专利名称：一种检测润滑油中金属磨屑的方法
技术领域：
本发明涉及一种检测润滑油中金属磨屑的方法，可用于对由润滑油润滑的含金属摩擦副元素的摩擦副所处的磨损状态进行监测。
机器零件的磨损过程一般经历三个阶段，即跑合磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段。跑合阶段的特征一般是磨损速率由大到小，逐步达到正常磨损阶段；正常磨损阶段的磨损速率基本恒定；到达剧烈磨损阶段后磨损速率迅速增加，摩擦副即将失效。因此，通过检测润滑油中磨屑量的变化可以推断摩擦副所处的磨损状态。现有的检测润滑油中金属磨屑的方法，是使含磨屑的润滑油流过玻璃片或玻璃管时用磁力吸引磨屑使其滞留在玻璃片上或玻璃管内壁，同时通过测定这些玻璃片或玻璃管的透光度来检测磨屑的存在；或将这些玻璃片或玻璃管取下，用显微镜、电子扫描镜或其它方法对之进行观察。参考文献见机械工业出版社90年出版的《铁谱技术原理及应用》。这种用测沉积磨屑的玻璃片或玻璃管透光度检测磨屑的方法，受光源发射的光束横截面尺寸或普通光敏器件的有效受光面积的限制，当润滑油管道横截面尺寸较光源光束横截面尺寸大时，不能直接地提供管道中润滑油所含全部磨屑量的信息。其次，由于单层金属磨屑即可阻断光的通过，因此透光率不能反映金属磨屑在沉积玻璃片上或玻璃管壁沿光路重叠堆积与否或沉积层的厚度。因而此检测方法精确度较低。此外，由于需采用磁力将磨屑沉积在玻璃片或玻璃管壁上，因此对非铁磁性磨屑还必须先磁化。
本发明的目的是提供一种无需采用磁力吸引磨屑，且精确度较高的检测润滑油中金属磨屑的方法。
本发明是这样实现的使含有金属磨屑的润滑油流入一个通道，所述通道的周壁至少有一部分由彼此绝缘且相对的金属极板构成，当润滑油通过金属极板之间时，检测极板间电容量变化。由于极板间的电容量随润滑油中金属磨屑量的多少以及磨屑颗粒的大小而变化，即当磨屑较多或者颗粒较大时，极板间的电容量较大，反之则较小，因此根据检测到的电容量变化情况，可估算润滑油中金属磨屑的含量状况，从而推断出摩擦副所处的磨损状态。例如可事先对某个机器中的一对摩擦副分别在跑合磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段进行测试，获得与各阶段对应的极板间的电容量，以此作为参考值，在实际检测时，将现场测得的电容量与参考值作比较，即可判断出构成该摩擦副的机器零件的磨损状况。本发明不但因为可以对位于整块极板面积区域内的润滑油所携带的磨屑进行直接检测，而且因为磨屑沿电场方向(即垂直于极板的方向)的累计尺度会直接影响极板间电容的大小，因此较现有方法检测精确度高。另一方面，由于不用沉积磨屑，因此无需使用磁力吸引磨屑。
本发明的优点是1．由于本方法提高了检测润滑油中金属磨屑的精确度，因此可更准确地推断摩擦副所处磨损状态，对即将失效的机器零件做到及时更换，避免因运动副失效而引起的机器故障所造成的损失；2．对于非铁磁性金属磨屑，省去了预先磁化步骤，使检测过程简化。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的原理简图；图2为本发明所述通道的实施例1；图3为图2的A-A剖视图；图4为本发明所述通道的实施例2；图5为图4的B-B剖视图。
