專利名稱：一種用于檢測油液中金屬碎屑的微電感傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型是微傳感器，具體為一種用于檢測油液中懸浮金屬碎屑，能夠檢測金屬碎屑的尺寸，并能夠區分鐵磁性金屬碎屑和非鐵磁性金屬碎屑，根據油液中金屬碎屑的尺寸判斷設備磨損狀態，根據碎屑的鐵磁性和非鐵磁性的屬性初步診斷其磨損部位，為使用潤滑油的機械裝備故障診斷提供一種在線監測方法。
背景技術：
目前油液中金屬磨損碎屑的檢測是油液監控的重要內容，是預報機械裝備磨損失效和故障診斷的一個主要方法。但是，目前在工程使用中，主要采用離線技術對油的性能、 狀態進行監測，現場采集的油樣送到實驗室或監測中心后進行金屬碎屑含量測定。這種離線分析方法具有成本高，操作復雜，測量樣本點有限的不足等缺點，不能夠及時診斷裝備的磨損狀態。
實用新型內容本實用新型的目的在于能夠在線檢測潤滑油中尺寸約為20-120um之間的金屬碎屑、給出檢測尺寸及其變化趨勢、區分其鐵磁性金屬和非鐵磁性金屬，在裝備進入失效磨損前期，能夠給出預報，以便采取維修或維護措施，減少事故的發生。為了實現上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。一種用于檢測油液中金屬碎屑的微電感傳感器，包括三通管接頭1、安裝在三通管接頭1上的活塞3、安裝在活塞3上的PCB板13和粘貼在PCB板13上的微線圈12，所述活塞3通過活塞螺紋5和活塞安裝接頭螺紋6安裝在三通管接頭1上的活塞安裝接頭2上； 所述的微線圈12采用MEMS工藝制作在微線圈基板11上，微線圈基板11安裝在PCB板13 上，PCB板13安裝在活塞3上；所述微線圈12通過微線圈端子一 14及鍵合在微線圈端子一 14上的鍵合引線一 15與轉接焊盤一 16相導通，轉接焊盤一 16制作在PCB板13上，轉接焊盤一 16與焊接導線一 8的一端焊接在一起，焊接導線一 8的另一端與插線端子一 10相連接；所述微線圈12通過微線圈端子二 17及鍵合在微線圈端子二 17上的鍵合引線二 18與轉接焊盤二 19相導通，轉接焊盤二 19制作在PCB板13上，轉接焊盤二 19與焊接導線二 9的一端焊接在一起，焊接導線二 9的另一端與插線端子二 21相連接；所述的插線端子一 10和插線端子二 21安裝在活塞3的中心孔里，絕緣膠22將活塞3的中心孔填平；插線端子一 10及插線端子二 21分別與LCR數字測量儀相連，LCR數字測量儀與上位計算機相連。密封圈4安裝在活塞3和三通管接頭1的活塞安裝接頭之間。本實用新型在使用時，將三通管接頭1通過主管路接頭螺紋7安裝在被測潤滑循環管路中。插線端子一 10及插線端子二 21分別與LCR數字測量儀相連，LCR數字測量儀的測量數據傳給上位計算機。測量時，LCR數字測量儀對微線圈12接通交變電流，當非鐵磁性金屬碎屑隨潤滑油流過微線圈12附近時，微線圈12周圍的交變磁場會在金屬碎屑中產生渦流，該渦流阻止磁場的變化，因而導致微線圈12的電感值降低；而當鐵磁性金屬碎屑經過時，由于其磁導率遠大于1，使磁場得到極大增強，渦流效應引起的電感變化相對較小， 因此測得微線圈12的電感增大。微線圈12電感值變化的大小用以判斷金屬碎屑的尺寸和是否是鐵磁性材料。本實用新型的主要特點是1能夠實現油液中金屬碎屑的在線檢測，測量及時；2 采用微線圈測量，能夠測量尺寸較小的金屬碎屑，如直徑約為20um-120um，在裝備的磨損失效前期給出預報，以便采取維修和保養措施；3能夠判斷金屬碎屑的鐵磁性或非鐵磁性， 為判斷磨損部位是軸承還是齒輪等提供較多的診斷信息；4能夠實現對對油液的陣列式測量，增大測量油樣的數量。
圖1 本實用新型結構的右下方視圖；圖2 本實用新型結構的右上方視圖；圖3 本實用新型活塞部分的局部放大圖。圖中1、三通管接頭；2、活塞安裝接頭；3、活塞；4、密封圈；5、活塞螺紋；6、活塞安裝接頭螺紋；7、主管路接頭螺紋；8、焊接導線一 ；9、焊接導線二 ；10、插線端子一 ；11、微線圈基板；12、微線圈；13、PCB板；14、微線圈端子一 ；15、鍵合引線一 ；16、轉接焊盤一 ；17、 微線圈端子二 ；18、鍵合引線二 ；19、轉接焊盤二 ；20、絕緣層；21、插線端子二 ；22、絕緣膠
具體實施方式
