[發明專利]一種混疊磨粒油液區分檢測裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 202211420719.1
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115931977A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張洪朋;謝雨財;張雨薇;張舒垚;任彥龍;史皓天;于爽;洪嘉駒;李偉
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 高意;李洪福

本發明提供一種混疊磨粒油液區分檢測裝置及方法，包括：依次連接的三線圈微流體芯片、信號調理單元、數據采集卡，三線圈微流體芯片結合信號調理單元通過相位、幅值、以及波峰波谷數量分析重疊顆粒的特征；三線圈微流體芯片包括玻璃載片和設置在玻璃載片上的芯片主體；芯片主體包括注油口、PDMS基底、微流道、出油口、兩個激勵線圈和感應線圈；激勵線圈和感應線圈分別纏繞在微流道上，且均嵌在PDMS基底內部，微流道的一端口作為注油口，另一端口作為出油口，感應線圈設置在兩個激勵線圈之間；信號調理單元包括依次電性連接的半波整流電路，低通濾波電路，鎖相放大器，后置放大器。本發明解決了現有電感油液檢測技術無法區分檢測疊加顆粒信號的問題。

技術領域

本發明涉及油液檢測分析技術領域，具體而言，尤其涉及一種混疊磨粒油液區分檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

油液檢測分析技術是對機械設備內的油液(液壓油、潤滑油等)中的理化性能和污染物顆粒進行定量和定性的分析。當油液中出現較多大尺寸磨粒時，表征機械系統受到異常磨損。此時若不能及時發現和修理，則會出現多米諾效應，磨粒加劇磨損，磨損增加磨粒，不斷惡性循環，直至整個系統崩壞。因此，對機械系統的油品進行及時有效的檢測，是預防事故、降低損失的直接手段。

油液檢測技術有多種方法，目前常用的顆粒計數方法有聲學檢測法，光學檢測法，電容檢測法和電感檢測法。相比于其他方法，電感檢測法不易受待測油樣的品質和環境噪音的影響，且能同時區分鐵磁性顆粒和非鐵磁性顆粒，在改變特定激勵信號時，還可以實現有色金屬的區分，因此電感檢測技術應用更為廣泛。但是它的輸出信號形狀較為單一，特征信號較少，只能通過信號的幅值確定磨粒大小以及相位確定磨粒的材質，無法區分檢測多顆粒疊加通過時的信號。

發明內容

根據上述提出現有的電感油液檢測技術無法區分檢測疊加顆粒信號的技術問題，而提供一種混疊磨粒油液區分檢測裝置及其檢測方法。本發明設計了一種基于微流體芯片的三線圈傳感器，它具有更多的信號特征，能夠實現不同材質以不同間距通過三線圈時的輸出特性分析。

本發明采用的技術手段如下：

一種混疊磨粒油液區分檢測裝置，包括：三線圈微流體芯片、與三線圈微流體芯片連接的信號調理單元以及與信號調理單元連接的數據采集卡，三線圈微流體芯片結合信號調理單元通過相位、幅值、以及波峰波谷數量分析重疊顆粒的特征，其中：

所述三線圈微流體芯片，包括玻璃載片以及設置在玻璃載片上的芯片主體；芯片主體包括注油口、PDMS基底、微流道、出油口、兩個激勵線圈以及感應線圈；在芯片主體中：兩個激勵線圈以及感應線圈分別纏繞在微流道上，且均嵌在PDMS基底內部，微流道的一端口作為注油口，另一端口作為出油口，感應線圈設置在兩個激勵線圈之間；

所述信號調理單元，包括依次電性連接的半波整流電路，低通濾波電路，鎖相放大器，后置放大器。

進一步地，兩個所述激勵線圈反向繞制，激勵線圈的匝數為300匝，內孔直徑為1300μm。

進一步地，兩個所述激勵線圈并聯在波形發生器上，感應線圈的兩端與所述信號調理單元連接。

進一步地，所述感應線圈以及兩個激勵線圈均由線徑為70μm的銅絲繞制而成。

本發明還提供了一種基于上述混疊磨粒油液區分檢測裝置實現的混疊磨粒油液區分檢測方法，包括：

將單個500μm、700μm的鐵顆粒和500μm、700μm的銅顆粒粘在超細塑料纖維上，通過步進電機控制滑臺控制顆粒在微流道中做往復運動，截取其中一個來回的信號；

當單個鐵顆粒通過所述三線圈微流體芯片時，輸出信號出現兩個波峰和波谷，且波峰和波谷信號大小不同，信號關于中心點對稱；

當單個銅顆粒通過所述三線圈微流體芯片時，輸出信號出現兩個波峰和波谷，但波谷信號明顯，信號不關于中心點對稱。