本发明专利技术提供一种多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置，包括：三线圈电感式检测芯片和脉冲信号后置处理电路；三线圈电感式检测芯片用于感应电感信号，采用微线圈作为激励和感应线圈时，颗粒对微线圈内部磁场的影响相对增强，使得生成的感生电动势会出现两个波峰和波谷，增加了信号的特征点位，提高了信号的识别度。脉冲信号后置处理电路用于将电感信号转化为电压信号，并通过进行一步的滤波、放大等处理手段增强信号的信噪比，提高金属颗粒的检测精度，最终由数据采集卡采集检测信号，输送至分析处理装置显示金属颗粒数量、尺寸、浓度等信息。本发明专利技术的技术方案解决了现有油液检测技术中电感检测法检测精度低的技术问题。测技术中电感检测法检测精度低的技术问题。测技术中电感检测法检测精度低的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置
[0001]本专利技术涉及油液状态监测
，具体而言，尤其涉及一种多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置。
技术介绍
[0002]滑油被视为机械设备的血液，其不仅用于减少机械设备各运动部件之间的摩擦，而且还能带走机械设备各部件之间的部分热量，清洁运动部件表面，同时还能有效防止部件的腐蚀，从而避免机械故障，延长机械部件使用寿命。然而各种机械设备中存在大量摩擦副，其工作过程会产生大量金属颗粒悬浮于油液之中，而80％的部件失效是由磨损导致的。当机械设备正常工作，滑油中金属颗粒污染物的浓度及尺寸会维持在较低水平，且粒径均在20μm以下；当机器出现异常磨损时，滑油中金属颗粒的浓度和尺寸都会增加，且粒径会达到50
‑
100μm。因此，对油液中的颗粒物种类及浓度进行监测可以提高机器工作的可靠性，并提前诊断机器故障。
[0003]目前工程上对于油液污染物快速检测方法主要有光学检测法、声学检测法、电容法、电感法等。光学检测法的特点是其灵敏度高、检测速度快，但其检测精度受油液透光度的影响；声学检测法受噪声和油温的干扰；电容检测可以检测非金属污染物，但是无法检测金属颗粒的属性；电感检测则可以对金属颗粒物的属性进行区分检测。
技术实现思路
[0004]根据上述提出现有油液检测技术中电感检测法检测精度低的技术问题，而提供一种多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置。本专利技术将金属颗粒检测芯片感应到的电感信号转化为电压信号，同时在未检测的电路中形成电压为零的直流信号，极大地提高金属颗粒的检测精度。最终由数据采集卡采集检测信号，输送至分析处理装置显示金属颗粒数量、尺寸、浓度等信息。
[0005]本专利技术采用的技术手段如下：
[0006]一种多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置，包括：三线圈电感式检测芯片和与三线圈电感式金属颗粒检测芯片连接的脉冲信号后置处理电路；其中：
[0007]所述三线圈电感式检测芯片，用于感应电感信号；
[0008]所述脉冲信号后置处理电路，用于将所述三线圈电感式检测芯片感应的电感信号转化为电压信号，同时在未检测的电路中形成电压为零的直流信号，提高金属颗粒的检测精度。
[0009]进一步地，所述三线圈电感式检测芯片包括玻璃载片、设置在玻璃载片上的PDMS基底、嵌在PDMS基底内的微流道、缠绕在微流道上的线圈；其中：
[0010]所述微流道的两端设置在PDMS基底外部，一端作为油液入口，另一端作为油液出口；
[0011]所述线圈包括两个励磁线圈和检测线圈，检测线圈设置在两个励磁线圈之间，且
两个励磁线圈反向绕制。
[0012]进一步地，所述励磁线圈和检测线圈为高导电性铜材质，导线外裹漆包线缠绕成空心状，三个线圈高度保持一致，金属颗粒依次通过励磁线圈、检测线圈、励磁线圈。
[0013]进一步地，所述脉冲信号后置处理电路包括激励模块、半波整流模块、滤波器模块以及运算放大器模块；其中：
[0014]所述激励模块，连接两个励磁线圈，用于对两个励磁线圈提供电压进行激励，激励源为交流电源；
[0015]所述半波整流模块，连接激励模块，用于将交流电转换成脉动直流电；
[0016]所述滤波器模块，连接检测线圈，用于将检测线圈感应的电感信号转化为电压信号，对电路平衡时的零电压信号进行滤波，形成接近电压为零的直流信号；
[0017]所述运算放大器模块，连接滤波器模块，用于将输出信号端的电压信号进行放大，使后置处理电路输出的信号为电压为零的直流信号。
[0018]进一步地，所述半波整流模块由电阻和二极管组成，用于将交流电半波整流为脉动直流电。
[0019]进一步地，所述三线圈电感式检测芯片设置在液压、润滑系统中，用于截获金属颗粒经过三线圈电感式检测芯片时产生的脉冲信号。
