[發明專利]一種在線油液磨粒監測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201410113420.0
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103926276A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 孫衍山;曾周末;張濤;李健;靳世久
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N27/06
• 分類號: G01N27/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

技術領域

本發明涉及機器系統磨損狀態在線監測領域，尤其涉及一種在線油液磨粒監測裝置及檢測方法。

背景技術

在線油液監測是一種重要的機械設備早期故障檢測方法。實時油液分析傳感器是一種油液分析儀器，它通過檢測油液中磨粒的尺寸、數量、材質和形狀，實時檢測機械設備的運行情況，及時預報潛在的故障，避免災難性損壞或者使處于正常運轉的設備減少不必要的維修，從而增加產值和效益。

現有技術中公開了一種在線油路磨粒監測裝置（公開號為：CN?103217365?A），通過在初始上電時，調節油路磨粒傳感器的兩組激勵線圈上激勵信號的幅度差和相位差，使油路磨粒傳感器的兩個激勵線圈產生的磁場極性相反并在中間檢測線圈處抵消。這樣，在平常沒有帶磨粒的油液通過油路磨粒傳感器時，檢測線圈上只有一個較小的載波信號輸出；當有磨粒的油液通過傳感器時，產生的磨粒信號會調制在載波信號上，然后送入信號檢測電路進行放大及解調，就能得到有效的磨粒信號，將此磨粒信號送入DSP進行處理，得到油液中磨粒的大小，個數及材質等定性參數。

實際應用中根據電磁感應原理可以得出傳感器變化量的模型，見《電感式磨粒傳感器中鐵磁質磨粒特性仿真研》儀器儀表學報第32卷第12期）。

Lc=μ0μ1πN12rd2(rd2+ld2-rd)l12]]>

式中：

L_c為當磨粒進入激勵線圈時，磨粒引起磁感應強度的變化，而使得線圈局部電感變化，產生的電感變化量；μ₀為真空磁導率；μ₁為磨粒相對磁導率；N₁為激勵線圈的匝數；r_d為磨損顆粒半徑；l_d為磨粒軸長；l₁為磨粒軸長。

從模型中可以看出，傳感器響應大小與磨粒的形狀、尺寸和材料相對磁導率是有直接定量關系的，如果沒有對顆粒形狀和顆粒非金屬材料進行定量測試，是不能定量測試磨粒尺寸的。

當前技術都未能實現磨粒尺寸、磨粒形狀、磨粒材料等關鍵因素同時定量檢測，也就是未能解決定量測試磨粒尺寸的問題。

現有技術中還公開了一種電阻抗斷層成像方法（公開號為：CN1098499C），包括建立圖像重建模型、區域剖分、計算正向擾動矩陣、對正向擾動矩陣進行奇異值分解等步驟，其中設計了多個剖分組合成像的方法，該方法采用了電學層析成像方法，有效的提高了精度、盡可能地利用了測量數據的信息，使成像質量邁進了一大步。

雖然上述電學層析成像方法是可以實現成像的，但是在磨粒檢測過程中也存在著不適應的方面。首先此方法成像速度慢無法實現在線檢測；其次電學層析成像技術在醫療設備領域發展成熟，多用于人體成像和管道多相流成像等普通尺寸實驗室或便攜式現場診斷，而在微米級微觀尺寸的磨粒在線檢測中還沒有實現過；此外，該方法沒有對磨粒檢測識別中的磨粒數量、磨粒形狀、磨粒尺寸大小、磨粒材質等進行計算，無法滿足磨粒在線檢測的技術需要。

發明內容

本發明提供了一種在線油液磨粒監測裝置及控制方法，本發明實現了微米級微觀尺寸的磨粒在線檢測，能夠實現在線顯微圖像檢測和后處理，詳見下文描述：