[发明专利]一种在线油液磨粒监测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器系统磨损状态在线监测领域，尤其涉及一种在线油液磨粒监测装置及检测方法。

背景技术

在线油液监测是一种重要的机械设备早期故障检测方法。实时油液分析传感器是一种油液分析仪器，它通过检测油液中磨粒的尺寸、数量、材质和形状，实时检测机械设备的运行情况，及时预报潜在的故障，避免灾难性损坏或者使处于正常运转的设备减少不必要的维修，从而增加产值和效益。

现有技术中公开了一种在线油路磨粒监测装置（公开号为：CN 103217365 A），通过在初始上电时，调节油路磨粒传感器的两组激励线圈上激励信号的幅度差和相位差，使油路磨粒传感器的两个激励线圈产生的磁场极性相反并在中间检测线圈处抵消。这样，在平常没有带磨粒的油液通过油路磨粒传感器时，检测线圈上只有一个较小的载波信号输出；当有磨粒的油液通过传感器时，产生的磨粒信号会调制在载波信号上，然后送入信号检测电路进行放大及解调，就能得到有效的磨粒信号，将此磨粒信号送入DSP进行处理，得到油液中磨粒的大小，个数及材质等定性参数。

实际应用中根据电磁感应原理可以得出传感器变化量的模型，见《电感式磨粒传感器中铁磁质磨粒特性仿真研》仪器仪表学报第32卷第12期）。

Lc=μ0μ1πN12rd2(rd2+ld2-rd)l12]]>

式中：

L_c为当磨粒进入激励线圈时，磨粒引起磁感应强度的变化，而使得线圈局部电感变化，产生的电感变化量；μ₀为真空磁导率；μ₁为磨粒相对磁导率；N₁为激励线圈的匝数；r_d为磨损颗粒半径；l_d为磨粒轴长；l₁为磨粒轴长。

从模型中可以看出，传感器响应大小与磨粒的形状、尺寸和材料相对磁导率是有直接定量关系的，如果没有对颗粒形状和颗粒非金属材料进行定量测试，是不能定量测试磨粒尺寸的。

当前技术都未能实现磨粒尺寸、磨粒形状、磨粒材料等关键因素同时定量检测，也就是未能解决定量测试磨粒尺寸的问题。

现有技术中还公开了一种电阻抗断层成像方法（公开号为：CN1098499C），包括建立图像重建模型、区域剖分、计算正向扰动矩阵、对正向扰动矩阵进行奇异值分解等步骤，其中设计了多个剖分组合成像的方法，该方法采用了电学层析成像方法，有效的提高了精度、尽可能地利用了测量数据的信息，使成像质量迈进了一大步。

虽然上述电学层析成像方法是可以实现成像的，但是在磨粒检测过程中也存在着不适应的方面。首先此方法成像速度慢无法实现在线检测；其次电学层析成像技术在医疗设备领域发展成熟，多用于人体成像和管道多相流成像等普通尺寸实验室或便携式现场诊断，而在微米级微观尺寸的磨粒在线检测中还没有实现过；此外，该方法没有对磨粒检测识别中的磨粒数量、磨粒形状、磨粒尺寸大小、磨粒材质等进行计算，无法满足磨粒在线检测的技术需要。

发明内容

本发明提供了一种在线油液磨粒监测装置及控制方法，本发明实现了微米级微观尺寸的磨粒在线检测，能够实现在线显微图像检测和后处理，详见下文描述：