一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构、及其制作方法和使用方法技术

本发明专利技术属于机械装备状态检测领域，特别涉及一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构、及其制作方法和使用方法，所述复合磁场传感器包括永磁环、感应线圈、壳体、端盖、接线头、第一激励线圈与第二激励线圈；所述永磁环、感应线圈、第一激励线圈与第二激励线圈设置在壳体内部；所述感应线圈设置在永磁环外圆周侧面，采用灌封胶对壳体内部空隙区域进行填充并设置空腔用于润滑油液流通；所述端盖上设置有接线头用于对激励线圈进行供电以及对感应线圈采集的信号进行输出；所述壳体左右表面设置有两个螺纹孔用于连接油管；本发明专利技术能够清晰的检测出油液中的金属磨粒的分布情况，特别是同时检测出铁磁与非铁磁磨粒的情况，这使得检测的范围更大、更精准。更精准。更精准。

【技术实现步骤摘要】
一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构、及其制作方法和使用方法


[0001]本专利技术属于机械装备状态检测领域，特别涉及一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构、及其制作方法和使用方法。

技术介绍

[0002]机械设备在运行过程中，必然会由于部件表面间的摩擦而产生磨损。随着运行时间的增长，磨损量也逐步增多。机件过量的磨损就会导致设备各种恶性事件的发生。据统计，在一般机械零件的失效形式中，磨损失效几乎占了80％。因此，了解和掌握机件的磨损情况至关重要油液的加入可以在很大程度上减小磨擦。而且，随着油液在机械系统中的流动，携带了由磨擦产生的各种磨粒信息，通过对磨粒种类、大小、形状和数量等特征的分析检测，可以判断出设备的磨损情况，以便于设备进行健康运维管理。
[0003]目前，国内外已发展出了许多种磨粒检测传感器，可以根据润滑油的磁导率、声光传输特性和介电常数的变化进行分类，其中，电感传感器已成为主流的磨粒检测方法。对于电磁传感器，传感器本身响应频率不高，不适合快速动态测量，对于不同特性的磨粒信号产生的混叠，不易区分，显示困难，同时传感器结构对于磁场扰动有一定干扰，严重影响磨粒信号的生成与最终的显示。

