[发明专利]一种旋流磨损颗粒检测传感器及其分散效果分析方法

说明书

本发明公开了一种旋流磨损颗粒检测传感器，包括湍流分离区和磨粒检测区，所述湍流分离区为一带有空腔的圆盘，所述圆盘的内壁为圆柱面，所述圆盘的侧壁处设置有向外突出的延伸管，所述延伸管上开设有油液入口，所述油液入口偏置设置于所述圆盘上，所述圆盘上设置有油液出口，所述油液出口与所述磨粒检测区的进口连通。本发明能够提高磨损颗粒检测传感器的检测灵敏度和准确度，降低磨损故障检测过程中磨损颗粒检测传感器的漏报和误报概率。

技术领域

本发明涉及磨损检测设备技术领域，特别是涉及一种旋流磨损颗粒检测传感器及其分散效果分析方法。

背景技术

机械设备工作过程中，零部件的磨损是不可避免的。磨损现象的产生不仅会降低设备的工作效率，还会影响其使用寿命。相关研究表明，由元件磨损引起的机械故障是影响机械设备正常运行的重要因素之一，机械设备中不同种类的摩擦副间发生相对运动时会产生大量的磨损颗粒，这些磨损颗粒随润滑油液在机械系统中运动时，会进一步加剧设备磨损程度，并最终导致严重机械故障的发生。此外，磨损颗粒作为磨损现象的产物，包含了丰富的设备磨损状态信息，因此，为了预防元件过度磨损引发的严重机械故障、提高设备运行可靠性和安全性、降低维护与维修成本，对机械系统磨损状态进行在线监测与评估具有重要意义。

现有技术中机械系统磨损状态监测过程中一般需用到电磁式磨损颗粒检测传感器，且因其结构形式简单、温度稳定性好、抗背景噪声能力强、可靠性高等特点被广泛研究和应用。电磁式磨损颗粒检测传感器通过检测磨损颗粒引起的磁场扰动程度估计磨损颗粒粒度及材料属性，由于磨损颗粒随润滑油液运动并通过检测传感器时会受到流体力及电磁力的综合作用而产生聚合效应，聚合效应会使多颗磨损颗粒聚集在一起形成颗粒团(多铁磁性磨损颗粒团、多非铁磁性磨损颗粒团、多混合材料磨损颗粒团)，在磨损颗粒检测过程中，若多颗磨损颗粒以颗粒团的形式同时通过传感器检测区域，颗粒团内部会产生磁耦合效应，并改变检测传感器内部磁场扰动程度。其中，同种材料属性(均为铁磁性或均为非铁磁性)的磨损颗粒团会加剧传感器内磁场扰动，而导致传感器输出严重偏大的异常磨损信号，造成磨损状态的误报故障；不同材料属性(铁磁性和非铁磁性混合)的磨损颗粒团则会削弱传感器内的磁场扰动，而导致传感器输出偏小的异常磨损信号，造成磨损状态的漏报故障。

目前，国内外研究机构围绕磨损颗粒团分散开展了大量的科学研究工作。所采用的主要方法包括：高梯度磁场分离技术及磁泳技术。但二者附加的外磁场均会改变电磁式磨损颗粒检测传感器内部磁场，进而会显著降低传感器检测灵敏度和准确度。而由于机械设备中大量零部件由铁或钢材料构成，因此，机械系统润滑油液中铁磁性磨损颗粒数量远大于非铁磁性磨损颗粒的数量。同时，由于铁磁性磨损颗粒在磁场的作用下会迅速磁化，因此磨损颗粒间会产生更大的磁力，使得其随着润滑油液通过传感器时会更容易产生团聚效应。且研究表明同等粒度、同等间距的铁磁性颗粒团和非铁磁性颗粒团以相同姿态通过磨粒检测传感器时，铁磁性颗粒间磁耦合效应最强，对检测线圈检测到的磁场有较大的增强效应，所导致的颗粒检测结果误差也最为明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋流磨损颗粒检测传感器及其分散效果分析方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高磨损颗粒检测传感器的检测灵敏度和准确度，降低磨损故障检测过程中磨损颗粒检测传感器的漏报和误报概率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种旋流磨损颗粒检测传感器，包括湍流分离区和磨粒检测区，所述湍流分离区为一带有空腔的圆盘，所述圆盘的内壁为圆柱面，所述圆盘的侧壁处设置有向外突出的延伸管，所述延伸管上开设有油液入口，所述油液入口偏置设置于所述圆盘上，所述圆盘上设置有油液出口，所述油液出口与所述磨粒检测区的进口连通。

优选的，所述油液出口的中心线与所述油液入口的中心线相互垂直，所述油液出口设置在所述圆盘的底面上且与所述圆盘共轴线。

优选的，所述圆盘的所述底面上固定且连通有锥型罩，所述油液出口通过所述锥型罩与所述磨粒检测区的进口连通，所述磨粒检测区的外壁上开设有凹槽，所述凹槽中用于绕设检测线圈。