用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置的制作方法

本實用新型涉及一種油液在線監控裝置，具體涉及一種用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置，屬于液壓設備
技術領域：
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背景技術：
：機器零件的失效形式中，磨損引起的失效占70％以上。金屬磨損微粒中隱含著機械裝備運行狀態信息，能反映設備的磨損現狀與趨勢，同時也是診斷設備故障、進行預測維修、對設備進行改進設計的重要依據。因此，對油液中的金屬磨損微粒進行在線監測已成為液壓系統卡緊卡澀故障診斷和預判的重要手段。利用線圈電感變化可檢測油液中鐵磁質顆粒與抗磁質顆粒，同時可確定磨損顆粒的質量分析、尺寸分布、總數量，可方便實現非侵入在線監測。中國發明專利第201210167540.X號公開了一種基于電感量測量的在線油液顆粒傳感器，當油液中的金屬磨損顆粒流經測試線圈時，使得測試線圈電感量變大，高頻測試電路振蕩頻率變小，振蕩回路電流變大，金屬磨損顆粒流過后，高頻測試部分重新回到原來的穩幅振蕩狀態，進而獲得顆粒數量、顆粒尺寸分布與顆粒產生速率，實現油中顆粒在線監測。然而，該監測方法存在以下幾方面的不足：1.金屬磨損微粒流經測試線圈時引起的磁場波動十分微弱，檢測線圈的輸出結果受微粒通過速度影響較大，管道中油液的壓力和流量波動將嚴重影響電感法微粒檢測的有效性和一致性。2.機械潤滑油中的金屬磨損磨粒按照其電磁特性可分為鐵磁質微粒(如鐵)和非鐵磁質微粒(如銅、鋁)。鐵磁質微粒增強傳感器線圈的等效電感，而非鐵磁質微粒則削弱傳感器線圈的等效電感。當兩種微粒同時通過檢測線圈時，該監測裝置將失效。3.正常情況下金屬磨損微粒的粒徑較小，在5um左右，且主要為球磨粒，其纖度小于其他磨粒，傳感器線圈對其檢測能力相對較弱。如專利文獻1只能處理10um左右的金屬微粒，無法監測零部件的早期磨損。4.螺線管內的磁感應強度B沿其軸線方向為非均勻分布，這將導致嚴重的測量誤差；同時同一型號的電感對鐵質顆粒的檢測能力要大于對銅質顆粒的檢測能力，這同樣會帶來測量誤差。因此，為解決上述技術問題，確有必要提供一種創新的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置，以克服現有技術中的所述缺陷。技術實現要素：為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種采用非接觸的測量方式、信號一致性好、可靠性高、檢測信號強且誤差小的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置。為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為：用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置，其設置在液壓管路上，其包括濾波器、分離吸附模塊、旋轉塑形模塊、檢測線圈、參考線圈、消磁模塊、流量傳感器以及ECU；其中，所述濾波器、分離吸附模塊、旋轉塑形模塊、檢測線圈、流量傳感器、消磁模塊依次設置在液壓管路上；所述檢測線圈、參考線圈相串聯；所述ECU分別電性連接并控制濾波器、分離吸附模塊、旋轉塑形模塊、檢測線圈、參考線圈、消磁模塊和流量傳感器；所述濾波器包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、插入式H型濾波器以及插入式串聯H型濾波器；所述輸入管連接于外殼的一端；所述輸出管連接于外殼的另一端，其和分離吸附模塊對接；所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內；所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一C型容腔濾波器；所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯共振容腔II以及并聯共振容腔；所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一彈性隔板隔開；所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔；所述彈性隔板的軸向上均勻開有若干錐形插入管，所述錐形插入管連通串聯共振容腔I和串聯共振容腔II；所述插入式H型濾波器位于并聯共振容腔內，其和錐形阻尼孔相連通；所述插入式串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和串聯共振容腔II內，其亦和錐形阻尼孔相連通；所述插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器軸向呈對稱設置，并組成插入式串并聯H型濾波器；所述分離吸附模塊由依次連接的機械離心模塊、磁化模塊、磁吸附模塊、起電模塊以及電吸附模塊組成。