技术实现思路

[0004]综上所述，本专利技术的目的在于设计了一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构、及其制作方法和使用方法以检测油液中的铁磁性与非铁磁性颗粒，本专利技术提供一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构、制作方法及检测方法。
[0005]本专利技术的一方面提供了一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构，包括：壳体、端盖、永磁环、感应线圈、第一激励线圈、第二激励线圈、接线头；
[0006]所述壳体的上面设置有第一安装槽体，所述端盖与第一安装槽体的上表面相适应；
[0007]所述永磁环、感应线圈、第一激励线圈、第二激励线圈设置在第一安装槽体内；
[0008]所述端盖设置有上下贯通的第一通孔，所述第一通孔内固定安装有接线头，所述接线头通过导线分别与感应线圈、第一激励线圈、第二激励线圈电连接；
[0009]所述壳体的左面和右面分别设置有与第一安装槽体相连通的第一螺纹孔和第二螺纹孔；
[0010]所述第一安装槽体内填充有灌封胶形成填充物体区；所述填充物体区的左面设置有左右贯通的第二通孔；
[0011]所述感应线圈固定设置在永磁环的圆周外侧，且所述永磁环的外径与感应线圈的内径相适应；
[0012]所述第二通孔从左向右依次经过第一激励线圈、感应线圈和第二激励线圈的圆周
内侧形成空腔；
[0013]所述第二通孔分别与第一螺纹孔和第二螺纹孔左右相对应。
[0014]优选地，所述第二通孔的直径与第一激励线圈、感应线圈和第二激励线圈的内径相同。
[0015]优选地，所述第一安装槽体为圆柱形槽体或方形槽体。
[0016]优选地，所述第一螺纹孔和第二螺纹孔与第二通孔的直径相同。
[0017]优选地，所述第一激励线圈与第二激励线圈分布在永磁环左右两侧，并相互对称。
[0018]优选地，所述第一激励线圈与第二激励线圈串联。
[0019]优选地，所述感应线圈分别与第一激励线圈和第二激励线圈之间的距离为0～10mm。
[0020]本专利技术的另一方面提供一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构的制作方法，所述方法用于制作所述的一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构，包括：
[0021]S1：采用激光切割技术在壳体上面设置第一安装槽体；
[0022]S2：采用螺纹铣削法在壳体的右侧面和左侧面分别打上螺纹孔；
[0023]S3：将感应线圈固定设置在永磁环的圆周外侧，且所述永磁环的外径与感应线圈的内径相适应；
[0024]S4：将永磁环、感应线圈、第一激励线圈、第二激励线圈设置在第一安装槽体内；所述第一激励线圈与第二激励线圈分布在永磁环左右两侧，并相互对称；
[0025]S5：利用聚四氟乙烯棒从左向右依次穿过第一螺纹孔、永磁环、感应线圈、第一激励线圈、第二激励线圈和第二螺纹孔；
[0026]S6：采用灌封胶对第一安装槽体进行填充，待灌封胶凝固后形成填充物体区；并抽出聚四氟乙烯棒在填充物体区形成空腔，在第一安装槽体上方盖上端盖完成复合磁场传感器机构的制作。
[0027]本专利技术的再一方面提供一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构的使用方法，所述方法应用于所述的一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构，包括：
[0028]S1：通过壳体左右两侧的螺纹孔外接油管，通过油管将润滑脂油液输入复合磁场传感器结构；
[0029]S2：通过接线头对激励线圈输入交流电，频率范围为100khz～500khz；
[0030]S3：通过接线头获取感应线圈的感应电信号；
[0031]S4：根据输入交流电的频率，设置保护带宽、低频段磨粒感应信号的最大频率、高频段磨粒感应信号的最小频率值和高频段磨粒感应信号的最大频率值，并利用带通采样原理确定磨粒感应电信号的最小带通采样频率；
[0032]优选地，所述利用带通采样原理确定磨粒感应电信号的最小带通采样频率包括：
[0033]根据保护带宽GB、低频段磨粒感应信号的最大频率f
H1
、高频段磨粒感应信号的最小频率值f
L2
和高频段磨粒感应信号的最大频率值f
H2
设置带通采样原理的约束条件；
[0034]在n的取值范围内取最大偶数，得到磨粒感应信号的最小带通采样频率f
s
。
[0035]S5：根据磨粒感应电信号的最小带通采样频率对感应电信号进行无失真欠采样检测铁磁磨粒与非铁磁磨粒的具体情况。
[0036]本专利技术至少具有以下有益效果
[0037]本专利技术通过永磁环与两个激励线圈在传感器内部分别形成涡流磁场和静磁场，当非铁磁金属磨粒通过空腔时，金属磨粒受涡流磁场的影响，将产生的变化传导给感应线圈，当铁磁磨粒经过永磁环时，由于永磁环能够提供恒定的静磁场，避免了电流对感应线圈感应电压信号的影响，通过把永磁环安置在感应线圈内部所产生的静磁场，提升了金属磨粒导致的磁通变化量，提高了检测精度。本专利技术结构紧凑、易安装，且能够适应各类监测环境，可以同时测的铁磁磨粒与非铁磁磨粒的具体情况，加强了传感器对于磨粒种类的检测范围。
附图说明
[0038]图1为本专利技术复合磁场传感器机构的剖视图；
[0039]图2为本专利技术复合磁场传感器机构的分解示意图；
[0040]图3为本专利技术复合磁场传感器机构对铁磁磨粒的感应电压检测示意图；
[0041]图4为本专利技术复合磁场传感器机构对于非铁磁磨粒的感应电压检测示意图。
[0042]其中，1、壳体，11、第一安装槽体，2、第一激励线圈，3、感应线圈，4、端盖，41、第一通孔，5、填充物体区，51、第二通孔，6、第二激励线圈，7、永磁环，8、第一螺纹孔，9、接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构，其特征在于，包括：壳体(1)、端盖(4)、永磁环(7)、感应线圈(3)、第一激励线圈(2)、第二激励线圈(6)、接线头(9)；所述壳体(1)的上面设置有第一安装槽体(11)，所述端盖(4)与第一安装槽体(11)的上表面相适应；所述永磁环(7)、感应线圈(3)、第一激励线圈(2)、第二激励线圈(6)设置在第一安装槽体(11)内；所述端盖(4)设置有上下贯通的第一通孔(41)，所述第一通孔(41)内固定安装有接线头(9)，所述接线头(9)通过导线分别与感应线圈(3)、第一激励线圈(2)、第二激励线圈(6)电连接；所述壳体(1)的左面和右面分别设置有与第一安装槽体(11)相连通的第一螺纹孔(8)和第二螺纹孔(10)；所述第一安装槽体(11)内填充有灌封胶形成填充物体区(5)；所述填充物体区(5)的左面设置有左右贯通的第二通孔(51)；所述感应线圈(3)固定设置在永磁环(7)的圆周外侧，且所述永磁环(7)的外径与感应线圈(3)的内径相适应；所述第二通孔(51)从左向右依次经过第一激励线圈(2)、感应线圈(3)和第二激励线圈(6)的圆周内侧形成空腔；所述第二通孔(51)分别与第一螺纹孔(8)和第二螺纹孔(10)左右相对应。2.根据权利要求1所述的一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构，其特征在于，所述第二通孔(51)的直径与第一激励线圈(2)、感应线圈(3)和第二激励线圈(6)的内径相同。3.根据权利要求1所述的一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构，其特征在于，所述第一安装槽体(11)为圆柱形槽体或方形槽体。4.根据权利要求1所述的一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构，其特征在于，所述第一螺纹孔(8)和第二螺纹孔(10)与第二通孔(51)的直径相同。5.根据权利要求1所述的一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构，其特征在于，所述第一激励线圈(2)与第二激励线圈(6)分布在永磁环左右两侧，并相互对称。6.根据权利要求1所述的一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构，其特征在于，所述第一激励线圈(2)与第二激励线圈(6)串联。7.根据权利要求1所述的一种用于润滑油磨粒检测的复合磁场传感器结构，其特征在于，所述感应线圈(3)分别与第一激励线圈(2)和第二激励线圈(6)之间的距离为0～10mm。8.一种用于润滑油磨粒检测的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯松，杨杰，熊林，禄盛，萧红，苏祖强，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：