[發(fā)明專利]一種差動(dòng)式油液磨粒在線傳感器測(cè)試系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310559830.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103558127A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭長(zhǎng)松;馬彪;陳漫;李萌;葛鵬飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/00
• 分類號(hào): G01N15/00;G01N15/02
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 馬東偉

1.一種差動(dòng)式油液磨粒在線傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括激勵(lì)單元（1）、流管（6）、第一激勵(lì)線圈（2）、第二激勵(lì)線圈（5）、感應(yīng)線圈（3）及檢測(cè)單元（7），其中所述第一激勵(lì)線圈（2）、感應(yīng)線圈（3）、第二激勵(lì)線圈（5）依次同心固定在所述流管（6）上，且所述第一激勵(lì)線圈（2）、第二激勵(lì)線圈（5）關(guān)于所述感應(yīng)線圈（3）對(duì)稱，所述第一激勵(lì)線圈（2）和第二激勵(lì)線圈（5）纏繞方向相反，匝數(shù)相同，所述激勵(lì)單元（1）的一端接所述第一激勵(lì)線圈（2）的首端，所述第一激勵(lì)線圈（2）尾端連接所述第二激勵(lì)線圈（5）的首端，所述第二激勵(lì)線圈（5）的尾端連接所述激勵(lì)單元（1）的另一端，所述第一激勵(lì)線圈（2）、第二激勵(lì)線圈（5）由激勵(lì)單元（1）驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小相等方向相反，所述感應(yīng)線圈（3）和檢測(cè)單元（7）相連。

2.如權(quán)利要求1所述的一種差動(dòng)式油液磨粒在線傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述激勵(lì)單元（1）包括順次連接的單片機(jī)DDS、差分放大電路、電壓電流轉(zhuǎn)化電路和傳感器激勵(lì)源，通過(guò)單片機(jī)DDS調(diào)節(jié)頻率參數(shù)，所述激勵(lì)單元（1）對(duì)所述第一激勵(lì)線圈（2）和第二激勵(lì)線圈（5）施加高頻交流電，沒(méi)有磨粒通過(guò)時(shí)，兩個(gè)激勵(lì)線圈產(chǎn)生大小相同方向相反的磁場(chǎng)，由于互感會(huì)對(duì)感應(yīng)線圈（3）產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)E₁、E₂，

E₁＝-jωM₁I???（1）

E₂＝-jωM₂I???（2）

E_o＝E₁-E₂＝-jω(M₁-M₂)I???（3）

由

得到

其中E_o為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，M₁為第一激勵(lì)線圈（2）對(duì)感應(yīng)線圈（3）的互感系數(shù)，M₂為第二激勵(lì)線圈（5）對(duì)感應(yīng)線圈（3）的互感系數(shù)，ω為激勵(lì)源頻率，I為激勵(lì)電流，j為交流電復(fù)數(shù)表示法中虛數(shù)單位，N_o為感應(yīng)線圈（3）的匝數(shù)，為第一激勵(lì)線圈（2）對(duì)感應(yīng)線圈（3）的平均磁通量，為第二激勵(lì)線圈（5）對(duì)感應(yīng)線圈（3）的平均磁通量。

3.如權(quán)利要求2所述的一種差動(dòng)式油液磨粒在線傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)DDS中包括單片機(jī)和DDS芯片，所述DDS芯片為AD9850，所述單片機(jī)為STC10F08XE，STC10F08XE單片機(jī)與AD9850之間的接口采用并行總線連接。

4.如權(quán)利要求2所述的一種差動(dòng)式油液磨粒在線傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)單元（7）包括順次連接的鎖相放大單元、低通濾波單元和信號(hào)顯示單元。

5.如權(quán)利要求2所述的一種差動(dòng)式油液磨粒在線傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，還包括骨架（4）、傳感器左外殼（9）、橡膠圈（10）和傳感器右外殼（11），所述流管（6）和骨架（4）集成到一起，所述傳感器左外殼（9）、傳感器右外殼（11）分別與骨架（4）過(guò)渡配合，之間分別裝有所述橡膠圈（10）。

6.如權(quán)利要求5所述的一種差動(dòng)式油液磨粒在線傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器左外殼（9）和傳感器右外殼（11）均為金屬外殼，其間采用焊接連接。

7.如權(quán)利要求2所述的一種差動(dòng)式油液磨粒在線傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述第一激勵(lì)線圈（2）和第二激勵(lì)線圈（5）內(nèi)徑為10mm，外徑半徑為20mm，寬度為2mm，采用直徑為0.28mm的銅線，匝數(shù)為97匝。

8.如權(quán)利要求2所述的一種差動(dòng)式油液磨粒在線傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述感應(yīng)線圈（3）內(nèi)徑為10mm，外徑為17mm，寬度為2mm，匝數(shù)為99匝。

9.如權(quán)利要求2所述的一種差動(dòng)式油液磨粒在線傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述第一激勵(lì)線圈（2）、第二激勵(lì)線圈（5）和感應(yīng)線圈（3）之間的間隙均為2.5mm。

10.如權(quán)利要求2所述的一種差動(dòng)式油液磨粒在線傳感器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)磨粒（8）進(jìn)入所述第一激勵(lì)線圈（2）時(shí)，第一激勵(lì)線圈（2）對(duì)中心點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁為

B1=4kμ0μrIN1ra33m[r2+x2]32---(5)]]>

其中r_a為磨粒半徑，μ₀為真空磁導(dǎo)率，μ_r為鐵顆粒相對(duì)磁導(dǎo)率為，r為線圈內(nèi)徑，外徑為R，m為第一、二激勵(lì)線圈和感應(yīng)線圈寬度，N₁為激勵(lì)線圈匝數(shù)，I電流采用正弦交流電，以傳感器中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，取軸向?yàn)閤軸，沿右向?yàn)檎较驗(yàn)閥軸，沿向上為正，x為磨粒橫坐標(biāo)；

設(shè)感應(yīng)線圈的平均面積S＝πr²，沿x軸向左為正，則

第二激勵(lì)線圈對(duì)感應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁通量為

將（6）（7）代入（4）化簡(jiǎn)得到