用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统，其温控模块、磁化模块、机械离心模块、旋转磁场离心模块、吸附模块、相邻电容微粒监测模块和消磁模块依次连接；所述温控模块的一端设有油液入口；所述吸附模块具体为带电击锤的同极相邻型吸附环。本发明专利技术引入基于电容边缘效应的相邻电容传感器技术，实现磨损微粒非侵入、无约束监测；通过磁化、机械离心和旋转磁场离心模块使油液中的磨损微粒磁化、聚合成大颗粒并运动到管壁附近并被吸附模块吸附，以提高相邻电容传感器的输出监测信号强度；通过温控模块及合理设计相邻电容传感器极板层结构，抑制噪声并最优化相邻电容传感器监测装置的整体性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液压管路油液中的磨损微粒在线监测系统，具体涉及一种用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统，属于液压系统

技术介绍
液压系统油液中的磨损微粒不但可以使运动副产生磨粒磨损而且可以使运动副的相对运动受阻而导致控制部件动作失灵。国内外的资料统计表明，液压机械70％故障源自油液的颗粒污染。因此，对油液中的磨损微粒进行在线监测已成为减少磨损及液压系统故障的重要途径之一。电容传感器因其制作方便、成本低廉而被应用于机器油液的污染监测。专利文献1（中国专利技术专利授权公告号CN101435788B）公开了一种基于介电常数测量的在线油液监测传感器及其系统，该专利技术的传感器包括支座及其固定在内部的三根极柱，三根极柱构成了差动式圆柱电容，能监测传感器电容值的微小变化，从而反推油液介电常数的微小变化，进而实现对油液污染度的实施监测。该监测方法中的传感器极柱浸入到油液中，造成了油液流态的改变，影响了测量精度；油液在传感器极柱表面会形成沉积油膜，不仅造成测量精度下降，同时还带来传感器清洗问题。文献2（赵新泽等，武汉水利电力大学（宜昌）学报，1999（3））公开了一种油液污染监测用电容传感器探头，该探头由一圆筒玻璃管与紧贴该管外壁的两半圆形电极组成，其实质为平行板电容传感器。该电容传感器激励极板与接收极板间距受液压管道直径约束，由于液压管道直径相对较大，该传感器灵敏度不够理想。因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统，以克服现有技术中的所述缺陷。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统，其采用非侵入的测量方式、对被测量的无约束性、监测信号强且灵敏度高、低成本、环境适应性强。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统，其包括温控模块、磁化模块、机械离心模块、旋转磁场离心模块、吸附模块、相邻电容微粒监测模块以及消磁模块；其中，所述温控模块、磁化模块、机械离心模块、旋转磁场离心模块、吸附模块、相邻电容微粒监测模块和消磁模块依次连接；所述温控模块的一端设有油液入口；所述吸附模块采用带电击锤的同极相邻型吸附环；所述带电击锤的同极相邻型吸附环包括铝质环形管道、正向螺线管、反向螺线管、铁质导磁帽、隔板、电击锤以及电磁铁；所述正向螺线管和反向螺线管分别布置于铝质环形管道内，两者通有方向相反的电流，使得正向螺线管和反向螺线管相邻处产生同性磁极；所述铁质导磁帽布置于铝质环形管道的内壁上，其位于正向螺线管和反向螺线管相邻处、以及正向螺线管和反向螺线管轴线的中间点；所述隔板位于正向螺线管和反向螺线管之间；所述电击锤和电磁铁位于隔板之间；所述电磁铁连接并能推动电击锤，使电击锤敲击铝质环形管道内壁。本专利技术的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统进一步设置为：所述温控模块包括加热器、冷却器和温度传感器；所述加热器采用带温度检测的重庆金鸿的润滑油加热器；所述冷却器选用表面蒸发式空冷器，冷却器的翅片管选KLM型翅片管；温度传感器采用铂电阻温度传感器。