本實用新型的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置進一步設置為：所述輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上；所述錐形阻尼孔開口較寬處位于串聯共振容腔I和并聯共振容腔內，其錐度角為10°；所述錐形插入管開口較寬處位于串聯共振容腔II內，其錐度角為10°；所述錐形插入管和錐形阻尼孔的位置相互錯開；所述彈性薄壁的內側設有一膠體阻尼層；所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄壁和內層彈性薄壁，外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接；所述外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水，純凈水內懸浮有多孔硅膠；所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端和外殼相連；所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設有一活塞。本實用新型的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置進一步設置為：所述機械離心模塊采用旋流離心模塊；所述旋流離心模塊包括旋流管壁、第一導流片、第二導流片、步進電機以及流量傳感器；其中，所述第一導流片設有3片，該3片第一導流片沿管壁內圓周隔120°均勻分布，其安放角設為18°；所述第二導流片和第一導流片結構相同，其設置在第一導流片后，并和第一導流片錯開60°連接在管壁內，其安放角設為36℃；所述第一導流片的長邊與管壁相連，短邊沿管壁的軸線延伸；其前緣挫成鈍形，后緣加工成翼形，其高度為管壁直徑的0.4倍，長度為管壁直徑的1.8倍；所述步進電機連接并驅動第一導流片和第二導流片，以調節安放角；所述流量傳感器設置在管壁內的中央。本實用新型的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置進一步設置為：所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼以及法蘭；其中，所述若干繞組分別繞在鋁質管道外；所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上；所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端。本實用新型的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置進一步設置為：所述磁吸附模塊采用同極相鄰型吸附環，該同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽；所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極；所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。本實用新型的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置進一步設置為：所述磁吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環，該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵；所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極；所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點；所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間；所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間；所述電磁鐵連接并能推動電擊錘，使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。