[发明专利]基于高磁导率铁芯的金属磨损颗粒检测传感器及检测方法

权利要求书

1.一种基于高磁导率铁芯的金属磨损颗粒检测传感器，其特征在于，包括：油管通道入口、检测单元、油管通道出口和传感器外壳；所述检测单元设置在所述传感器外壳内，所述油管通道入口与所述检测单元的第一端连接，所述油管通道出口与所述检测单元的第二端连接；

所述检测单元包括检测单元入口、陶瓷骨架、第一激励线圈、感应线圈、第二激励线圈、检测单元出口和高磁导率铁芯；

所述陶瓷骨架的一端为所述检测单元入口，所述检测单元入口与所述油管通道入口连通，所述陶瓷骨架的另一端为所述检测单元出口，所述检测单元出口与所述油管通道出口连通；所述陶瓷骨架的外侧间隔设置有三个线圈凹槽，位于中部的所述线圈凹槽内设置有所述感应线圈，位于所述感应线圈两侧的所述线圈凹槽内分别设置有所述第一激励线圈和第二激励线圈；位于所述感应线圈、第一激励线圈和第二激励线圈的径向外侧以及轴向两侧设置有所述高磁导率铁芯。

2.如权利要求1所述金属磨损颗粒检测传感器，其特征在于，所述第一激励线圈和第二激励线圈绕制方向相反。

3.如权利要求1所述金属磨损颗粒检测传感器，其特征在于，所述高磁导率铁芯采用导磁胶分别与所述感应线圈、第一激励线圈和第二激励线圈的外侧及轴向两侧固定连接。

4.如权利要求1所述金属磨损颗粒检测传感器，其特征在于，所述第一激励线圈、第二激励线圈和感应线圈都采用漆包线绕制而成。

5.如权利要求1所述金属磨损颗粒检测传感器，其特征在于，所述高磁导率铁芯的相对磁导率为5000-20000。

6.如权利要求5所述金属磨损颗粒检测传感器，其特征在于，所述高磁导率铁芯采用相对磁导率为5000的铍镆合金制成。

7.一种基于高磁导率铁芯的金属磨损颗粒检测传感器的检测方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1至6任一项所述的金属磨损颗粒检测传感器，包括以下步骤：

1)带有金属磨损颗粒的润滑油液进入传感器后，磨损颗粒在传感器背景磁场的作用下被磁化，并在磨损颗粒位置处分别产生外部磁化场和内部磁化场，得到磨损颗粒处的合磁场；

2)根据磨损颗粒处的合磁场得到磨损颗粒内部的磁化强度；

3)根据颗粒内部磁化强度得到颗粒内部磁感应强度B和传感器中磁化场的总磁链，进而得到感器输出感应电动势，通过该感应电动势实现对微小金属磨损颗粒进行检测。

8.如权利要求7所述检测方法，其特征在于，磨损颗粒处的合磁场H为：

H＝H₀+H_in＝H₀-NM，

式中，H_in为磨损颗粒内部退磁场，H₀为线圈内部磁场强度，M为磨损颗粒的磁化强度，N为退磁因子。

9.如权利要求7所述检测方法，其特征在于，颗粒内部磁化强度M'为：

式中，μ_r为相对导磁率，H'为添加高磁导率铁芯后空间磁场的总磁场强度，H'＝H₀+H₁，H₀为线圈内部磁场强度，H₁为磁场增量。

10.如权利要求7所述检测方法，其特征在于，传感器输出感应电动势E为：

式中，I为通过线圈的电流；为激励电压；R_s为单个线圈电阻；L为线圈电感；△L为传感器线圈电感增量，磨损颗粒通过引起的传感器总磁链变化量为△ψ，△L＝△ψ/L。