一種用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法，其依次通過濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉(zhuǎn)磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監(jiān)測模塊和消磁模塊進行磨損微粒監(jiān)測；濾波器采用變結(jié)構(gòu)濾波器，其一端設(shè)有油液入口；消磁模塊的一端設(shè)有油液出口。本發(fā)明專利技術(shù)引入基于電容邊緣效應(yīng)的相鄰電容傳感器技術(shù)，實現(xiàn)磨損微粒非侵入、無約束監(jiān)測；通過磁化、機械離心和旋轉(zhuǎn)磁場離心模塊使油液中的磨損微粒磁化、聚合成大顆粒并運動到管壁附近并被吸附模塊吸附，以提高相鄰電容傳感器的輸出監(jiān)測信號強度；通過溫控模塊及合理設(shè)計相鄰電容傳感器極板層結(jié)構(gòu)，抑制噪聲并最優(yōu)化相鄰電容傳感器監(jiān)測裝置的整體性能。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種液壓管路油液中的磨損微粒在線監(jiān)測系統(tǒng)，具體涉及一種用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法，屬于液壓系統(tǒng)

技術(shù)介紹
液壓系統(tǒng)油液中的磨損微粒不但可以使運動副產(chǎn)生磨粒磨損而且可以使運動副的相對運動受阻而導(dǎo)致控制部件動作失靈。國內(nèi)外的資料統(tǒng)計表明，液壓機械70％故障源自油液的顆粒污染。因此，對油液中的磨損微粒進行在線監(jiān)測已成為減少磨損及液壓系統(tǒng)故障的重要途徑之一。電容傳感器因其制作方便、成本低廉而被應(yīng)用于機器油液的污染監(jiān)測。專利文獻1(中國專利技術(shù)專利授權(quán)公告號CN101435788B)公開了一種基于介電常數(shù)測量的在線油液監(jiān)測傳感器及其系統(tǒng)，該專利技術(shù)的傳感器包括支座及其固定在內(nèi)部的三根極柱，三根極柱構(gòu)成了差動式圓柱電容，能監(jiān)測傳感器電容值的微小變化，從而反推油液介電常數(shù)的微小變化，進而實現(xiàn)對油液污染度的實施監(jiān)測。該監(jiān)測方法中的傳感器極柱浸入到油液中，造成了油液流態(tài)的改變，影響了測量精度；油液在傳感器極柱表面會形成沉積油膜，不僅造成測量精度下降，同時還帶來傳感器清洗問題。文獻2(趙新澤等，武漢水利電力大學(xué)(宜昌)學(xué)報，1999(3))公開了一種油液污染監(jiān)測用電容傳感器探頭，該探頭由一圓筒玻璃管與緊貼該管外壁的兩半圓形電極組成，其實質(zhì)為平行板電容傳感器。該電容傳感器激勵極板與接收極板間距受液壓管道直徑約束，由于液壓管道直徑相對較大，該傳感器靈敏度不夠理想。同時，現(xiàn)有技術(shù)的磨損微粒進行在線監(jiān)測設(shè)備中的流體劇烈波動，會導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)大幅度波動而導(dǎo)致監(jiān)測失敗。因此，為解決上述技術(shù)問題，確有必要提供一種創(chuàng)新的用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法，其采用非侵入的測量方式、對被測量的無約束性、監(jiān)測信號強且靈敏度高、低成本、環(huán)境適應(yīng)性強。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案為：一種用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法，其采用一種監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉(zhuǎn)磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監(jiān)測模塊以及消磁模塊；其中，所述濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉(zhuǎn)磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監(jiān)測模塊和消磁模塊依次連接；所述濾波器的一端設(shè)有油液入口，其包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、H型濾波器以及串聯(lián)H型濾波器；其中，所述輸入管連接于外殼的一端；所述輸出管連接于外殼的另一端；所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內(nèi)；所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一C型容腔濾波器；所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形變結(jié)構(gòu) 阻尼孔；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔由錐形彈性阻尼孔管和縫孔組成；所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯(lián)共振容腔I以及并聯(lián)共振容腔；所述串聯(lián)共振容腔I的外側(cè)設(shè)一串聯(lián)共振容腔II，所述串聯(lián)共振容腔I和串聯(lián)共振容腔II之間通過若干均勻排布的錐形插入管連通；所述H型濾波器位于并聯(lián)共振容腔內(nèi)，其和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔相連通；所述串聯(lián)H型濾波器位于串聯(lián)共振容腔I和串聯(lián)共振容腔II內(nèi)，其亦和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔相連通；所述H型濾波器和串聯(lián)H型濾波器軸向呈對稱設(shè)置，并組成串并聯(lián)H