以下結合附圖1 3對本實用新型作進一步說明本實施例均采用常規機加工、MEMS工藝和PCB印制工藝進行設計安裝。本實用新型由三通管接頭1、活塞3、微線圈12和PCB板組成。如圖1所示本實施例的三通管接頭1可由不導磁不銹鋼材料但不限于不銹鋼，其他不導磁材料如硬鋁合金、高強度尼龍等制作，在三通管接頭1上與主管路成直角的接頭加工成活塞安裝接頭2，并在活塞安裝接頭內孔經機械加工出活塞安裝接頭螺紋，在活塞安裝接頭2的外端加工出一個凹槽用于安裝密封圈4。三通管接頭1的主管路的兩端加工出主管路接頭螺紋7。如圖2所示本實施例的活塞3可由不導磁不銹鋼材料但不限于不銹鋼，其他不導磁材料如硬鋁合金、高強度尼龍等制作。在活塞3的中心可以采用鉆削加工出中心孔，用于安裝10插線端子一和21插線端子二，然后用不溶于油的絕緣膠22將10插線端子一和21
插線端子二與活塞3固定在一起。如圖3所示本實施例的微線圈12可以采用MEMS工藝，以濺射或電鑄的方法制作在微線圈基板11上。微線圈可以選用銅、鋁、金和銀等材料，微線圈基板11可選用陶瓷片、 硅片或玻璃片等做基板，微線圈可以是單層線圈，也可以是多層。微線圈12的微線圈端子一 14和微線圈端子二 17與微線圈一起制作。微線圈上的絕緣層20可以由聚酰亞胺涂布而成。在完成微線圈12的制作后，微線圈基板11可以采用劃片機分割成需要的小塊形狀。[0023]如圖3所示本實施例的PCB板13可以采用PCB電路板印制工藝制作，在PCB板13 上印制出轉接焊盤一 16和轉接焊盤二 19。如圖3所示本實施例的微線圈基板11可以采用膠與PCB板13粘接在一起，微線圈端子一 14與轉接焊盤一 16可以采用導線鍵合的方式連接起來，微線圈端子二 17與轉接焊盤二 19可以采用導線鍵合的方式連接起來，這里可以采用超聲鍵合或熱熔性鍵合。如圖3所示本實施例的PCB板13可以采用膠粘接或螺釘緊固的方法安裝在活塞3 上，轉接焊盤16通過焊接導線一 8與插線端子一 10相連接導通，轉接焊盤二 19通過焊接導線二 9與插線端子二 21相連接導通。采用液體聚酰亞胺或其他不溶于油的膠涂布在微線圈基板11、PCB板13、焊接導線一 8和焊接導線二 9的表面。如圖1所示本實施例的活塞3和密封圈4安裝在三通管接頭1的活塞安裝接頭2 上。
權利要求1.一種用于檢測油液中金屬碎屑的微電感傳感器，包括三通管接頭(1)、安裝在三通管接頭(1)上的活塞(3)、安裝在活塞C3)上的PCB板(1 和粘貼在PCB板(1 上的微線圈(12)，其特征在于所述活塞C3)通過活塞螺紋( 和活塞安裝接頭螺紋(6)安裝在三通管接頭(1)上的活塞安裝接頭(2)上；所述的微線圈(12)采用MEMS工藝制作在微線圈基板(11)上，微線圈基板(11)安裝在PCB板(13)上，PCB板(13)安裝在活塞(3)上；所述微線圈(12)通過微線圈端子一(14)及鍵合在微線圈端子一(14)上的鍵合引線一 (15)與轉接焊盤一(16)相導通，轉接焊盤一(16)制作在PCB板(1 上，轉接焊盤一 (16)與焊接導線一(8)的一端焊接在一起，焊接導線一(8)的另一端與插線端子一(10)相連接；所述微線圈(12)通過微線圈端子二(17)及鍵合在微線圈端子二(17)上的鍵合引線二(18)與轉接焊盤二(19)相導通，轉接焊盤二(19)制作在PCB板(1 上，轉接焊盤二 (19)與焊接導線二(9)的一端焊接在一起，焊接導線二(9)的另一端與插線端子二相 連接；所述的插線端子一(10)和插線端子二安裝在活塞(3)的中心孔里，絕緣膠02) 將活塞(3)的中心孔填平；插線端子一(10)及插線端子二分別與LCR數字測量儀相連，LCR數字測量儀與上位計算機相連。
2.根據權利要求1所述的一種用于檢測油液中金屬碎屑的微電感傳感器，其特征在于密封圈(4)安裝在活塞(3)和三通管接頭(1)的活塞安裝接頭(2)之間。
專利摘要本實用新型公開了一種用于檢測油液中金屬碎屑的微電感傳感器，屬于傳感器應用技術領域，包括三通管接頭、活塞、微線圈、PCB板、焊接導線、鍵合引線及絕緣層組成。本實用新型具有以下特點1)能夠實現油液中金屬碎屑的在線檢測；2)采用微線圈測量，能夠測量尺寸較小的金屬碎屑，如直徑約為20μm-120μm，在裝備的磨損失效前期給出預報，以便采取維修和保養措施；3)能夠判斷金屬碎屑的鐵磁性或非鐵磁性，為判斷磨損部位是軸承還是齒輪等提供較多的診斷信息；4)能夠實現對對油液的陣列式測量，增大測量油樣的數量。
文檔編號G01N15/02GK202119695SQ20112005237
公開日2012年1月18日 申請日期2011年3月1日 優先權日2011年3月1日
發明者劉本東, 朱曉良, 李德勝 申請人:北京工業大學