[發明專利]快速檢測潤滑油中鐵磁磨粒的裝置和檢測方法以及信號處理電路

有效

• 申請號: 201010175554.7
• 申請日: 2010-05-17
• 公開（公告）號: CN101963570A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 鄭翔;陸丕清;蔡宇恒;馬天悅;林少明
• 申請（專利權）人: 深圳市亞泰光電技術有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 屈靜

技術領域

本發明公開一種鐵元素的檢測方法和檢測裝置以及信號處理電路，特別是一種快速檢測潤滑油中鐵磁磨粒的裝置和檢測方法以及信號處理電路。?

背景技術

現有技術中的機械動力零部件主要是以鐵質材料為基礎制成的，而在使用中，這部分零件往往需要比一般零部件具有較高的機械性能，目前，這種性能主要通過材料表面處理而得到，這樣就出現一個現象，即是往往該部件表面比較致密、硬度比較高、耐磨性能好，含碳量、鐵的氧化物的比重較大；而越往里則剛好相反，顆粒相對較大、材質相對較軟，耐磨性能差、碳和鐵氧化物含量較低，而鐵單質比重呈逐漸增大，而且顆粒也較大，這給機械故障診斷提供了重要的信息。在機械傳動中經常會使用到潤滑油，潤滑油好比機械設備的血液，而所有摩擦副產生磨損顆粒都會流入潤滑油中，從而使得潤滑油變成了機械磨損信息的載體，通過監測潤滑油的鐵磁性磨粒，根據鐵磁顆粒的多少、大小進行分析可得知機器的磨損狀況，預知機器的運行狀況和發現故障隱患。?

目前對潤滑油鐵磨粒的檢測手段很多，比如鐵譜分析、光譜分析、顆粒計數器等等。(1)、鐵譜分析技術是利用高梯度的磁場，將油內磨屑顆粒與油液及雜質分離，并使其按一定規律，沉積在置于磁場上方的玻璃片上，形成譜片，再利用光學顯微系統對譜片上的磨屑進行大小、形狀、色澤、表面紋理等的觀察，再對磨損類型進行鑒別和分類。它的特點是能觀測到磨粒的尺寸、形貌、顏色等，但需要樣品預處理，檢測周期長，工序流程復雜，條件要求較高，而且操作人員需要具備一定素?質及經驗，不利于現場進行測試。(2)、光譜分析是利用每個元素都有其特有的原子結構的事實。當原子吸收到附加的能量時，其核外電子就會從低能級躍遷到高能級的軌道上去，這時的原子處于不穩定狀態，原子由不穩定狀態返回穩定狀態要釋放一定頻率的電磁波能量，每種元素發出特有波長的光或顏色。將輻射出的光經過色散，得到按波長排列的線光譜，根據特征譜線有無出現判斷某物質是否存在，根據特征譜線的強弱判斷該物質含量的多少。它的特點是可在30秒鐘內精確分析出油液中近20種(最多可達32種)元素的(PPM級)含量，可分析潤滑油和液壓油中的各種磨損金屬元素Fe、Cu、Al、Pb，添加劑元素S、P、Ca、Ba和外界污染元素Si的濃度。但是，它的體積笨重、龐大，檢測費用昂貴。(3)、顆粒計數器的基本原理是利用用樣流過毛細管，在毛細管的一側裝有激光光源，另一側裝的有光學放大系統，和圖像傳感器，當油樣有磨粒流過時，磨粒在傳感器上成像，根據成像的尺寸大小和脈沖次數便可以獲知磨粒的尺寸的大小和個數，它的不足之處是不能檢出粒徑的材質，潤滑油中往往含有不同的顆粒種類，比如碳粒、油泥和各種氧化物等，而且體積龐大，顆粒計數器只能識別大小和數目，不能反應鐵磨粒的多少。上述這些方法通常僅僅適合于實驗室分析用。?

發明內容

針對上述提到的現有技術中的潤滑油中鐵磨粒檢測方法的缺點，本發明提供一種簡單、可行，且分析速度快、成本低廉的檢測方法和裝置，解決了上述技術問題。?

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：一種快速檢測潤滑油中鐵磁磨粒含量的裝置和檢測方法該方法為在一個具有交變磁場的激勵線圈兩端等距離位置處分別設置有一個檢測線圈和一個平衡線圈，將測試樣品靠近其中一個磁感線圈，檢測兩個磁感線圈感應信號，并對感應信號進行積分和放大，通過兩個信號的差值推算被測樣品中含有鐵磁磨粒?的多少。?

一種實現上述方法的檢測裝置，包括一個具有交變磁場的激勵線圈、一個檢測線圈和一個平衡線圈、一個檢測轉盤和檢測信號處理電路，兩個磁感線圈分別設置在激勵線圈兩端等距離處，其中一個磁感線圈為感應線圈，另一個磁感線圈為平衡線圈，檢測轉盤靠近感應線圈設置，感應線圈和平衡線圈分別輸出感應信號給檢測信號處理電路。?

一種用于上述方法的微弱信號處理電路，該電路包括檢測電橋、采樣保持器、比較器、直流放大器、模數轉換器和單片機，兩個磁感線圈分別輸出感應信號至檢測電橋進行檢測，檢測電橋輸出檢測信號給采樣保持器進行信號保持，采樣保持器分別輸出兩個磁感線圈感應信號的保持信號給比較器進行比較，比較器將信號比較結果輸出給直流放大器進行信號放大，放大后的信號經過模數轉換器轉換成數字信號給單片機進行處理。?

本發明解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括：?

所述的交變磁場的變換頻率為1KHz～5KHz。?

所述的磁芯采用柱形鐵芯上繞上激勵線圈形成，給激勵線圈通入變換的激勵信號，使其產生交變磁場。?

所述的激勵信號為正弦信號。?