[实用新型]多参量油液在线测量传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于多传感器的集成测量领域，特别涉及各类油液(包括燃油)的测量。 

背景技术

大多数的机械设备都采用润滑油或其它润滑剂进行润滑，这些油液在机器内部循环，像人体的血液一样含有丰富的有关机体运行状况的信息。随着科学技术的发展，机器的结构日趋复杂，工作性能不断提高，以油液分析为基础的故障监测、预报和诊治技术的重要性日益突出，工业发达的国家早在二三十年前就开始重视这项技术，并已取得了长足的进步。 

我国在润滑油油质监测领域起步较晚，目前多数监测中心和实验室均采用国外的离线式测量设备提供油液检测服务。近十年有多所大学和研究机构在油液分析理论以及相关设备研制进行了大量的工作，在铁谱，光谱等单一检测方面取得一定成果。武汉交通科技大学、北京铁路局等单位也正在积极开发油液监测技术软件包。但总体上国内油液监测技术落后国际先进水平。 

目前国内和国际上对设备油液分析的研究主要集中在单传感器/单参数测量，通过多个传感器结构实现多参数的测量和分析，基于多传感器融合的集成监测技术研究已经成为当前传感器技术的热门课题。 

由于设备使用过程中，润滑油形成油膜起到润滑作用的工作位置空间都较为狭小，普通传感器不易安装，本发明所阐述的传感器采用MEMS技术进行加工，四个参量传感器(在线黏度、密度、介电常数和温度)可加工在长宽几个毫米的微小硅片上，使得传感器可以直接在油膜形成位置，即润滑油起润滑作用的工作位置进行测量，这样就可以更为准确地判断油料的健康状况，克服以往只能在进油、出油或储油位置进行样品采样，所采油样易污染，不能反映油料实际工况状态的问题。而且该类型传感器，在国内尚未见同类的案例和报道。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种采用微机电刻写技术加工的多参量油液在线测量传感器，对在线黏度、密度、介电常数、温度等4个油液的典型指标进行检测，可准确地反映出油液的健康状态，其具有体积小，安装方便，检测速度快，适于在现场的油液实时监测，通过安装数字化通讯接口可方便地实现多台设备的自动化、网络化监控。 

为实现以上目的，本发明提供了一种基于微机电刻写技术的多参量油液在线测量传感器，该传感器主要包括： 

1)基于微机电刻写技术刻写的温度传感器(1)，温度传感器采用技术较为成熟的铂电阻，利用温度改变会导致铂电阻阻值变化的原理，对温度进行测量，该项技术本身较为成熟。 

2)基于微机电刻写技术刻写的黏度传感器(2)，通过对没入油液的叉指阵列施加电压，利用逆压电效应在油液中激励产生出正弦波。通过测量正弦波的幅度来不断调整激励信号的电压，使得被激励正弦波振幅始终保持不变。由于油液的黏度发生变化时，声波在油液内传播时衰减程度也会发生变化，因此通过测量激励信号电压的变化曲线就可以得到油液黏度的变化曲线。 

3)基于微机电刻写技术刻写的交流阻抗/介电常数传感器(3)，通过对比电极间10kHz～25MHz间不同频率的交流阻抗谱图，可以分析出油液导电特性的变化得到介电常数的变化曲线。 

4)基于微机电刻写技术刻写的密度传感器(4)，通过这两个电极间油液产生的电活性物质电流强度，进而可以得到与电流强度强相关的油液密度变化曲线。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中： 

图1为本实用新型多参量油液传感器的结构示意图； 

图2为本实用新型多参量油液传感器内部的温度传感器结构示意图； 

图3为本实用新型多参量油液传感器内部的黏度传感器结构示意图； 

图4为本实用新型多参量油液传感器内部的交流阻抗/介电常数传感器结构示意图； 

图5为本实用新型多参量油液传感器内部的密度传感器结构示意图； 

具体实施方式

本发明的核心在于：通过单传感器结构并利用微机电刻写加工技术实现了油液在线黏度、密度、介电常数、温度的集成测量，为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图对本实用新型的作进一步的说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。 

图1为本实用新型多参量油液传感器的结构示意图，采用微机电刻写技术进行加工，将四个参量传感器(在线黏度、密度、交流阻抗/介电常数和温度)加工在长宽几个毫米的微小硅片上。