[发明专利]一种多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置

说明书

本发明提供一种多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置，包括：三线圈电感式检测芯片和脉冲信号后置处理电路；三线圈电感式检测芯片用于感应电感信号，采用微线圈作为激励和感应线圈时，颗粒对微线圈内部磁场的影响相对增强，使得生成的感生电动势会出现两个波峰和波谷，增加了信号的特征点位，提高了信号的识别度。脉冲信号后置处理电路用于将电感信号转化为电压信号，并通过进行一步的滤波、放大等处理手段增强信号的信噪比，提高金属颗粒的检测精度，最终由数据采集卡采集检测信号，输送至分析处理装置显示金属颗粒数量、尺寸、浓度等信息。本发明的技术方案解决了现有油液检测技术中电感检测法检测精度低的技术问题。

技术领域

本发明涉及油液状态监测技术领域，具体而言，尤其涉及一种多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置。

背景技术

滑油被视为机械设备的血液，其不仅用于减少机械设备各运动部件之间的摩擦，而且还能带走机械设备各部件之间的部分热量，清洁运动部件表面，同时还能有效防止部件的腐蚀，从而避免机械故障，延长机械部件使用寿命。然而各种机械设备中存在大量摩擦副，其工作过程会产生大量金属颗粒悬浮于油液之中，而80％的部件失效是由磨损导致的。当机械设备正常工作，滑油中金属颗粒污染物的浓度及尺寸会维持在较低水平，且粒径均在20μm以下；当机器出现异常磨损时，滑油中金属颗粒的浓度和尺寸都会增加，且粒径会达到50-100μm。因此，对油液中的颗粒物种类及浓度进行监测可以提高机器工作的可靠性，并提前诊断机器故障。

目前工程上对于油液污染物快速检测方法主要有光学检测法、声学检测法、电容法、电感法等。光学检测法的特点是其灵敏度高、检测速度快，但其检测精度受油液透光度的影响；声学检测法受噪声和油温的干扰；电容检测可以检测非金属污染物，但是无法检测金属颗粒的属性；电感检测则可以对金属颗粒物的属性进行区分检测。

发明内容

根据上述提出现有油液检测技术中电感检测法检测精度低的技术问题，而提供一种多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置。本发明将金属颗粒检测芯片感应到的电感信号转化为电压信号，同时在未检测的电路中形成电压为零的直流信号，极大地提高金属颗粒的检测精度。最终由数据采集卡采集检测信号，输送至分析处理装置显示金属颗粒数量、尺寸、浓度等信息。

本发明采用的技术手段如下：

一种多信号特征的三线圈电感式金属颗粒检测装置，包括：三线圈电感式检测芯片和与三线圈电感式金属颗粒检测芯片连接的脉冲信号后置处理电路；其中：

所述三线圈电感式检测芯片，用于感应电感信号；

所述脉冲信号后置处理电路，用于将所述三线圈电感式检测芯片感应的电感信号转化为电压信号，同时在未检测的电路中形成电压为零的直流信号，提高金属颗粒的检测精度。

进一步地，所述三线圈电感式检测芯片包括玻璃载片、设置在玻璃载片上的PDMS基底、嵌在PDMS基底内的微流道、缠绕在微流道上的线圈；其中：

所述微流道的两端设置在PDMS基底外部，一端作为油液入口，另一端作为油液出口；

所述线圈包括两个励磁线圈和检测线圈，检测线圈设置在两个励磁线圈之间，且两个励磁线圈反向绕制。

进一步地，所述励磁线圈和检测线圈为高导电性铜材质，导线外裹漆包线缠绕成空心状，三个线圈高度保持一致，金属颗粒依次通过励磁线圈、检测线圈、励磁线圈。

进一步地，所述脉冲信号后置处理电路包括激励模块、半波整流模块、滤波器模块以及运算放大器模块；其中：

所述激励模块，连接两个励磁线圈，用于对两个励磁线圈提供电压进行激励，激励源为交流电源；

所述半波整流模块，连接激励模块，用于将交流电转换成脉动直流电；