[0020]进一步地，所述脉冲信号后置处理电路连接数据采集模块，用于采集所述三线圈电感式检测芯片产生的脉冲信号和脉冲信号经过半波整流模块、滤波器模块以及运算放大器模块处理后的高信噪比检测信号，并将高信噪比检测信号显示在分析处理装置上，从而获取液压、润滑系统中黑色金属磨粒的数量、尺寸、浓度信息。
[0021]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0022]1、本专利技术提供的多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置，采用微线圈作为激励和感应线圈时，颗粒对微线圈内部磁场的影响相对增强，使得生成的感生电动势会出现两个波峰和波谷，增加了信号的特征点位，提高了信号的识别度。
[0023]2、本专利技术提供的多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置，解决了现有油液检测技术中电感检测法检测精度低的问题，能够实现在各机械设备液压系统、润滑系统中对金属颗粒进行实时、在线检测的同时具有高检测精度和无极检测通量，并应用于实际大型设备的磨损状态检测，对机械设备故障诊断领域具有重要的社会意义和十分可观的应用前景。
[0024]基于上述理由本专利技术可在油液状态监测等领域广泛推广。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术三线圈电感式检测芯片结构示意图。
[0027]图2为本专利技术检测线圈结构示意图。
[0028]图3为本专利技术多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置示意图。
[0029]图4为本专利技术多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置检测流程图。
[0030]图5为本专利技术实施例提供的铜颗粒输出信号图。
[0031]图6为本专利技术实施例提供的铁颗粒输出信号图。
[0032]图7为本专利技术多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置信号输出图与传统三线圈传感器输出信号对比图。图中：1、第一励磁线圈；2、检测线圈；3、第二励磁线圈；4、金属颗粒；5、三线圈电感式检测芯片；6、激励模块；7、半波整流模块；8、滤波器模块；9、运算放大器模块；10、数据采集模块；11、玻璃载片；12、PDMS基底；13、微流道；14、油液入口；15、油液出口。
具体实施方式
[0033]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0034]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置，其特征在于，包括：三线圈电感式检测芯片和与三线圈电感式金属颗粒检测芯片连接的脉冲信号后置处理电路；其中：所述三线圈电感式检测芯片，用于感应电感信号，采用微线圈作为激励和感应线圈时，颗粒对微线圈内部磁场的影响相对增强，使得生成的感生电动势会出现两个波峰和波谷，增加了信号的特征点位，提高了信号的识别度；所述脉冲信号后置处理电路，用于将所述三线圈电感式检测芯片感应的电感信号转化为电压信号，同时在未检测的电路中形成电压为零的直流信号，提高金属颗粒的检测精度。2.根据权利要求1所述的多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置，其特征在于，所述三线圈电感式检测芯片包括玻璃载片、设置在玻璃载片上的PDMS基底、嵌在PDMS基底内的微流道、缠绕在微流道上的线圈；其中：所述微流道的两端设置在PDMS基底外部，一端作为油液入口，另一端作为油液出口；所述线圈包括两个励磁线圈和检测线圈，检测线圈设置在两个励磁线圈之间，且两个励磁线圈反向绕制，两个励磁线圈施加外部电压，采用磁场将金属颗粒磁化，检测线圈用于改变检测区域内磁场。3.根据权利要求1所述的多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置，其特征在于，所述励磁线圈和检测线圈为高导电性铜材质，导线外裹漆包线缠绕成空心状，三个线圈高度保持一致，金属颗粒依次通过励磁线圈、检测线圈、励磁线圈。4.根据权利要求1所述的多信号特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洪朋，谢雨财，张舒垚，张雨薇，任彦龙，史皓天，于爽，洪嘉驹，李伟，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：
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