本實用新型的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置進一步設置為：所述起電模塊包括若干電極以及一電極控制器；所述若干電極安裝于液壓管路上，其分別連接至電極控制器。本實用新型的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置進一步設置為：所述電吸附模塊包括鋁質管道、陽極板、陰極板以及極板控制器；其中，所述陽極板、陰極板分別設置在鋁質管道上，并呈相對設置；所述陽極板、陰極板分別電性連接至極板控制器上；所述極板控制器電性連接至ECU，并由ECU控制。本實用新型的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置進一步設置為：所述旋轉塑形模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干旋轉塑形電流輸出模塊；其中，所述若干繞組分別繞在鋁質管道外；所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上；所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端；每一旋轉塑形電流輸出模塊連接至一繞組。本實用新型的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置還設置為：所述檢測線圈的繞組由正繞組和逆繞組組成，各繞組連接至一激勵電流輸出模塊，該激勵電流輸出模塊由ECU模塊控制。與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：本實用新型引入油液壓力流量波動抑制技術和微粒分時釋放措施，以保證檢測的有效性和一致性；通過機械離心、磁化吸附、起電吸附等技術將鐵磁質微粒和非鐵磁質微粒分離，以防止兩種微粒互相干擾影響檢測結果；通過顆粒聚合和旋轉磁場塑形增加顆粒粒徑并改變其形態，以提高檢測的靈敏度；通過改進螺線管線圈結構調整螺線管內的磁感應強度沿其軸線方向的均勻性，以減少檢測誤差；傳感器設計為兩線圈結構——檢測線圈和參考線圈，輸出為兩者的差值，以克服電路零位誤差。【附圖說明】圖1是本實用新型的用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置的整體結構示意圖。圖2是圖1中的濾波器的結構示意圖。圖3是圖2中沿A-A的剖面圖。圖4是圖3中插入式H型濾波器示意圖。圖5是圖3中插入式串聯H型濾波器示意圖。圖6是插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器頻率特性組合圖。其中，實線為插入式串聯H型濾波器頻率特性。圖7是插入式串并聯H型濾波器頻率特性圖。圖8是C型容腔濾波器的結構示意圖。圖9是彈性薄壁的橫截面示意圖。圖10是膠體阻尼層的縱截面示意圖。圖11是圖1中的分離吸附模塊的連接示意圖。圖12-1是圖11中的機械離心模塊的橫向示意圖。圖12-2是圖11中的機械離心模塊的徑向示意圖。圖13是圖11中的磁化模塊的結構示意圖。圖14-1是圖11中的磁吸附模塊為同極相鄰型吸附環的結構示意圖。圖14-2是圖11中的磁吸附模塊為帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的結構示意圖。圖15是圖11中的起電模塊的結構示意圖。圖16是圖11中的電吸附模塊的結構示意圖。圖17是圖1中的旋轉塑形模塊的結構示意圖。圖18-1是圖1中的檢測線圈的繞組的結構示意圖。圖18-2是圖18-1中的激勵電流輸出模塊的電路圖。圖19是圖1中的ECU模塊的連接關系圖?！揪唧w實施方式】請參閱說明書附圖1至附圖19所示，本實用新型為一種用工況自適應濾波、吸附和塑形的雙線圈油液監控裝置，其設置在液壓管路9上，其由濾波器8、分離吸附模塊2、旋轉塑形模塊3、檢測線圈4、參考線圈5、消磁模塊6、流量傳感器7以及ECU1等幾部分組成。其中，所述濾波器8、分離吸附模塊2、旋轉塑形模塊3、檢測線圈4、流量傳感器7、消磁模塊6依次設置在液壓管路9上。所述ECU1分別電性連接并控制濾波器8、分離吸附模塊2、旋轉塑形模塊3、檢測線圈4、參考線圈5、消磁模塊6和流量傳感器7。由于油液的流速對檢測特性影響很大，隨著油液流速的增大，檢測的靈敏度以及輸出電壓都將發生明顯變化；同時，油液的流量也對檢測輸出有較大的影響，當流量增大時，輸出電壓也會隨著改變，這對檢測結果的一致性和有效性影響很大，為此，本實用新型在檢測前增加了濾波器8穩定液壓系統壓力和流量。所述濾波器8由輸入管81、外殼89、輸出管811、彈性薄壁87、插入式H型濾波器812以及插入式串聯H型濾波器813等幾部分組成。其中，所述輸入管81連接于外殼89的一端，其用于輸入液壓油；所述輸出管811連接于外殼89的另一端，其和分離吸附模塊2對接。所述彈性薄壁87沿外殼的徑向安裝于外殼89內。