型濾波器；所述消磁模塊的一端設(shè)有油液出口，其由剩磁傳感器和消磁器組成；其包括如下步驟：1)，液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過濾波器，通過濾波器衰減液壓系統(tǒng)中的高、中、低頻段的脈動壓力，以及抑制流量波動；2)，通過溫控模塊控制油液溫度恒定在42℃；3)，磁化模塊將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化，使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒4)，磁化聚合顆粒在機械離心模塊中初步離心；5)，旋轉(zhuǎn)磁場模塊對磁化聚合顆粒進行二次離心；6)，吸附模塊吸附經(jīng)旋轉(zhuǎn)磁場模塊離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒；7)，通過相鄰電容微粒監(jiān)測模塊在線監(jiān)測液壓管路中磨損微粒狀況8)，消磁模塊給磁化顆粒消磁。本專利技術(shù)的用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法進一步為：所述輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔開口較寬處位于串聯(lián)共振容腔I和并聯(lián)共振容腔內(nèi)，其錐度角為10°；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量比彈性薄壁的楊氏模量要大，能隨流體壓力變化拉伸或壓縮；縫孔的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量要大，能隨流體壓力開啟或關(guān)閉；所述錐形插入管開口較寬處位于串聯(lián)共振容腔II內(nèi)，其錐度角為10°；所述錐形插入管和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔的位置相互錯開。本專利技術(shù)的用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法進一步為：所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器；所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器；所述冷卻器選用表面蒸發(fā)式空冷器，冷卻器的翅片管選KLM型翅片管；溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。本專利技術(shù)的用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法進一步為：所述磁化模塊包括鋁質(zhì)管道、若干繞組、鐵質(zhì)外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊；其中，所述若干繞組分別繞在鋁質(zhì)管道外，各繞組由正繞組和逆繞組組成，正繞組和逆繞組內(nèi)的電流大小相等；所述鐵質(zhì)外殼包覆于鋁質(zhì)管道上；所述法蘭焊接在鋁質(zhì)管道的兩端；每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。本專利技術(shù)的用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法進一步為：所述機械離心模塊采用旋流離心模塊；所述旋流離心模塊包括旋流管壁、第一導(dǎo)流片、第二導(dǎo)流片、步進電機以及流量傳感器；其中，所述第一導(dǎo)流片設(shè)有3片，該3片第一導(dǎo)流片沿管壁內(nèi)圓周隔120°均勻分布，其安放角設(shè)為18°；所述第二導(dǎo)流片和第一導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)相同，其設(shè)置在第一導(dǎo)流片后，并和第一導(dǎo)流片錯開60°連接在管壁內(nèi)，其安放角設(shè)為36 ℃；所述第一導(dǎo)流片的長邊與管壁相連，短邊沿管壁的軸線延伸；其前緣挫成鈍形，后緣加工成翼形，其高度為管壁直徑的0.4倍，長度為管壁直徑的1.8倍；所述步進電機連接并驅(qū)動第一導(dǎo)流片和第二導(dǎo)流片，以調(diào)節(jié)安放角；所述流量傳感器設(shè)置在管壁內(nèi)的中央。本專利技術(shù)的用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法進一步為：所述旋轉(zhuǎn)磁場離心模塊包括鋁質(zhì)管道、鐵質(zhì)外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模塊；所述三相對稱繞組繞在鋁質(zhì)管道外；所述鐵質(zhì)外殼包覆于鋁質(zhì)管道上；所述法蘭焊接在鋁質(zhì)管道的兩端；所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。本專利技術(shù)的用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法進一步為：所述吸附模塊采用同極相鄰型吸附環(huán)；所述同極相鄰型吸附環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽；所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產(chǎn)生同性磁極；所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。