[發明專利]一種潤滑油的在線監測傳感器

無效

• 申請號: 201110115458.8
• 申請日: 2011-05-05
• 公開（公告）號: CN102243200A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 王曉雷;郭海林;黃巍;祁勝
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;G01N15/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種潤滑油的在線監測傳感器，屬于監測傳感器領域。

背景技術

潤滑油是機械設備的“血液”，它在機械設備中起著密封、潤滑、減磨、冷卻、清洗、減震和防腐等重要作用。油液監測技術是通過分析被監測機器的在用潤滑油的性能變化和攜帶的磨損顆粒情況，獲得機器的潤滑和磨損狀態的信息，進而評價機器的工況并預測故障的技術。

油液監測分為離線監測和在線監測，離線監測是在現場采集油樣，然后在實驗室進行分析，常用的分析儀器有自動顆粒計數器、鐵譜儀、光譜分析儀、精密電子天平等，這種監測方式周期長，且設備昂貴。在線監測是通過傳感器連續或間歇地采集設備的潤滑油數據，通過信號處理傳輸技術直接顯示出設備油液的狀態，具有實時性強的特點。

目前對于在線監測傳感器，國內外各公司研制了基于光纖法、紅外法、射線方法、圖像識別方法等各種原理的在線監測傳感器，但是這些在線監測傳感器大多數結構復雜，價格昂貴。另外還有基于電學方法的監測傳感器，這種傳感器結構簡單，成本低，主要包括電感式和電容式傳感器。其中電感式傳感器主要用于檢測潤滑油中的鐵磁性磨粒，其主要結構為螺線管形。如加拿大GasTops公司研制的MetalSCAN傳感器，可以對油液中的鐵顆粒進行測量。電容式傳感器主要用于檢測潤滑油的油品劣化程度，其常用結構為極板型。如Kavlico公司研發的油液水分含量傳感器，可以對水分含量進行半定量的分析。上述兩類電學傳感器因性能限制只能檢測油品或磨粒的某一方面，無法滿足油液監測領域的全部需求。

發明內容

本發明提出了一種潤滑油的在線監測傳感器，該傳感器能夠同時檢測潤滑油中的鐵磁性磨粒濃度及油品的劣化程度，從而更好地監測設備潤滑和磨損狀態，實現按質換油，按需檢修。

本發明為解決其技術問題采用如下技術方案：

一種潤滑油的在線監測傳感器，包括兩個同心的平面線圈和四個接線柱，其特征在于當從第一接線柱、第四接線柱引出接線時，線圈就表現為電容特性；當從第一接線柱、第三接線柱或第二接線柱、第四接線柱引出接線時，線圈就表現為單倍電感特性；當第二接線柱、第三接線柱連通，從第一接線柱、第四接線柱引出接線，線圈就表現為2倍電感特性。

所述的同心平面線圈是圓形、多邊形或橢圓形。

所述的平面線圈厚度為微米至毫米尺度，平面線圈的直徑以及線寬和線距為微米至毫米尺度。??

本發明的有益效果如下：該傳感器集成了電感和電容的功能，通過后續的電路設計，能夠檢測出油液中磨粒的濃度和油液的變質情況，從而實現機器的預知性維修和按質換油，節省機器的維護成本。同時由于該傳感器是平面結構，尺寸在微米至毫米尺度，可以節省傳感器的體積，減輕傳感器的質量，在航空領域有著廣泛的應用前景。

附圖說明

圖1是本傳感器的平面線圈結構圖，其中1,2,3,4為接線柱，5為電磁線圈，6為基體。

圖2是線圈為電容形式傳感器的示意圖，從1,4接線柱引出接線。

圖3是線圈為電感形式傳感器的示意圖，從1,3接線柱引出接線。

圖4是線圈為電感形式傳感器的示意圖，2,3接線柱連通，從1,4接線柱引出接線，電感值是圖3中的兩倍（兩個電感串聯）。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明創造做進一步詳細說明。

如圖1所示，一種潤滑油的在線監測傳感器，在基體上制作兩個同心的平面線圈，每個線圈的厚度為微米至毫米尺度，線圈的直徑以及線寬和線距為微米至毫米尺度。兩個平面線圈通過四個接線柱1、2、3、4接線順序的變化，實現電感型傳感器及電容型傳感器的切換。電感型傳感器用于油液中鐵磁性顆粒的檢測，電容型傳感器用于潤滑油油品的檢測；從而實現對油液中鐵磁性顆粒的檢測和潤滑油油品的檢測。同心線圈的形狀可以是圓形，多邊形或橢圓形等。傳感器的基體材料可以選擇覆銅板或其他非金屬材料。在基體材料上通過光刻、腐蝕或電沉積等工藝制作平面線圈。該傳感器可以安裝在潤滑油回路的油管中或油箱中，可根據需要單點監測或組成一個監測網絡。

如圖2所示，當從接線柱1、4引出接線時，線圈就表現出電容特性。由于正常潤滑油的介電常數為2.0左右，而水的介電常數為80.0左右，所以若潤滑油中混有水或由于氧化等原因產生顯著劣化，其介電常數就會變化，從而使得傳感器的電容產生變化。通過后面相應的檢測電路將電容變化量轉化為電壓信號，從而得到潤滑油的變質程度。