所述輸入管81和輸出管811的軸線不在同一軸線上，這樣可以提高10％以上的濾波效果。所述輸入管81、輸出管811和彈性薄壁87共同形成一C型容腔濾波器，從而衰減液壓系統高頻壓力脈動。按集總參數法處理后得到的濾波器透射系數為：γ=11+(2πfZ·SVLVSIa)2]]>a—介質中音速LV—C型容腔長度SV—C型容腔體積Z—特性阻抗γ—透射系數f—壓力波動頻率SI—輸入管橫截面積。由上式可見，不同頻率的壓力脈動波通過該濾波器時，透射系數隨頻率而不同。頻率越高，則透射系數越小，這表明高頻的壓力脈動波在經過濾波器時衰減得越厲害，從而起到了消除高頻壓力脈動的作用。所述C型容腔濾波器的設計原理如下：當管道中壓力脈動頻率較高時，波動的壓力作用在流體上對流體產生壓縮效應。當變化的流量通過輸入管81進入C型容腔時，液流超過平均流量，擴大的容腔可以吸收多余液流，而在低于平均流量時放出液流，從而吸收壓力脈動能量。所述彈性薄壁87通過受迫機械振動來削弱液壓系統中高頻壓力脈動。按集總參數法處理后得到的彈性薄壁固有頻率為：fm=k2h2πR2·E12ρ(1+η)(1-μ2)]]>k—彈性薄壁結構系數h—彈性薄壁厚度R—彈性薄壁半徑E—彈性薄壁的楊氏模量ρ—彈性薄壁的質量密度η—彈性薄壁的載流因子μ—彈性薄壁的泊松比。代入實際參數，對上式進行仿真分析可以發現，彈性薄壁87的固有頻率通常比H型濾波器的固有頻率高，而且其衰減頻帶也比H型濾波器寬。在相對較寬的頻帶范圍內，彈性薄壁對壓力脈動具有良好的衰減效果。同時，本實用新型的濾波器結構中的彈性薄壁半徑較大且較薄，其固有頻率更靠近中頻段，可實現對液壓系統中的中高頻壓力脈動的有效衰減。所述彈性薄壁87的設計原理如下：管道中產生中頻壓力脈動時，C型容腔對壓力波動的衰減能力較弱，流入濾波器C型容腔的周期性脈動壓力持續作用在彈性薄壁87的內外壁上，彈性薄壁87按脈動壓力的頻率做周期性振動，該受迫振動消耗了流體的壓力脈動能量，從而實現中頻段壓力濾波。由虛功原理可知，彈性薄壁消耗流體脈動壓力能量的能力和其受迫振動時的勢能和動能之和直接相關，為了提高中頻段濾波性能，彈性薄壁的半徑設計為遠大于管道半徑，且薄壁的厚度較小，典型值為小于0.1mm。進一步的，所述彈性薄壁87和外殼89之間形成串聯共振容腔I84、串聯共振容腔II83以及并聯共振容腔85，所述容腔83、84、85橫跨整個濾波器，由此可以得到較大的共振容腔體積，加強衰減效果。所述串聯共振容腔I84和串聯共振容腔II5之間通過一彈性隔板810隔開。所述彈性薄壁87的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔86，所述錐形阻尼孔86開口較寬處位于串聯共振容腔I84和并聯共振容腔85內，其錐度角為10°。所述彈性隔板810的軸向上均勻開有若干錐形插入管82，所述錐形插入管82連通串聯共振容腔I84和串聯共振容腔II83。所述錐形插入管82開口較寬處位于串聯共振容腔II83內，其錐度角為10°，所述錐形插入管82和錐形阻尼孔86的位置相互錯開。所述插入式H型濾波器812位于并聯共振容腔85內，其和錐形阻尼孔86相連通。按集總參數法處理后得到的濾波器固有角頻率為：ωr=aSL(V-LS)(rad/s)---(1)]]>a—介質中音速L—阻尼孔長S—阻尼孔橫截面積V—并聯共振容腔體積。所述插入式串聯H型濾波器813位于串聯共振容腔I84和串聯共振容腔II83內，其亦和錐形阻尼孔86相連通。按集總參數法處理后，濾波器的兩個固有角頻率為：ω1=πa2k1+k2+[k1-k2]2+4(V4-14πd32l3)2l1l3d12d32---(2)]]>ω2=πa2k1+k2-[k1-k2]2+4(V4-14πd32l3)2l1l3d12d32---(3)]]>其中：k1=l1(V2+V4-14πd12l1-14πd32l3)d12]]>k2=(V4-14πd32l3)l3d32]]>a—介質中音速l1—阻尼孔長d1—阻尼孔直徑l3—插入管長d3—插入管直徑V2—串聯共振容腔1體積V4—串聯共振容腔2體積。所述插入式H型濾波器812和插入式串聯H型濾波器813軸向呈對稱設置，并組成插入式串并聯H型濾波器，用于展寬濾波頻率范圍并使整體結構更緊湊。本實用新型沿圓周界面分布了多個插入式串并聯H型濾波器(圖中只畫出了2個)，彼此之間用隔板820隔開。由圖6插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器頻率特性及公式(1)(2)(3)均可發現，插入式串聯H型濾波器有2個固有角頻率，在波峰處濾波效果較好，而在波谷處則基本沒有濾波效果；插入式H型濾波器有1個固有角頻率，同樣在波峰處濾波效果較好，而在波谷處則基本沒有濾波效果；選擇合適的濾波器參數，使插入式H型濾波器的固有角頻率剛好落在插入式串聯H型濾波器的2個固有角頻率之間，如圖7所示，既在一定的頻率范圍內形成了3個緊鄰的固有共振頻率峰值，在該頻率范圍內，無論壓力脈動頻率處于波峰處還是波谷處均能保證較好的濾波效果。