檢測(cè)精度極高，但 是不能滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求。在線油液磨粒檢測(cè)傳感器主要安裝在油路管道上，能連續(xù)對(duì) 油路中的油液進(jìn)行分析與處理，及時(shí)獲得分析結(jié)果，時(shí)效性高，而且對(duì)循環(huán)油液系統(tǒng)的干 擾較小，不會(huì)影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。
[0004] 在線油液磨粒檢測(cè)傳感器目前主要是三螺線管差動(dòng)式傳感器，包括中心線為同一 直線的感應(yīng)線圈和2個(gè)激勵(lì)線圈，感應(yīng)線圈處于中間，兩個(gè)繞制方向相反的激勵(lì)線圈緊靠 在感應(yīng)線圈兩端。該傳感器置于油路管道內(nèi)，當(dāng)油液中的鐵磁性或非鐵磁性磨粒進(jìn)入一端 的激勵(lì)線圈，使線圈內(nèi)的磁場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度的改變使感應(yīng)線圈產(chǎn)生正或反相的類正 弦波信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)能判別磨粒的磁性，及磨粒的大小、形狀等參數(shù)，非常便于工程分析。
[0005] 但現(xiàn)有的此種傳感器感應(yīng)線圈所輸出信號(hào)中的待調(diào)制信號(hào)電壓幅值很低，并含有 噪聲成分，現(xiàn)有的在線磨粒檢測(cè)裝置分析得到待調(diào)制信號(hào)中相關(guān)磨粒信息的準(zhǔn)確度不能滿 足實(shí)時(shí)掌握設(shè)備潤(rùn)滑與磨損狀態(tài)的要求。
[0006] 為了使傳感器成為批量產(chǎn)品且便于安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)等各種機(jī)械設(shè)備上，油液磨粒檢 測(cè)傳感器的骨架都有確定的尺寸。在確定傳感器骨架尺寸的條件下，對(duì)如何選擇傳感器關(guān) 鍵參數(shù)：線圈匝數(shù)η沒(méi)有一定的設(shè)計(jì)方法，也就無(wú)法取得線圈的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度變化，從而提 高感應(yīng)線圈輸出的待調(diào)制信號(hào)電壓值。
[0007] 另外現(xiàn)有的油液中金屬磨粒的檢測(cè)裝置對(duì)感應(yīng)線圈輸出信號(hào)的處理電路也難以 去除其中的噪聲成份，因此需要改進(jìn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種油液磨粒檢測(cè)裝置，其油液磨粒檢測(cè)傳感器在確 定骨架尺寸的條件下，選擇使磁場(chǎng)強(qiáng)度最大的線圈匝數(shù)，保證感應(yīng)線圈輸出的待調(diào)制信號(hào) 電壓值最大。且其調(diào)制解析電路中配有低高頻濾波電路以更好清除噪聲。
[0009] 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種油液磨粒檢測(cè)裝置，包括油液磨粒檢測(cè)傳感器和調(diào)制解析 電路，油液磨粒檢測(cè)傳感器的感應(yīng)線圈輸出信號(hào)接入調(diào)制解析電路；所述油液磨粒檢測(cè)傳 感器為三螺線管差動(dòng)式傳感器，包括中心線為同一直線的感應(yīng)線圈和2個(gè)激勵(lì)線圈，2個(gè)激 勵(lì)線圈繞制方向相反，分別位于感應(yīng)線圈左右兩側(cè)，2個(gè)激勵(lì)線圈并聯(lián)高頻激勵(lì)信號(hào)源。 [0010] 2個(gè)激勵(lì)線圈繞制方向相反，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，在沒(méi)有金屬磨粒進(jìn)入時(shí)，感 應(yīng)線圈內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為零。在金屬磨粒進(jìn)入時(shí)，2個(gè)激勵(lì)線圈的磁場(chǎng)平衡被打破，感應(yīng)線圈 內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化，感應(yīng)線圈產(chǎn)生待調(diào)制信號(hào)。進(jìn)入的金屬磨粒不同，感應(yīng)線圈內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng) 度變化不同，感應(yīng)線圈產(chǎn)生待調(diào)制信號(hào)也就不同。
[0011] 所述油液磨粒檢測(cè)傳感器置于油路管道內(nèi)，待測(cè)油液從傳感器的感應(yīng)線圈和2個(gè) 激勵(lì)線圈中間流過(guò)。所述調(diào)制解析電路包括前置放大電路和示波器。
[0012] 感應(yīng)線圈和2個(gè)激勵(lì)線圈的空心直徑相同；繞制感應(yīng)線圈和2個(gè)激勵(lì)線圈的漆包 線相同。感應(yīng)線圈和2個(gè)激勵(lì)線圈的匝數(shù)相同，
