油液监测传感器及设备的制作方法

本实用新型涉及油液监测领域，更具体地，涉及一种油液监测传感器及设备。

背景技术：

在机械设备中，润滑油和液压油是保证机械设备性能的重要评判标准，在机械系统故障中，超过75％的故障是由于油液污染造成的。

油液中包含了大量污染物，其中以固体污染物的危害最为严重，由于固体污染物中的金属颗粒硬度较高，极易造成动力机械设备内部运动部件的磨损失效，是造成设备磨损故障的主要因素，并且润滑系统中的金属颗粒物，带有显示动力机械设备摩擦工作状态的丰富信息，对润滑油液中存在的铁磁性和抗磁性两类金属颗粒的材质、数量和尺寸分析，可有效地评价动力机械设备摩擦的工作状态，预测动力机械设备摩擦的故障状态。

随着动力机械设备对运行状态实时监测、提高运行安全性、降低维护成本、故障预警等要求日益提高，对油液内的金属颗粒进行在线监测成为重要方向。油液金属颗粒在线监测技术，对实现动力机械设备的工作状态判断和故障预警等有重大意义。

目前的油液金属颗粒监测分析技术主要是光谱分析、铁谱分析和颗粒计数等，手段单一，都属于离线监测，需要设备停止运行，采集样本进行操作，缺乏实时性，且对流动的液体状况不具有完全一致性。

因此，有必要开发一种能够实时监测、监测范围宽泛的油液监测设备。

公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型提出了一种油液监测设备，其能够根据金属对磁场的不同影响，实现对油液内金属颗粒监测的目的。

根据本实用新型的一方面，提出了一种油液监测设备，包括：

铁芯；

电感线圈，所述电感线圈缠绕于所述铁芯上；

微流通道，所述微流通道设置于所述电感线圈中间，使之形成一个待测区域。

优选地，所述待测区域中设置一个微电感传感器。

优选地，所述电感线圈是并联连接。

优选地，所述电感线圈是桥式连接。

优选地，所述电感线圈的缠绕匝数相同。

根据本实用新型的另一方面，提出了一种油液监测设备，所述设备包括：

油液监测传感器，所述油液监测传感器用于感应待测油液中金属颗粒粒径相关的脉冲信号；

监测校准电路，所述监测校准电路用于监测所述脉冲信号，并对所述脉冲信号进行校准过滤；

航空插头，所述航空插头用于把监测和校准结果发送到监控显示系统。

优选地，所述油液监测传感器通过其中的所述微电感传感器判断所述待测油液中金属颗粒的种类。

优选地，所述监测校准电路能够对所述油液监测传感器发出的信号进行综合分析和运算。

优选地，所述航空插头发送到所述监控显示系统的结果是文字信号或警报信号。

根据本实用新型的油液监测传感器及设备，其优点在于：采用的传感器电感线圈通过并联或桥式连接，提高油液监测传感器设备的精度和抗干扰能力；

通过对油液的实时监测，实时分析油液中金属颗粒含量的变化趋势，能够及时对油液进行过滤或更新，避免了设备磨损状况的加剧及由于油液污染而出现控制系统故障和事故；

通过对油箱内油液的实时监测和比对，能够及时发现不同设备设计和制造上存在的差异，以及设备运行周期里磨损率最高的区域，有利于油液系统的优化设计和技术革新，并安排合理有效的维护周期，从而延长设备使用寿命；

通过实时监测，根据油质变化趋势合理有效地设置维护周期，提前预防设备故障的出现和扩大，有助于大幅度减少因处理设备故障造成多余的人工、设施使用等费用，有效降低运营成本。

本实用新型的设备具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的一种油液监测传感器的示意图。

图2示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的一种油液监测设备原理示意图。

图3示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的并联传感器。

图4示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的桥式连接传感器。

附图标记说明：

1、电感线圈；2、微流通道；3、待测区域；4、微电传感器；

5、监测校准电路；6、航空插头；7、油液监测传感器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本实用新型的示例性实施例的油液监测传感器，包括：铁芯；电感线圈，电感线圈缠绕于铁芯上；微流通道，微流通道设置于电感线圈中间，使之形成一个待测区域。