多個插入式串并聯H型濾波器構成的濾波器組既可覆蓋整個中低頻段，實現中低頻段的全頻譜濾波。進一步的，所述彈性薄壁87的內側設有一膠體阻尼層88。所述膠體阻尼層88的內層和外層分別為外層彈性薄壁871和內層彈性薄壁872，外層彈性薄壁871和內層彈性薄壁872之間由若干支柱814固定連接。外層彈性薄壁871和內層彈性薄壁872之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水816，純凈水816內懸浮有多孔硅膠815。所述膠體阻尼層88靠近輸出管811的一端和外殼89相連；所述膠體阻尼層88靠近輸出管811的一端還設有一活塞817。由于外層彈性薄壁871和內層彈性薄壁872間距很小且由支柱814固定連接，在壓力脈動垂直作用于薄壁時，內外壁產生近乎一致的形變，膠體阻尼層厚度幾乎保持不變，對壓力脈動沒有阻尼作用；膠體阻尼層88的活塞817只感應水平方向的流量脈動，流量脈動增強時，活塞817受壓使膠體阻尼層收縮，擠壓作用使得膠體阻尼層88中的水由納米級輸送通道進入微米級中央空隙；流量脈動減弱時，活塞817受反壓，此時膠體阻尼層膨脹，膠體阻尼層中的水從中央空隙經通道排出。在此過程中，由于硅膠815微通道吸附的力學效應、通道表面分子尺度的粗糙效應及化學非均質效應，活塞跟隨膠體阻尼層收縮和膨脹過程中做“氣-液-固”邊界的界面功，從而對流量脈動實現衰減，其實質上是一個并行R型濾波器。該濾波器相對于一般的液體阻尼器的優勢在于：它通過“氣-液-固”邊界的界面功的方式衰減流量脈動，可以在不產生熱量的情況下吸收大量機械能，且能量消耗不依賴于活塞速度，衰減效率有了顯著提高。所述濾波器還能實線工況自適應壓力脈動衰減。當液壓系統工況變化時，既執行元件突然停止或運行，以及閥的開口變化時，會導致管路系統的特性阻抗發生突變，從而使原管道壓力隨時間和位置變化的曲線也隨之改變，則壓力峰值的位置亦發生變化。由于本實用新型的濾波器的軸向長度設計為大于系統主要壓力脈動波長，且濾波器的插入式串并聯H型濾波器組的容腔長度、C型容腔濾波器的長度和彈性薄壁87的長度和濾波器軸線長度相等，保證了壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍內；而錐形阻尼孔86開在彈性薄壁87上，沿軸線方向均勻分布，在彈性隔板810的軸向上均勻開有多個相同參數的錐形插入管82，錐形阻尼孔86和錐形插入管82位置相互錯開，使得壓力峰值位置變化對濾波器的性能幾乎沒有影響，從而實現了工況自適應濾波功能?？紤]到三種濾波結構軸向尺寸和濾波器相當，這一較大的尺寸也保證了液壓濾波器具備較強的壓力脈動衰減能力。上述濾波器進行液壓脈動濾波的方法如下：1)，液壓流體通過輸入管進入C型容腔濾波器，擴大的容腔吸收多余液流，完成高頻壓力脈動的濾波；2)，通過彈性薄壁87受迫振動，消耗流體的壓力脈動能量，完成中頻壓力脈動的濾波；3)，通過插入式串并聯H型濾波器組，通過錐形阻尼孔、錐形插入管和流體產生共振，消耗脈動能量，完成低頻壓力脈動的濾波；4)，將濾波器的軸向長度設計為大于液壓系統主要壓力脈動波長，且插入式串并聯H型濾波器長度、C型容腔濾波器長度和彈性薄壁87長度同濾波器長度相等，使壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍，實現系統工況改變時壓力脈動的濾波。機械潤滑油中的金屬磨損磨粒按照其電磁特性可分為鐵磁質微粒(如鐵)和非鐵磁質微粒(如銅、鋁)。鐵磁質微粒增強傳感器線圈的等效電感，而非鐵磁質微粒則削弱傳感器線圈的等效電感。當兩種微粒同時通過檢測線圈時，該監測裝置將失效。為此，本實用新型用分離吸附模塊2來分離這兩種微粒。所述分離吸附模塊2由依次連接的機械離心模塊21、磁化模塊22、磁吸附模塊23、起電模塊24以及電吸附模塊25組成。其中，所述機械離心模塊21使油液在離心作用下，質量較大的固體顆粒被甩向腔壁，其采用沿程起旋的方式，其設計原理如下：在管道中設置一定高度和長度的扭曲的導流片，并使葉面切線與軸線成一定角度，因管流邊界發生改變可使流體產生圓管螺旋流，該螺旋流可分解為繞管軸的周向流動和軸向平直流動，流體中攜帶的顆粒物產生偏軸線向心螺旋運動。該旋流離心裝置21由旋流管壁211、第一導流片212、第二導流片213、步進電機214以及流量傳感器215等幾部分組成，所述步進電機214和流量傳感器215電性連接至ECU1。其中，所述第一導流片212設有3片，該3片第一導流片212沿管壁211內圓周隔120°均勻分布，其安放角(第一導流片212和旋流管壁211之間的夾角)設為18°，以保證最佳切向流動。