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種油液磨粒檢測(cè)裝置，包括油液磨粒檢測(cè)傳感器和調(diào)制解析電路（5)，油液磨粒 檢測(cè)傳感器的感應(yīng)線圈（4)輸出信號(hào)接入調(diào)制解析電路（5);所述油液磨粒檢測(cè)傳感器為 三螺線管差動(dòng)式傳感器，包括中心線為同一直線的感應(yīng)線圈（4)和2個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)，2 個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)繞制方向相反，分別位于感應(yīng)線圈（4)左右兩側(cè)，2個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)并 聯(lián)高頻激勵(lì)信號(hào)源（1); 所述油液磨粒檢測(cè)傳感器置于油路管道內(nèi)，待測(cè)油液從傳感器的感應(yīng)線圈（4)和2個(gè) 激勵(lì)線圈（2、3)中間流過(guò)； 所述調(diào)制解析電路（5)包括前置放大電路和示波器；其特征在于： 感應(yīng)線圈（4)和2個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)的匝數(shù)相同，根據(jù)
取B最大值對(duì)應(yīng)的η為感應(yīng)線圈（4)和2個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)的匝數(shù)； 公式中Utl為真空磁導(dǎo)率，u ^ 4π XlO _7H/m，ω ^為高頻激勵(lì)信號(hào)源⑴的正弦波的頻 率，V為高頻激勵(lì)信號(hào)源（1)的正弦波峰峰值，A為2個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)橫截面積，1為2個(gè) 激勵(lì)線圈（2、3)的繞制寬度，r為2個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)的實(shí)際電阻值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油液磨粒檢測(cè)裝置，其特征在于： 所述油液磨粒檢測(cè)傳感器的感應(yīng)線圈（4)的輸出端連接調(diào)制解析電路（5)，調(diào)制解析 電路（5)包括順序連接的前置放大電路、低通濾波器、高通濾波器和示波器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油液磨粒檢測(cè)裝置，其特征在于： 所述2個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)所連接的的高頻激勵(lì)信號(hào)源（1)的正弦波峰峰值V= 10~ 15V，正弦波的頻率Qci= 10~20K，感應(yīng)線圈（4)和2個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)的空心直徑均為 D = 8~12mm;感應(yīng)線圈（4)的寬度1。= 5~10mm，2個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)的繞制寬度1 = 5~6mm，繞制感應(yīng)線圈（4)和2個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)的漆包線直徑均為D1= 0· 1~0· 3mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油液磨粒檢測(cè)裝置，其特征在于： 位于感應(yīng)線圈（4)左右兩側(cè)的2個(gè)激勵(lì)線圈（2、3)與感應(yīng)線圈（4)緊靠，即位于感應(yīng) 線圈（4)左側(cè)的激勵(lì)線圈（2)的右端緊靠感應(yīng)線圈（4)的左端，位于感應(yīng)線圈（4)右側(cè)的 激勵(lì)線圈（3)的左端緊靠感應(yīng)線圈（4)的右端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的油液磨粒檢測(cè)裝置，其特征在于： 所述低通濾波器為二階巴特沃斯低通濾波器，所述高通濾波器為二階巴特沃斯高通濾 波器。
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種油液磨粒檢測(cè)裝置，本裝置傳感器骨架確定后按公式計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度B與線圈匝數(shù)n的關(guān)系曲線，取B最大值對(duì)應(yīng)的n為感應(yīng)線圈和2個(gè)激勵(lì)線圈的匝數(shù)。感應(yīng)線圈的輸出端連接包括順序連接的前置放大電路、低通濾波器、高通濾波器和示波器的調(diào)制解析電路。本裝置針對(duì)信號(hào)輸出成分，提供了包括前置放大電路、低通和高通濾波器的調(diào)制解析電路。裝置的傳感器線圈匝數(shù)能使信號(hào)輸出幅值達(dá)到最大，適用于規(guī)模生產(chǎn)的傳感器骨架尺寸下，選擇線圈匝數(shù)，便于安裝在各類油液潤(rùn)滑的發(fā)動(dòng)機(jī)上。本裝置準(zhǔn)確獲取磨粒相關(guān)的信息，可檢測(cè)到直徑僅500μm的金屬磨粒。
【IPC分類】G01N15-00, G01N15-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204461949
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520161416
【發(fā)明人】王衍學(xué), 丁永彬, 張應(yīng)紅, 何水龍, 蔣占四, 張鎖峰, 董智鵬
【申請(qǐng)人】桂林電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日