作为优选方案，待测区域中设置一个微电感传感器。

电感线圈中通入高频交流电时，在与电感线圈垂直方向上会产生交变磁场。金属颗粒经过该交变磁场区域时，一方面金属颗粒会被磁化，使原有磁场的磁感应强度增大，增大的程度与金属颗粒的相对磁导率有关；另一方面，根据楞次定律，金属颗粒内部会产生涡流，涡流磁场会抵消部分原有的磁场，使磁感应强度降低。

作为优选方案，电感线圈是并联连接。

并联连接的两组线圈间的等效电感产生的新磁场来对金属颗粒进行检测。两组线圈之间的耦合方式有多种，其等效电感与其耦合程度有很大关系。

如图3所示，本实用新型采用的并联耦合方式：

V(t)＝V1(t)＝V2(t)

I(t)＝I1(t)+I2(t)

其中，V(t)为激励电压；

I(t)为激励电流。

V1(t)＝V(t)＝L1*DI1(t)/Dt+M*DI2(t)/Dt

V2(t)＝V(t)＝M*DI1(t)/Dt+L2*DI2(t)/Dt

其中，L1为第一线圈的自身电感；

L2为第二线圈的自身电感；

M为双线圈之间的等效电感。

双线圈采用该耦合方式的等效电感：

Leq＝(L1*L2-M²)/(L1+L2-2M)

其中，两线圈之间的互感：

其中，k为互感系数，两线圈完全耦合时，k＝1；两线圈完全不耦合时，k＝0。

因为两个并联线圈是并列缠绕，其长度可认为是相等的，即L1＝L2＝L，由此：M＝KL。

得到：Leq＝(k+1)L/2。

作为优选方案，电感线圈是桥式连接。

当两个并联耦合的线圈并且匝数完全相同时，双线圈的基础电感值要比单线圈传感器的小，提高了传感器的精度和抗干扰能力。

如图4所示，采用四电感线圈桥式连接，在传感器的测量精度和抗干扰能力上有了更大的提高。

采用的传感器电感线圈通过并联或桥式连接，提高油液监测传感器设备的精度和抗干扰能力。

根据本实用新型的示例性实施例的油液监测设备，包括：油液监测传感器，油液监测传感器用于感应待测油液中金属颗粒粒径相关的脉冲信号；监测校准电路，监测校准电路用于监测所述脉冲信号，并对所述脉冲信号进行校准过滤。

其中，监测校准电路是用来对四组线圈传出来的脉冲信号进行分析和判断，通过分析不同角度的线圈所感应到的电感强度，结合不同涡流信号的正负方向，来过滤掉由于噪音造成的磁场扰动。

航空插头，航空插头用于把监测和校准结果发送到监控显示系统。

其中，航空插头用于本设备同用户端监控显示系统进行连接的连接装置。它通过多芯电缆连接到用户端，四个端口分别是：一对正负极电源，获取本监测器所需的低压电源；一对信号端口，用于把本监测器所获得的信息传送到用户端监控显示系统。

作为优选方案，油液监测传感器通过其中的微电感传感器判断待测油液中金属颗粒的种类。

铁磁性金属颗粒(以铁为例)的相对磁导率远大于1，因此，当铁磁性金属经过检测区域时，磁场的磁感应强度会增大；非铁磁性金属颗粒(以铜为例)的相对磁导率约为0.99991，因此，当非铁磁性金属颗粒经过检测区域时，涡流作用为影响磁场分布的主要因素，磁场的磁感应强度会降低。铁颗粒经过检测区域时，微电感传感器会产生正的与颗粒粒径相关的脉冲信号；铜颗粒经过检测区域时，微电感传感器会产生负的与颗粒粒径相关的脉冲信号，并综合分析所经过的颗粒的属性(金属或非金属)和粒径大小。