所述第二導流片213和第一導流片212結構相同，其設置在第一導流片212后，并和第一導流片212錯開60°連接在管壁211內，其安放角設為36℃，用于減少阻力并加大周向流動的強度。另外，可根據實際分離效果同樣再設置第三或更多的導流片，安放角逐次增加。所述步進電機214連接并驅動第一導流片212和第二導流片213，以調節安放角，從而可獲得更好的離心效果，獲知使導流片212、213適應不同的工況。所述流量傳感器215設置在管壁211內的中央，ECU1通過讀取流量傳感器215的數值分析旋流分離效果，并據此控制步進電機214，步進電機214調節各導流片212、213的安放角，以獲得更加分離效果。進一步的，所述第一導流片212的長邊與管壁211相連，短邊213沿管壁211的軸線延伸；為減小阻力，其前緣挫成鈍形；為避免繞流，后緣加工成翼形；其高度為管壁211直徑的0.4倍，使形成的螺旋流具有較大的強度；長度為管壁211直徑的1.8倍，以保證較大的對油液的作用范圍。所述磁化模塊22將油液中攜帶的鐵磁性金屬磨損微粒的強力磁化，并使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒，可提高敏感裝置的輸出信號強度。所述磁化裝置22由鋁質管道221、若干繞組222、鐵質外殼223以及法蘭224組成。其中，所述鋁質管道221使油液從其中流過而受到磁化處理，且鋁的磁導率很低，可以使管道221中獲得較高的磁場強度。所述若干繞組222分別繞在鋁質管道221外，由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣漆制成。所述鐵質外殼223包覆于鋁質管道221上，鐵質的材料會屏蔽掉大部分的磁通。所述法蘭224焊接在鋁質管道221的兩端。所述磁吸附模塊23用于吸附聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒，其可采用同極相鄰型吸附環。該同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道231、正向螺線管232、反向螺線管233以及鐵質導磁帽234等部件組成。其中，所述正向螺線管232和反向螺線管233分別布置于鋁質環形管道231內并由ECU1控制，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管232和反向螺線管233相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽234布置于鋁質環形管道231的內壁上，其位于正向螺線管232和反向螺線管233相鄰處、以及正向螺線管232和反向螺線管233軸線的中間點。所述同極相鄰型吸附環的設計原理如下：通電正向螺線管232、反向螺線管233，相鄰的正向螺線管232、反向螺線管233通有方向相反的電流，使得正向螺線管232、反向螺線管233相鄰處產生同性磁極；同時，鋁質環形管道231能夠改善磁路，加大管道內壁處的磁場強度，增強鐵質導磁帽234對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管232、反向螺線管233電流由ECU1直接控制，可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化，以獲得最佳吸附性能。進一步的，所述磁吸附模塊23也可采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環，該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環由鋁質環形管道231、正向螺線管232、反向螺線管233、鐵質導磁帽234、隔板235、電擊錘236以及電磁鐵237等部件組成。其中，所述正向螺線管232和反向螺線管233分別布置于鋁質環形管道231內并由ECU1控制，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管232和反向螺線管233相鄰處產生同性磁極。所述鐵質導磁帽234布置于鋁質環形管道231的內壁上，其位于正向螺線管232和反向螺線管233相鄰處、以及正向螺線管232和反向螺線管233軸線的中間點。所述電擊錘236和電磁鐵237位于隔板235之間。所述電磁鐵237連接并能推動電擊錘236，使電擊錘236敲擊鋁質環形管道232內壁。所述ECU1電性連接并控制正向螺線管232、反向螺線管233和電磁鐵237。