一種油液磨粒檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于機器狀態監測與故障診斷領域，具體涉及一種油液磨粒檢測裝 置。
【背景技術】
[0002] 現今機械設備往往具有高精度、高轉速等特點，但這會帶來加速磨損的危害。機械 設備都必須使用潤滑油，對齒輪、軸承等高速旋轉零件進行潤滑，才能使之正常運行，潤滑 油的良好狀態可降低機械磨損，有效延長設備的使用壽命。因此對油液的檢測是非常重要 的，由其中磨粒的檢測分析，不僅可以獲得油液的狀態，也可獲得設備潤滑與磨損狀況的信 息，及時更換油液或更換相關零件，以防止故障發生。
[0003] 目前對機械設備中使用潤滑油油液進行磨粒檢測的方法分為離線式和在線式。所 謂的離線式就是在機械設備運行結束后對油液采樣。這種檢測方式雖然檢測精度極高，但 是不能滿足實時監測的要求。在線油液磨粒檢測傳感器主要安裝在油路管道上，能連續對 油路中的油液進行分析與處理，及時獲得分析結果，時效性高，而且對循環油液系統的干 擾較小，不會影響機械設備的正常運行。
[0004] 在線油液磨粒檢測傳感器目前主要是三螺線管差動式傳感器，包括中心線為同一 直線的感應線圈和2個激勵線圈，感應線圈處于中間，兩個繞制方向相反的激勵線圈緊靠 在感應線圈兩端。該傳感器置于油路管道內，當油液中的鐵磁性或非鐵磁性磨粒進入一端 的激勵線圈，使線圈內的磁場產生擾動，磁場強度的改變使感應線圈產生正或反相的類正 弦波信號，根據該信號能判別磨粒的磁性，及磨粒的大小、形狀等參數，非常便于工程分析。
[0005] 但現有的此種傳感器感應線圈所輸出信號中的待調制信號電壓幅值很低，并含有 噪聲成分，現有的在線磨粒檢測裝置分析得到待調制信號中相關磨粒信息的準確度不能滿 足實時掌握設備潤滑與磨損狀態的要求。
[0006] 為了使傳感器成為批量產品且便于安裝在發動機等各種機械設備上，油液磨粒檢 測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，對如何選擇傳感器關 鍵參數：線圈匝數η沒有一定的設計方法，也就無法取得線圈的最大磁場強度變化，從而提 高感應線圈輸出的待調制信號電壓值。
[0007] 另外現有的油液中金屬磨粒的檢測裝置對感應線圈輸出信號的處理電路也難以 去除其中的噪聲成份，因此需要改進。 【實用新型內容】
[0008] 本實用新型的目的在于提供一種油液磨粒檢測裝置，其油液磨粒檢測傳感器在確 定骨架尺寸的條件下，選擇使磁場強度最大的線圈匝數，保證感應線圈輸出的待調制信號 電壓值最大。且其調制解析電路中配有低高頻濾波電路以更好清除噪聲。
[0009] 本實用新型設計的一種油液磨粒檢測裝置，包括油液磨粒檢測傳感器和調制解析 電路，油液磨粒檢測傳感器的感應線圈輸出信號接入調制解析電路；所述油液磨粒檢測傳 感器為三螺線管差動式傳感器，包括中心線為同一直線的感應線圈和2個激勵線圈，2個激 勵線圈繞制方向相反，分別位于感應線圈左右兩側，2個激勵線圈并聯高頻激勵信號源。 [0010] 2個激勵線圈繞制方向相反，所產生的磁場相互抵消，在沒有金屬磨粒進入時，感 應線圈內的磁場強度為零。在金屬磨粒進入時，2個激勵線圈的磁場平衡被打破，感應線圈 內的磁場強度變化，感應線圈產生待調制信號。進入的金屬磨粒不同，感應線圈內的磁場強 度變化不同，感應線圈產生待調制信號也就不同。
[0011] 所述油液磨粒檢測傳感器置于油路管道內，待測油液從傳感器的感應線圈和2個 激勵線圈中間流過。所述調制解析電路包括前置放大電路和示波器。