本专利技术的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统进一步设置为：所述磁化模块包括铝质管道、若干绕组、铁质外壳、法兰以及若干磁化电流输出模块；其中，所述若干绕组分别绕在铝质管道外，各绕组由正绕组和逆绕组组成，正绕组和逆绕组内的电流大小相等；所述铁质外壳包覆于铝质管道上；所述法兰焊接在铝质管道的两端；每一磁化电流输出模块连接至一绕组。本专利技术的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统进一步设置为：所述机械离心模块采用切向进流离心装置、涡旋发生器离心装置、液体旋流发生器离心装置、弯头式起旋器或者旋流离心装置。本专利技术的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统进一步设置为：所述旋流离心模块包括旋流管壁、第一导流片、第二导流片、步进电机以及流量传感器；其中，所述第一导流片设有3片，该3片第一导流片沿管壁内圆周隔120°均匀分布，其安放角设为18°；所述第二导流片和第一导流片结构相同，其设置在第一导流片后，并和第一导流片错开60°连接在管壁内，其安放角设为36℃；所述第一导流片的长边与管壁相连，短边沿管壁的轴线延伸；其前缘挫成钝形，后缘加工成翼形，其高度为管壁直径的0.4倍，长度为管壁直径的1.8倍；所述步进电机连接并驱动第一导流片和第二导流片，以调节安放角；所述流量传感器设置在管壁内的中央。本专利技术的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统进一步设置为：所述旋转磁场离心模块包括铝质管道、铁质外壳、三相对称绕组、法兰以及三相对称电流模块；所述三相对称绕组绕在铝质管道外；所述铁质外壳包覆于铝质管道上；所述法兰焊接在铝质管道的两端；所述三相对称电流模块连接所述三相对称绕组。本专利技术的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统进一步设置为：所述相邻电容微粒监测模块包括有机玻璃内壁、接地屏蔽层、接收极板、激励极板以及外壁；其中，所述机玻璃内壁、接地屏蔽层和外壁呈管状结构，并依次自内而外设置；所述机玻璃内壁的厚度为0.5mm，介电常数为2.5；所述接地屏蔽层的介电常数为1.5-2.5，厚度为外壁厚度的1到2倍；所述接收极板、激励极板嵌设在接地屏蔽层上，并位于机玻璃内壁外侧；所述接收极板、激励极板均采用皮亚诺曲线结构极板层，两者之间设有隔离层；所述隔离层的宽度为有机玻璃内壁厚度的0.8-1倍。本专利技术的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统进一步设置为：所述消磁模块的一端设有油液出口，其由剩磁传感器和消磁器组成。本专利技术的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统还设置为：其包括一ECU，所述剩磁传感器、消磁器、加热器、冷却器、温度传感器、磁化电流输出模块、机械离心模块、旋转磁场离心模块、吸附模块和相邻电容微粒监测模块均电性连接至ECU上。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1. 本专利技术的多对正逆线圈结构的磁化模块，线圈电流可在线数字设定，以产生磁化需要的非均匀磁场，使油液中的磨损微粒强力磁化并聚合成大颗粒，同时使胶质颗粒分解消融并抑制气泡生长；机械和磁场离心模块使磁化微粒“分离”并向腔壁运动；通过吸附模块捕获管壁表面磁化聚合大颗粒。2. 在液压管路磨损微粒监测装置中引入基于电容边缘效应的相邻电容传感器，通过将磨损微粒磁化、聚合成大颗粒并离心吸附到管壁以提高颗粒浓度，增加管壁表面油液的介电常数，极大提高了传感器输出信号强度并巧妙解决了信号强度和穿透深度指标冲突的矛盾。3. 在极板层设计中引入了有效边缘长且结构复杂的皮亚诺曲线结构。