所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環的設計原理如下：通電正向螺線管232、反向螺線管233，相鄰的正向螺線管232、反向螺線管233通有方向相反的電流，使得正向螺線管232、反向螺線管233相鄰處產生同性磁極；同時，鋁質環形管道231能夠改善磁路，加大管道內壁處的磁場強度，增強鐵質導磁帽234對顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管232、反向螺線管233電流由ECU1直接控制，可根據顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化，以獲得最佳吸附性能。而通過電擊錘236的設置，防止顆粒在鐵質導磁帽234處大量堆積，影響吸附效果。此時，通過電磁鐵237控制電擊錘236敲擊管道231的內壁，使得被吸附的顆粒向兩側分散開。同時，在清洗管道231時，電擊錘236的敲擊還可以提高清洗效果。所述磁吸附模塊23吸附完成后，ECU1控制電磁鐵斷電，順磁性鋁質管道失去磁性，附著在管道內壁上磁性聚合大顆粒將脫離管壁并以低速隨油液沿管壁進入起電模塊24。所述起電模塊24使液壓油中的非鐵磁性金屬磨損微粒帶電，其由若干電極241以及一電極控制器242組成。所述若干電極241安裝于液壓管路9上，其分別連接至電極控制器242。所述電極控制器242電性連接向電極241施加電壓，使油液中的顆粒物質帶電。所述電吸附模塊25將油液中的非鐵磁性金屬磨損顆粒吸附在管壁上，其由鋁質管道251、陽極板252、陰極板253以及極板控制器254組成。其中，所述陽極板252、陰極板253分別設置在鋁質管道251上，并呈相對設置；所述陽極板252、陰極板253分別電性連接至極板控制器254上；所述極板控制器254電性連接至ECU1，并由ECU1控制。所述電吸附模塊25的工作原理如下：帶電的非鐵磁質金屬磨損微粒隨油液以速度V沿管壁流入電吸附模塊25，電吸附模塊25的陰陽兩個電極525、253受極板控制器254控制產生和速度V方向垂直的均勻電場，則帶電微粒在電場離心模塊中受到垂直于速度方向的電場力的作用，使帶電顆粒在該力的作用下向極板做拋物線運動，帶電微粒沿運動方向吸附其它微粒形成聚合大顆粒。該拋物線運動具體是指帶電微粒在軸向跟隨油液做直線運動，徑向則在電場力作用下做勻速或變速運動，通過極板控制器254改變電場強度即可改變運動速度，使帶電聚合大顆粒吸附到管壁上。吸附完成后，當ECU1控制極板控制器254斷電時，附著在管道內壁上磁性聚合大顆粒將脫離管壁并以低速隨油液沿管壁進入旋轉塑形模塊3。所述旋轉塑形模塊3用于提高檢測的靈敏度。研究表明：傳感器線圈的電感變化率與磨粒半徑的三次方成正比。同時，磁介質的形態越趨向于細長狀，其退磁因子越小，磁化強度越大，磁化場場強越大。對傳感器等效電感的變化影響越大。該旋轉塑形模塊3由鋁質管道31、若干繞組32、鐵質外殼33、法蘭34以及若干旋轉塑形電流輸出模塊35等幾部分組成。其中，所述若干繞組32分別繞在鋁質管道31外；所述鐵質外殼33包覆于鋁質管道31上；所述法蘭34焊接在鋁質管道31的兩端；每一旋轉塑形電流輸出模塊35連接至一繞組32。所述旋轉塑形模塊3的設計原理如下：聚合大顆粒隨油液進入旋轉塑形模塊3后，ECU1控制旋轉塑形電流輸出模塊35，使旋轉塑形電流輸出模塊35中流過三相對稱電流，該電流在鋁質管道31內產生旋轉磁場。磁化顆粒在旋轉磁場作用下受到磁場力的作用，并在該力的作用下以螺旋狀前進，磁化微粒沿磁力線方向形成了很多針狀結構，這些針狀結構在磁場旋轉時將跟隨磁場做螺旋運動，具體是在軸向跟隨油液做直線運動，徑向則跟隨旋轉磁場做螺旋運動。調整三相對稱電流即可改變螺旋運動的速度和軌跡。當運動的針狀結構和運動軌跡上的金屬微粒遭遇時，彼此結合成大顆粒聚合物。通過旋轉塑形模塊3，使油液中的金屬微粒的粒徑增大同時形態變為細長針狀結構，使得金屬微粒的纖度也大大增加，進一步增強了雙線圈式檢測的靈敏度。金屬磨損微粒在油路中為非均勻分布，流型變化十分復雜，當微粒大小和材質變化時，其引起的磁場變化是很微弱的，若檢測磁場不均勻將導致嚴重的測量誤差，使檢測靈敏度降低；同時雙線圈式微粒檢測要求檢測線圈和參考線圈的特性完全一致，這一般是很難達到的，為此需要設計的檢測線圈7具有在線自動調節的功能。具體的說，所述檢測線圈7的繞組由正繞組71和逆繞組72組成，各繞組連接至一激勵電流輸出模塊73，該激勵電流輸出模塊73由ECU模塊控制，其使用的數字電位計為AD5206，具有6通道的輸出，可以和ECU1之間實現單總線數據傳輸。ECU通過單總線實現對磁化繞組的多塊激勵電流輸出模塊73的電流設定和輸出。運放AD8601和MOS管2N7002通過負反饋實現了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運放OPA549。所述檢測線圈7的工作原理如下：為了產生同極性方向的磁場并同時彌補缺口造成的磁場不均衡，正繞組71和逆繞組72內的電流特性相同，在液壓管道9的軸線方向上排列有多對正逆繞組，通過不同激勵電流輸出模塊73控制電流，就可以形成系統要求的均勻磁場。