本发明的原理如图1所示，彼此绝缘的金属极板1a、1b之间形成一个通道2，当带有金属磨屑的润滑油3流经该通道时，用检测电路检测极板1a、1b之间的电容量变化情况，即可推断出润滑油中所含金属磨屑的情况。检测电路可采用已有的各种测量电容量大小的电子线路，如由待测电容与固定电容或电阻组成的桥式检测电路，以及待测电容与电感组成的调频测量电路等等，或者直接使用已有的电容量测量仪。将上述金属极板和流经其间的润滑油介质所构成的电容器作为这些电路中的一个待测电容元件，当极板间电容量变化时，从电路的输出信号参数(如振荡频率、电压等)的变化，即可检测出极板间电容量的变化。
以金属极板为构成要件的通道的具体结构，可参照已有技术中有关电容式传感器的结构，并根据实际情况灵活设计。原则上极板厚度愈小，边缘效应愈小，并可减少因外界温度变化使极板几何尺寸及相对位置可能发生的变化，极板支架除具一定的机械强度外还应有稳定的性能，因此一般选用温度系数小和几何尺寸长期稳定性好，并具有高的绝缘电阻、低的吸潮性和高的表面电阻的材料。下面以实施例作详细说明。
实施例一参见图2、3，金属极板为一对平行的金属平板4a、6b，它们为镀在Al2O3陶瓷板支架5a、5b上的银层。陶瓷板支架5a、5b分别固置于壳体构件6内部相对的凹槽7a、7b内，这样壳体构件6、金属板4a、4b便围成一个长方体形通道8。该通道通过上、下两端的螺纹孔9a、9b与润滑油管道相接，使润滑油流过两极板4a、4b之间。壳体构件6可用聚四氟乙烯制成。
为防止两极板4a、4b被金属磨屑短路，可在两极板4a、4b的表面分别敷设一层绝缘层10a、10b。该绝缘层可用聚四氟乙烯制成。
实施例二参见图4、5，金属极板为一对同轴的柱面形金属板11a、11b。它们为镀在Al2O3圆筒12a、12b上的镀银层。Al2O3圆筒12a、12b分别固置在壳体构件13内部的凹槽14a、14b内。壳体构件13可用聚四氟乙烯制成。两极板11a、11b之间形成一个横断面为圆环形的通道15，该通道通过上、下两端沿圆周分布的一系列孔16a、16b，以及壳体构件13上的螺纹孔17a、17b与润滑油管道连通。为防止两极板11a、11b被金属磨屑短路，可在两极板11a、11b的表面各敷设一层绝缘层18a、18b。
金属极板的数量不受以上两个实施例的限制，可设置多对，例如可沿润滑油流动方向设置数对，或者围绕通道的周壁设置多对，还可以是多对同轴的柱面形金属板等等。
权利要求
1.一种检测润滑油中金属磨屑的方法，其特征是使含有金属磨屑的润滑油流入一个通道，该通道的周壁至少有一部分由彼此绝缘且相对的金属极板构成，当润滑油通过金属极板之间时，检测极板间电容量的变化。
2.如权利要求1所述的检测润滑油中金属磨屑的方法，其特征是所述的金属极板为一对或多对平行的金属平板。
3.如权利要求1所述的检测润滑油中金属磨屑的方法，其特征是所述的金属极板为一对或多对同轴的柱面形金属板。
4.如权利要求1、2、3之一所述的检测润滑油中金属磨屑的方法，其特征是在金属极板的表面敷有一层绝缘层。
全文摘要
一种检测润滑油中金属磨屑的方法,其特点是使含有金属磨屑的润滑油流入一个通道,该通道的周壁至少有一部分由彼此绝缘且相对的金属极板构成,当润滑油通过金属极板之间时,检测极板间电容量的变化。本发明比已有技术检测精度高,且无需采用磁力吸引磨屑,检测非铁磁性磨屑时,省去了预先磁化的步骤,简化了检测过程。
文档编号G01N27/22GK1291721SQ9911713
公开日2001年4月18日 申请日期1999年10月11日 优先权日1999年10月11日
发明者刘峰璧 申请人:刘峰璧