[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

说明书

本发明涉及一种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，其包括检测单元，检测单元设置在传感器外壳内，油管通道入口与检测单元的第一端连接，油管通道出口与检测单元的第二端连接；检测单元包括陶瓷骨架，陶瓷骨架的一端为检测单元入口，检测单元入口与油管通道入口连通，陶瓷骨架的另一端为检测单元出口，检测单元出口与油管通道出口连通；陶瓷骨架的外侧间隔设置有三个线圈凹槽，位于中部的线圈凹槽内设置有感应线圈，位于感应线圈两侧的线圈凹槽内分别设置有第一激励线圈和第二激励线圈；位于感应线圈、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高磁导率铁芯。本发明可以广泛在设备油液系统故障检测领域中应用。

技术领域

本发明涉及一种设备油液系统故障检测领域，特别是关于一种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。

背景技术

在机械设备的运行过程中，摩擦导致的磨损现象是不可避免的，因设备过度磨损而导致的机械故障是影响机械设备正常运行的主要障碍之一。在机械设备长时间的运行过程中产生的磨损颗粒中包含着设备当前阶段的磨损状态信息，通过对润滑油液中磨粒信息的实时检测，可以有效的获取当前的设备磨损状态。研究表明机械设备正常运行时润滑系统内的磨损颗粒直径集中于20μm；当设备磨损加剧时，油液内的磨损颗粒直径将增加到50μm-150μm，而50-150μm区间的颗粒又会导致设备发生更大的磨损。因此对润滑油内磨损颗粒的检测研究应尽可能提高对50-150μm左右磨损颗粒的检测能力。现阶段的油液磨粒在线检测方法主要有光学检测、电学检测、声学检测、电感检测等。其中电感式金属磨损颗粒检测传感器具有结构形式简单可靠、温度稳定性好、抗背景噪声能力强的优点，但其对微小磨粒的检测能力较弱的缺点仍然限制了其得到广泛应用。如何提高电感式金属磨损颗粒检测传感器对微小磨粒的检测能力是目前对电感式磨粒检测传感器的主要研究方向。

发明内容

针对上述金属磨损颗粒检测传感器对微小磨粒检测能力不足的问题，本发明的目的是提供一种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，其能有效提高对于微小磨粒的检测能力。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于高磁导率铁芯的金属磨损颗粒检测传感器，其包括：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。

进一步，所述第一激励线圈和第二激励线圈绕制方向相反。

进一步，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。

进一步，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。

进一步，所述高磁导率铁芯的相对磁导率为5000-20000。

进一步，所述高磁导率铁芯采用相对磁导率为5000的铍镆合金制成。

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，该方法采用上述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；