[发明专利]一种用于磨损颗粒有序沉积的电磁装置及方法

说明书

本公开涉及一种用于磨损颗粒有序沉积的电磁装置，属于润滑油监测装置技术领域，该装置包括内磁铁、外磁铁、流道以及磁轭；内磁铁的中心设有通孔；内磁铁的外表面缠绕多组线圈；外磁铁由多段立柱组成，并以内磁铁为中心呈圆周排列分布在内磁铁四周；每根立柱上按相同方向缠绕线圈；外磁铁线圈缠绕方向与内磁铁线圈缠绕方向相反；磁轭用于固定内磁铁和外磁铁；磁轭的中心设有中心孔。流道包括上下流道两部分；上流道上设有出油孔；下流道包括进油管、表面沉积区域；进油管设置在内磁铁中心的通孔中；流道与磁轭通过卡扣连接固定内外磁铁。本装置过改变通电线圈的组数调整磁感应强度，实现在线监测过程中磨损颗粒在沉积区域按尺寸大小的有序分离。

技术领域

本公开属于润滑油监测装置技术领域，特别是一种用于磨损颗粒有序沉积的电磁装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

铁谱技术是利用高梯度强磁场从机械设备的润滑系统中分离出铁磁性磨损颗粒，而后进行观察分析的一种方法。离线式铁谱仪(包括直读式、分析式以及旋转式)利用特定结构的永磁体可以实现对磨损颗粒的有序沉积。通过光密度计、铁谱显微镜以及扫描电子显微镜可以获取磨损颗粒的尺寸、浓度、材料和形貌信息。但离线式分析离不开人工取样、送检、稀释处理等过程，无法实时的提供检测对象的磨损状态信息。在线式铁谱仪利用电磁铁能够产生可控的磁场，从而自动沉积和释放磨损颗粒，配以光电或者图像传感器，可以实现对设备磨损状态的在线监测。

现有的在线式铁谱仪的沉积装置可分为三种结构：1)西安交通大学在专利“电磁光电在线式铁谱仪”中基于直读\分析式铁谱仪的磁铁结构，设计出一种磁场可调的电磁装置，磨粒在高梯度强磁场的作用下能够在润滑油流动方向上按尺寸大小实现有序沉积。但该专利所采用的电磁装置沉积区域的磁力线方向与润滑油的流动方向垂直，沉积区域的磨粒链容易被“冲垮”，使得理论上磨粒的沉积规律被破坏。2)西安交通大学在专利“短沉积距离图像型在线铁谱装置与方法”中改进了第一种电磁装置，缩短了磁极长度并调整流道方向平行于沉积区的磁感应强度方向。能够通过改变流量和线圈电压实现大磨粒和小磨粒的沉积。但增加线圈电压会使得线圈功耗和温升增大，缩短电磁装置的服役时间。且由于沉积区域的缩小，该专利在处理磨粒尺寸较大、浓度较高的润滑油时容易发生磨粒重叠现象，不利于后续的观察和图像处理。3)南京航空航天大学在专利“在线式全流量可视铁谱仪”中基于旋转式铁谱仪的磁铁结构，设计了一种可用于在线监测的永磁体装置。通过一块电磁铁分离两块永磁体，消除沉积区域的磁场，达到释放磨粒的目的。但该沉积装置无法实现磨损颗粒的有序沉积，并且永磁体和电磁铁的混用增大了装置的体积和复杂程度。

因此，发明人发现现阶段的在线式铁谱仪的沉积装置中，尚且没有一种装置结构能够有效的实现磨损颗粒的有序沉积、获取磨损颗粒的尺寸分布特征。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本公开的目的是提供一种用于磨损颗粒有序沉积的电磁装置及方法。通过改变通电线圈的组数调整磁感应强度，实现在线监测过程中磨损颗粒在沉积区域按尺寸大小的有序分离。磨损颗粒在沉积区域呈环形分布，有利于磨粒的分散，适用于磨粒尺寸较大，浓度较高的润滑系统的监测。

为了实现上述目的，本公开是通过如下的技术方案来实现：

本公开的至少一实施例提供了一种用于磨损颗粒有序沉积的电磁装置，该装置包括内磁铁、外磁铁、流道以及磁轭；所述内磁铁的中心设有上下贯通的通孔；内磁铁的外表面缠绕多组线圈；所述外磁铁由多段立柱组成，并以内磁铁为中心呈圆周排列分布在内磁铁四周；每根立柱上按相同方向缠绕线圈；外磁铁线圈缠绕方向与内磁铁线圈缠绕方向相反；所述磁轭用于固定内磁铁和外磁铁；所述磁轭的中心设有中心孔。所述流道包括上下流道两部分；所述上流道上设有出油孔；所述下流道包括进油管、表面沉积区域；所述进油管设置在内磁铁中心的通孔中；所述流道与磁轭通过卡扣连接固定内外磁铁。

进一步的方案，内磁铁和外磁铁的底面设有螺栓孔；所述磁轭的内圈和外圈上设有沉孔；内磁铁和外磁铁与磁轭通过螺栓连接。