[0012] 感應線圈和2個激勵線圈的空心直徑相同；繞制感應線圈和2個激勵線圈的漆包 線相同。感應線圈和2個激勵線圈的匝數相同，
【主權項】
1. 一種油液磨粒檢測裝置，包括油液磨粒檢測傳感器和調制解析電路（5)，油液磨粒 檢測傳感器的感應線圈（4)輸出信號接入調制解析電路（5);所述油液磨粒檢測傳感器為 三螺線管差動式傳感器，包括中心線為同一直線的感應線圈（4)和2個激勵線圈（2、3)，2 個激勵線圈（2、3)繞制方向相反，分別位于感應線圈（4)左右兩側，2個激勵線圈（2、3)并 聯高頻激勵信號源（1); 所述油液磨粒檢測傳感器置于油路管道內，待測油液從傳感器的感應線圈（4)和2個 激勵線圈（2、3)中間流過； 所述調制解析電路（5)包括前置放大電路和示波器；其特征在于： 感應線圈（4)和2個激勵線圈（2、3)的匝數相同，根據
取B最大值對應的η為感應線圈（4)和2個激勵線圈（2、3)的匝數； 公式中Utl為真空磁導率，u ^ 4π XlO _7H/m，ω ^為高頻激勵信號源⑴的正弦波的頻 率，V為高頻激勵信號源（1)的正弦波峰峰值，A為2個激勵線圈（2、3)橫截面積，1為2個 激勵線圈（2、3)的繞制寬度，r為2個激勵線圈（2、3)的實際電阻值。
2. 根據權利要求1所述的油液磨粒檢測裝置，其特征在于： 所述油液磨粒檢測傳感器的感應線圈（4)的輸出端連接調制解析電路（5)，調制解析 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. 根據權利要求1或2所述的油液磨粒檢測裝置，其特征在于： 所述2個激勵線圈（2、3)所連接的的高頻激勵信號源（1)的正弦波峰峰值V= 10~ 15V，正弦波的頻率Qci= 10~20K，感應線圈（4)和2個激勵線圈（2、3)的空心直徑均為 D = 8~12mm;感應線圈（4)的寬度1。= 5~10mm，2個激勵線圈（2、3)的繞制寬度1 = 5~6mm，繞制感應線圈（4)和2個激勵線圈（2、3)的漆包線直徑均為D1= 0· 1~0· 3mm。
4. 根據權利要求1或2所述的油液磨粒檢測裝置，其特征在于： 位于感應線圈（4)左右兩側的2個激勵線圈（2、3)與感應線圈（4)緊靠，即位于感應 線圈（4)左側的激勵線圈（2)的右端緊靠感應線圈（4)的左端，位于感應線圈（4)右側的 激勵線圈（3)的左端緊靠感應線圈（4)的右端。
5. 根據權利要求2所述的油液磨粒檢測裝置，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】本實用新型為一種油液磨粒檢測裝置，本裝置傳感器骨架確定后按公式計算磁場強度B與線圈匝數n的關系曲線，取B最大值對應的n為感應線圈和2個激勵線圈的匝數。感應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制解析電路。本裝置針對信號輸出成分，提供了包括前置放大電路、低通和高通濾波器的調制解析電路。裝置的傳感器線圈匝數能使信號輸出幅值達到最大，適用于規模生產的傳感器骨架尺寸下，選擇線圈匝數，便于安裝在各類油液潤滑的發動機上。本裝置準確獲取磨粒相關的信息，可檢測到直徑僅500μm的金屬磨粒。
【IPC分類】G01N15-00, G01N15-02
【公開號】CN204461949
【申請號】CN201520161416
【發明人】王衍學, 丁永彬, 張應紅, 何水龍, 蔣占四, 張鎖峰, 董智鵬
【申請人】桂林電子科技大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月20日