進一步的，所述檢測線圈4、參考線圈5相串聯，兩者組成一個傳感器。當檢測線圈4中無磨粒時，由于檢測線圈4和參考線圈5特性相同，沒有輸出電壓。而當磨粒進入檢測線圈4時，則引起傳感器輸出電壓的變化，這個變化量是相對穩定的。當油液中通過有金屬大顆粒時，引起磁場擾動，導致傳感線圈產生感應電動勢。利用鐵磁質和非鐵磁質金屬微粒對原磁場的相反影響，導致輸出信號相位相反，可區分油液中磨損顆粒類型；磁介質顆粒越大，纖度越大，對磁場影響越大，輸出信號的幅值越大，檢測的靈敏度越高。利用鐵磁質和非鐵磁質金屬微粒對原磁場的相反影響，導致輸出信號相位相反，可區分油液中磨損顆粒類型，從而實現信號一致性好、可靠性高、檢測信號強且誤差小的雙管插入式變結構雙線圈油液在線監控系統。由于磁滯現象的存在，當鐵磁材料磁化到飽和狀態后，即使撤消外加磁場，材料中的磁感應強度仍回不到零點，需要外加磁場消磁。為了防止磁化微粒進入液壓回路，對污染敏感液壓元件造成損傷，設計了消磁模塊9，包括剩磁傳感器和消磁器。ECU1根據消磁器出口處剩磁傳感器的檢測值控制消磁器的消磁強度。此處采用的消磁方法為電磁退磁，方法是通過加一適當的反向磁場，使得材料中的磁感應強度重新回到零點，且磁場強度或電流必須按順序反轉和逐步降低。采用上述監控裝置對液壓油進行監控的具體方法如下：1)，液壓管路9中的油液通過濾波器8，濾波器8衰減液壓系統中的高、中、低頻段的脈動壓力，以及抑制流量波動；2)，之后油液進入分離吸附模塊2的機械離心模塊21，使油液中的磨損顆粒聚合并實現初步離心，使質量較大的聚合大顆粒甩向管壁附近；3)，通過磁化模塊22使鐵磁性金屬聚合大顆粒被強力磁化；4)，磁吸附模塊23吸附磁化的金屬聚合大微粒；5)，通過起電模塊24，使油液中的非鐵磁性金屬磨損微粒帶電聚合；6)，隨后帶電顆粒以速度v流入電吸附模塊25，電吸附模塊25受ECU1控制產生和速度v方向垂直的均勻磁場，帶電顆粒在分離裝置中受到垂直于速度方向和磁場方向的洛侖磁力的作用，使帶電顆粒在該力的作用下向鋁質管壁運動，從而使油液中的非鐵磁性金屬磨損微粒從油液中“分離”出來，吸附在管壁上。7)，在磁吸附和電吸附到足夠的微粒濃度后，ECU1先控制電吸附模塊25將電場方向先反向，再取消電場，則吸附在管壁上的非鐵磁性金屬磨損微粒從靜止開始脫離管壁緩慢進入旋轉塑形模塊3，而電吸附模塊25此時則恢復原先的電場。同時，ECU1控制磁吸附模塊23斷電，順磁性鋁質管道失去磁性，附著在管道內壁上磁性聚合大顆粒將脫離管壁，起電模塊24的斷電，鐵磁性顆粒以低速隨油液流過起電模塊24和電吸附模塊25，進入旋轉塑形模塊3。隨后，磁吸附模塊和起電模塊恢復原先工作狀態。8)，帶電的非鐵磁性微粒和磁化的鐵磁性微粒先后進入旋轉塑形模塊3，此時ECU1控制三相對稱繞組中流過三相對稱電流，該電流在鋁質管道內產生旋轉磁場。磁化顆粒在旋轉磁場作用下受到磁場力的作用，并在該力的作用下以螺旋狀前進，磁化微粒沿磁力線方向形成了很多針狀結構，這些針狀結構在磁場旋轉時將跟隨磁場做螺旋運動，當運動的針狀結構和運動軌跡上的金屬微粒遭遇時，彼此結合成大顆粒聚合物。9)，通過旋轉塑形模塊3，使油液中的金屬微粒的粒徑增大同時形態變為細長針狀結構，使得金屬微粒的纖度也大大增加，進一步增強了雙線圈式檢測的靈敏度。隨后這兩類微粒以低速、高濃度、大顆粒和大纖度的狀態分批進入檢測線圈4，ECU1控制激勵電流保持檢測線圈4的磁場均勻性，同時由于同一型號的電感對鐵質顆粒的檢測能力要大于對銅質顆粒的檢測能力，需要ECU調節激勵電流來補償這一差異，以保持輸出的一致性。流量傳感器7用于檢測測量時的流量參數，用于測量結果修正。10)，檢測線圈4中無磨粒時，傳感器的零位電壓存在一定的波動，由于檢測線圈4和參考線圈5特性相同，沒有輸出電壓。而當磨粒進入檢測線圈時，則引起傳感器輸出電壓的變化，這個變化量是相對穩定的。當油液中通過有金屬大顆粒時，引起磁場擾動，導致產生感應電動勢。利用鐵磁質和非鐵磁質金屬微粒對原磁場的相反影響，導致輸出信號相位相反，可區分油液中磨損顆粒類型；磁介質顆粒越大，纖度越大，對磁場影響越大，輸出信號的幅值越大，檢測的靈敏度越高。利用鐵磁質和非鐵磁質金屬微粒對原磁場的相反影響，導致輸出信號相位相反，可區分油液中磨損顆粒類型。從而實現信號一致性好、可靠性高、檢測信號強且誤差小的雙管插入式變結構雙線圈油液在線監控系統。11)，通過消磁模塊9消除磁性微粒磁性，防止磁化微粒進入液壓回路，對污染敏感液壓元件造成損傷。以上的具體實施方式僅為本創作的較佳實施例，并不用以限制本創作，凡在本創作的精神及原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本創作的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3