[發(fā)明專利]一種油液磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011157459.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN112362540A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅久飛;李靖;馮松;周威;李海青;劉新;寧景暉;楊磊磊;王鑫宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/00
• 分類號(hào): G01N15/00;G01N21/84;G01N27/74
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務(wù)所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種油液磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)(1)，所述水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)(1)設(shè)置有陣列螺紋孔，在其中一些螺紋孔上方分別固定有與所述螺紋孔配合安裝的支撐桿；第一支撐桿(5.1)上套接有高度可調(diào)的漏斗托架(12)，所述漏斗托架(12)上方安裝有漏斗(4)；第二支撐桿(5.2)上套設(shè)有流道托架(3)，并架設(shè)有石英制流道(2)；第三支撐桿(5.3)和第四支撐桿(5.4)上均安裝有換向支架夾(6)，在第三支撐桿(5.3)或者第四支撐桿(5.4)的頂部安裝有磨粒位置調(diào)節(jié)器(15)，兩個(gè)換向支架夾(6)之間固定有樹脂固定桿(7)；所述樹脂固定桿(7)下方固定有磨粒監(jiān)測(cè)傳感器(8)；

在所述水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)(1)上安裝有蠕動(dòng)泵(11)和磁力座(14)；油液流道(2)從所述蠕動(dòng)泵(11)引出，穿過所述漏斗(4)，進(jìn)入到磨粒位置傳感器(15)下方，再從磨粒監(jiān)測(cè)傳感器(8)下方返回蠕動(dòng)泵(11)；所述磁力座(14)上方支撐有高速攝影機(jī)(9)，所述高速攝影機(jī)(9)用于拍攝受磨粒監(jiān)測(cè)傳感器(8)磁場(chǎng)影響的的磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡。磁力座(14)上方設(shè)置有轉(zhuǎn)向部件(10)，通過調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)向部件(10)，改變所述高速攝影機(jī)(9)的垂直高度和拍攝角度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油液磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述磨粒位置調(diào)節(jié)器(15)包括第一激勵(lì)線圈、第一感應(yīng)線圈、第一鐵芯；第一激勵(lì)線圈嵌套在第一鐵芯上，第一鐵芯豎直向下正對(duì)油液流道(2)；通過控制第一激勵(lì)線圈的輸入電流，使得所述磨粒位置調(diào)節(jié)器(15)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的磁場(chǎng)，從而調(diào)節(jié)微小磨粒在油液通道(2)中的垂直高度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油液磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述磨粒監(jiān)測(cè)傳感器(8)包括磁極、第二激勵(lì)線圈、第二感應(yīng)線圈、第二鐵芯；第二激勵(lì)線圈嵌套在第二鐵芯上，磁極與第二鐵芯通過螺釘連接，第二感應(yīng)線圈包裹在油液流道(2)上。

4.一種油液磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡圖像的檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法包括：

通過控制磨粒位置調(diào)節(jié)器(15)的工作電流調(diào)節(jié)磨粒在油液流道(2)中的垂直高度；

當(dāng)磨粒經(jīng)過磨粒位置調(diào)節(jié)器(15)下方的油液通道(2)時(shí)，磨粒運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致磨粒位置調(diào)節(jié)器(15)周圍的磁場(chǎng)發(fā)生改變，第一感應(yīng)線圈產(chǎn)生電磁信號(hào)；

響應(yīng)于所述電磁信號(hào)，高速攝影機(jī)啟動(dòng)并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)磨粒在磨粒監(jiān)測(cè)傳感器(8)下方的運(yùn)動(dòng)軌跡；

磨粒監(jiān)測(cè)傳感器(8)架設(shè)置于油液流道(2)上方，磨粒監(jiān)測(cè)傳感器(8)通電后產(chǎn)生高梯度磁場(chǎng)，使磨粒受到的重力和電磁力方向相反，避免在流道底部沉積；

當(dāng)磨粒經(jīng)過磨粒監(jiān)測(cè)傳感器(8)下方的油液通道(2)時(shí)，磨粒運(yùn)動(dòng)使得磨粒監(jiān)測(cè)傳感器(8)周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化，第二感應(yīng)線圈產(chǎn)生表征出磨粒特征信息的電壓信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種油液磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡圖像的檢測(cè)方法，其特征在于，產(chǎn)生電壓信號(hào)后還包括采集所述電壓信號(hào)，將所述電壓信號(hào)與高速攝像機(jī)采集到的磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡圖像進(jìn)行處理，分析電壓信號(hào)和磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡映射關(guān)系，獲取磨粒信號(hào)的形成機(jī)理，優(yōu)化磨粒監(jiān)測(cè)傳感器的設(shè)計(jì)參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種油液磨粒運(yùn)動(dòng)軌跡圖像的檢測(cè)方法，其特征在于，所述電壓信號(hào)即磨粒監(jiān)測(cè)傳感器輸出信號(hào)u，表示為：

其中，N為感應(yīng)線圈匝數(shù)，F(xiàn)表示磁勢(shì)，v為磨粒的軸向運(yùn)動(dòng)速度，μ₀和μ分別為真空磁導(dǎo)率和磨粒的相對(duì)磁導(dǎo)率，δ為磨粒體積；β為磨粒軸向運(yùn)動(dòng)方向與磁路的夾角，x為磁路長度。