通过对油液的实时监测，实时分析油液中金属颗粒含量的变化趋势，能够及时对油液进行过滤或更新，避免了设备磨损状况的加剧及由于油液污染而出现控制系统故障和事故。

作为优选方案，监测校准电路能够对油液监测传感器发出的信号进行综合分析和运算。

通过分析不同角度的线圈所感应到的电感强度，来过滤掉由于噪音造成的磁场扰动；通过分析线圈所感应到的电感强度大小，来判断所经过的颗粒的粒径大小；结合不同涡流信号的正负脉冲方向，判断流经颗粒的属性(金属或非金属)，来达到对脉冲信号的综合分析。

油液流动穿过微流通道，油液里所含有的金属颗粒和非金属颗粒流经周围线圈组成的传感器，在线圈里分别产生扰动，形成不同的脉冲信号，分别发送给监测校准电路，监测校准电路对脉冲信号进行综合分析和运算，最终形成对油液中金属颗粒和非金属颗粒数量、大小和性质等指标的判断。

作为优选方案，把对油液中金属颗粒和非金属颗粒数量、大小和性质等指标的判断结果通过航空插头发送到监控系统中，形成文字信号或警报信号，达到对油液实时监控的效果。

通过对油箱内油液的实时监测和比对，能够及时发现不同设备设计和制造上存在的差异，以及设备运行周期里磨损率最高的区域，有利于油液系统的优化设计和技术革新，并安排合理有效的维护周期，从而延长设备使用寿命；

通过实时监测，根据油质变化趋势合理有效地设置维护周期，提前预防设备故障的出现和扩大，有助于大幅度减少因处理设备故障造成多余的人工、设施使用等费用，有效降低运营成本。

实施例1

图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的一种油液监测传感器的示意图。

根据本实用新型的一个示例性实施例的一种油液监测传感器，包括：

铁芯；

电感线圈1，电感线圈1缠绕于铁芯上，电感线圈1的缠绕匝数相同；

微流通道2，微流通道2设置于电感线圈1中间，使之形成一个待测区域3。

其中，待测区域3中设置一个微电感传感器4。

电感线圈1是并联连接或桥式连接，本实用新型中采用桥式连接，能够提高传感器的精度和抗干扰能力。

图2示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的一种油液监测设备原理示意图。

根据本实用新型的一个示例性实施例的一种油液监测设备，包括：

油液监测传感器7，油液监测传感器7用于感应待测油液中金属颗粒粒径相关的脉冲信号；

监测校准电路5，监测校准电路5用于监测所述脉冲信号，并对所述脉冲信号进行校准过滤；

航空插头6，所述航空插头6用于把监测和校准结果发送到监控显示系统。

油液监测传感器7是桥式连接的四组线圈组成的传感器，油液按图2示出的箭头方向流动穿过此通路，油液里所含的金属颗粒和非金属颗粒流经周围四组线圈组成的油液监测传感器7，在四组线圈里分别产生扰动，形成不同的脉冲信号，由A、B、C、D四个点分别发送到监测校准电路5，其中OV是零电位接口。

监测校准电路5为由监测电路和数字校准电路组成的电路板，对A、B、C、D四组信号进行综合分析和运算，最终形成对油液中金属颗粒和非金属颗粒数量、大小和性质等指标的判断，并将所需的结果通过航空插头6发送到监控系统中，形成文字说明和报警信号，达到对油液实时监控的效果，其中航空插头6的3号头与监测校准电路的输入端(IN)相连，其中航空插头6的4号头与监测校准电路的输出端(OUT)相连，航空插头6的1、2号头与监测校准电路的一对信号端口相连。

本领域技术人员应理解，上面对本实用新型的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本实用新型的实施例的有益效果，并不意在将本实用新型的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。