本发明专利技术提供一种高精度磁塞式传感器，包括：探头结构和信号调理电路，其中：探头结构包括外部激励线圈、内部感应线圈组和永磁铁，外部激励线圈用于提供激励信号；内部感应线圈组包括多个感应线圈，且每个感应线圈串联一个电容，构成LC谐振回路；永磁铁用于捕捉油液中的铁磁性金属颗粒到探头结构的端面；信号调理电路包括半波整流电路、低通滤波电路、锁相放大器以及后置放大器，用于通过分析波峰信号的大小和数量来监测滑油系统中的磨粒特征。本发明专利技术设计了一种磁塞传感器探头结构，该探头结构具有更高的检测精度，能够实现单个50μm的铁磁性磨粒的检测，提高了该类型传感器检测精度；同时，能够有效区分堆叠的磨粒，能够实现滑油系统的故障预警。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁塞传感器探头结构设计，具体而言，尤其涉及一种高精度磁塞式传感器。
技术介绍
1、柴油机润滑系统给各个运动部件提供冷却、减磨、清洁、密封和防腐所需的润滑油，是保障机械部件可靠工作的关键。约35％的柴油机运行故障都是由于其润滑系统中的油液被金属磨粒污染造成的。设备在磨合阶段磨损速率较快，磨粒尺寸较大(>250μm)，但质量浓度小。进入稳定磨损阶段磨损速率小且稳定，磨粒尺寸小(<10μm)、质量浓度小但缓慢增加；磨损初期阶段磨损速率缓慢增加，磨粒尺寸(<100μm)和质量浓度有了较为明显的增加。
2、磁塞磨粒传感器专门用来分析油液中磨粒总量以及质量浓度信息，常被安装在油箱底部或者内嵌在系统管路内，是一种典型的在线监测传感器。其探头内部结构主要包括一个检测线圈和一个永磁铁。永磁铁捕捉油液中的铁磁性金属颗粒到检测探头端面。探头线圈检测磨粒引起的电感变化，从而得到油液中磨粒的质量浓度水平。目前现有的磁塞传感器由于其检测线圈内径较大，对于单个铁磁性磨粒检测效果较差，只能检测到200μm以上的磨粒，或者需要较小磨粒堆积到一定数量是才能检测到。
技术实现思路
1、根据上述提出现有磁塞传感器使用较大内径的线圈无法实现单个小颗粒的检测的技术问题，而提供一种高精度磁塞式传感器。本专利技术设计一种基于lc谐振电路的传感器探头，该探头结构具有更高的检测精度，能够实现单个50μm的铁磁性磨粒的检测，对堆叠的磨粒能进行有效区分，能够实现滑油系统的故障预警。
>2、本专利技术采用的技术手段如下：3、一种高精度磁塞式传感器，包括：探头结构和信号调理电路，其中：
4、所述探头结构包括外部激励线圈、内部感应线圈组和永磁铁，外部激励线圈用于提供激励信号；内部感应线圈组包括多个感应线圈，且每个感应线圈串联一个电容，构成lc谐振回路；永磁铁用于捕捉油液中的铁磁性金属颗粒到探头结构的端面；
5、信号调理电路包括半波整流电路、低通滤波电路、锁相放大器以及后置放大器，用于通过分析波峰信号的大小和数量来监测滑油系统中的磨粒特征。
6、进一步地，所述外部激励线圈由线径80μm的铜丝绕制而成，线圈的匝数为200匝，内孔直径为13mm，高度为4mm。
7、进一步地，所述感应线圈由80μm的铜丝绕制而成，线圈的匝数为40匝，内孔直径为2mm，高度为2mm。
8、进一步地，所述感应线圈设置的位置不同，不同位置的感应线圈对于同尺寸磨粒的检测信号存在差异，感应线圈所处的磁场位置不同，与外部激励线圈之间的互感系数不同，导致内外线圈之间的耦合程度不同，导致信号峰值存在一定误差，通过调节与感应线圈串联的电容的容值来消除误差。
9、进一步地，所述信号调理电路用于通过分析波峰信号的大小和数量来检测滑油系统中的磨粒特征，具体包括：
10、分析波峰信号的数量，得到传感器吸附的磨粒数量；
11、分析波峰信号的峰值大小，得到吸附的磨粒粒径。
12、进一步地，所述信号调理电路还能够根据不同幅值的波峰，实现对不同尺寸磨粒的堆叠检测。
13、较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
14、本专利技术提供的一种高精度磁塞式传感器，设计了一种磁塞传感器探头结构，该探头结构具有更高的检测精度，能够实现单个50μm的铁磁性磨粒的检测，提高了该类型传感器检测精度；同时，能够有效区分堆叠的磨粒，能够实现滑油系统的故障预警。
15、基于上述理由本专利技术可在磨粒检测等领域广泛推广。
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【技术保护点】
1.一种高精度磁塞式传感器，其特征在于，包括：探头结构和信号调理电路，其中：
2.根据权利要求1所述的一种高精度磁塞式传感器，其特征在于，所述外部激励线圈(1)由线径80μm的铜丝绕制而成，线圈的匝数为200匝，内孔直径为13mm，高度为4mm。
3.根据权利要求1所述的一种高精度磁塞式传感器，其特征在于，所述感应线圈由80μm的铜丝绕制而成，线圈的匝数为40匝，内孔直径为2mm，高度为2mm。
4.根据权利要求3所述的一种高精度磁塞式传感器，其特征在于，所述感应线圈设置的位置不同，不同位置的感应线圈对于同尺寸磨粒的检测信号存在差异，感应线圈所处的磁场位置不同，与外部激励线圈(1)之间的互感系数不同，导致内外线圈之间的耦合程度不同，导致信号峰值存在一定误差，通过调节与感应线圈串联的电容的容值来消除误差。
5.根据权利要求1所述的一种高精度磁塞式传感器，其特征在于，所述信号调理电路用于通过分析波峰信号的大小和数量来检测滑油系统中的磨粒特征，具体包括：
6.根据权利要求1所述的一种高精度磁塞式传感器，其特征在于，所述信号调理电路还能够根据不同幅值的波峰，实现对不同尺寸磨粒的堆叠检测。
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【技术特征摘要】
1.一种高精度磁塞式传感器，其特征在于，包括：探头结构和信号调理电路，其中：
2.根据权利要求1所述的一种高精度磁塞式传感器，其特征在于，所述外部激励线圈(1)由线径80μm的铜丝绕制而成，线圈的匝数为200匝，内孔直径为13mm，高度为4mm。
3.根据权利要求1所述的一种高精度磁塞式传感器，其特征在于，所述感应线圈由80μm的铜丝绕制而成，线圈的匝数为40匝，内孔直径为2mm，高度为2mm。
4.根据权利要求3所述的一种高精度磁塞式传感器，其特征在于，所述感应线圈设置的位置不同，不同...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洪朋，陈家力，王吉喆，白晨朝，李伟，王晨勇，安云圣，吴迪，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：
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