该皮亚诺曲线结构极板层中，激励极板、接收极板和隔离极板组成的曲线能遍历正方形极板层中所有的点，得到一条充满整个正方形极板层空间的曲线。在极板层面积固定的情况下，该结构具有最长有效边缘、最大极板面积和最复杂结构，以此来获得最佳信号强度。4. 温控模块、磁化模块、机械离心模块、旋转磁场离心模块、吸附模块、相邻电容微粒监测模块相结合的液压管路磨损微粒监测技术路线，既保证了监测可靠性，同时又使得监测系统的整体性能最优。【附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统，其特征在于：包括温控模块、磁化模块、机械离心模块、旋转磁场离心模块、吸附模块、相邻电容微粒监测模块以及消磁模块；其中，所述温控模块、磁化模块、机械离心模块、旋转磁场离心模块、吸附模块、相邻电容微粒监测模块和消磁模块依次连接；所述温控模块的一端设有油液入口；所述吸附模块采用带电击锤的同极相邻型吸附环；所述带电击锤的同极相邻型吸附环包括铝质环形管道、正向螺线管、反向螺线管、铁质导磁帽、隔板、电击锤以及电磁铁；所述正向螺线管和反向螺线管分别布置于铝质环形管道内，两者通有方向相反的电流，使得正向螺线管和反向螺线管相邻处产生同性磁极；所述铁质导磁帽布置于铝质环形管道的内壁上，其位于正向螺线管和反向螺线管相邻处、以及正向螺线管和反向螺线管轴线的中间点；所述隔板位于正向螺线管和反向螺线管之间；所述电击锤和电磁铁位于隔板之间；所述电磁铁连接并能推动电击锤，使电击锤敲击铝质环形管道内壁。

【技术特征摘要】
1.用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统，其特征在于：包括温控模块、磁化模块、机械离心模块、旋转磁场离心模块、吸附模块、相邻电容微粒监测模块以及消磁模块；其中，所述温控模块、磁化模块、机械离心模块、旋转磁场离心模块、吸附模块、相邻电容微粒监测模块和消磁模块依次连接；所述温控模块的一端设有油液入口；所述吸附模块采用带电击锤的同极相邻型吸附环；所述带电击锤的同极相邻型吸附环包括铝质环形管道、正向螺线管、反向螺线管、铁质导磁帽、隔板、电击锤以及电磁铁；所述正向螺线管和反向螺线管分别布置于铝质环形管道内，两者通有方向相反的电流，使得正向螺线管和反向螺线管相邻处产生同性磁极；所述铁质导磁帽布置于铝质环形管道的内壁上，其位于正向螺线管和反向螺线管相邻处、以及正向螺线管和反向螺线管轴线的中间点；所述隔板位于正向螺线管和反向螺线管之间；所述电击锤和电磁铁位于隔板之间；所述电磁铁连接并能推动电击锤，使电击锤敲击铝质环形管道内壁。2.如权利要求1所述的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统，其特征在于：所述温控模块包括加热器、冷却器和温度传感器；所述加热器采用带温度检测的重庆金鸿的润滑油加热器；所述冷却器选用表面蒸发式空冷器，冷却器的翅片管选KLM型翅片管；温度传感器采用铂电阻温度传感器。3.如权利要求1所述的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统，其特征在于：所述磁化装置包括铝质管道、若干绕组、铁质外壳、法兰以及若干磁化电流输出模块；其中，所述若干绕组分别绕在铝质管道外，各绕组由正绕组和逆绕组组成，正绕组和逆绕组内的电流大小相等；所述铁质外壳包覆于铝质管道上；所述法兰焊接在铝质管道的两端；每一磁化电流输出模块连接至一绕组。4.如权利要求1所述的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统，其特征在于：所述机械离心模块采用切向进流离心装置、涡旋发生器离心装置、液体旋流发生器离心装置、弯头式起旋器或者旋流离心装置。5.如权利要求4所述的用离心、电击锤吸附和相邻电容的磨损微粒在线监测系统，其特征在于：所述旋流离心模...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵徐涛，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33