本專利技術(shù)的用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法進一步為：所述吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)；所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵；所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產(chǎn)生同性磁極；所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽布置于本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法，其特征在于：其采用一種監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉(zhuǎn)磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監(jiān)測模塊以及消磁模塊；其中，所述濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉(zhuǎn)磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監(jiān)測模塊和消磁模塊依次連接；所述濾波器的一端設(shè)有油液入口，其包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、H型濾波器以及串聯(lián)H型濾波器；其中，所述輸入管連接于外殼的一端；所述輸出管連接于外殼的另一端；所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內(nèi)；所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一C型容腔濾波器；所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔由錐形彈性阻尼孔管和縫孔組成；所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯(lián)共振容腔I以及并聯(lián)共振容腔；所述串聯(lián)共振容腔I的外側(cè)設(shè)一串聯(lián)共振容腔II，所述串聯(lián)共振容腔I和串聯(lián)共振容腔II之間通過若干均勻排布的錐形插入管連通；所述H型濾波器位于并聯(lián)共振容腔內(nèi)，其和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔相連通；所述串聯(lián)H型濾波器位于串聯(lián)共振容腔I和串聯(lián)共振容腔II內(nèi)，其亦和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔相連通；所述H型濾波器和串聯(lián)H型濾波器軸向呈對稱設(shè)置，并組成串并聯(lián)H型濾波器；所述消磁模塊的一端設(shè)有油液出口，其由剩磁傳感器和消磁器組成；其包括如下步驟：1），液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過濾波器，通過濾波器衰減液壓系統(tǒng)中的高、中、低頻段的脈動壓力，以及抑制流量波動；2），通過溫控模塊控制油液溫度恒定在42℃；3），磁化模塊將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化，使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒4），磁化聚合顆粒在機械離心模塊中初步離心；5），旋轉(zhuǎn)磁場模塊對磁化聚合顆粒進行二次離心；6），吸附模塊吸附經(jīng)旋轉(zhuǎn)磁場模塊離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒；7），通過相鄰電容微粒監(jiān)測模塊在線監(jiān)測液壓管路中磨損微粒狀況8），消磁模塊給磁化顆粒消磁。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法，其特征在于：其采用一種監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉(zhuǎn)磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監(jiān)測模塊以及消磁模塊；其中，所述濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉(zhuǎn)磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監(jiān)測模塊和消磁模塊依次連接；所述濾波器的一端設(shè)有油液入口，其包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、H型濾波器以及串聯(lián)H型濾波器；其中，所述輸入管連接于外殼的一端；所述輸出管連接于外殼的另一端；所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內(nèi)；所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一C型容腔濾波器；所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔由錐形彈性阻尼孔管和縫孔組成；所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯(lián)共振容腔I以及并聯(lián)共振容腔；所述串聯(lián)共振容腔I的外側(cè)設(shè)一串聯(lián)共振容腔II，所述串聯(lián)共振容腔I和串聯(lián)共振容腔II之間通過若干均勻排布的錐形插入管連通；所述H型濾波器位于并聯(lián)共振容腔內(nèi)，其和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔相連通；所述串聯(lián)H型濾波器位于串聯(lián)共振容腔I和串聯(lián)共振容腔II內(nèi)，其亦和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔相連通；所述H型濾波器和串聯(lián)H型濾波器軸向呈對稱設(shè)置，并組成串并聯(lián)H型濾波器；所述消磁模塊的一端設(shè)有油液出口，其由剩磁傳感器和消磁器組成；其包括如下步驟：1），液壓管路中的油液攜帶磨損微粒通過濾波器，通過濾波器衰減液壓系統(tǒng)中的高、中、低頻段的脈動壓力，以及抑制流量波動；2），通過溫控模塊控制油液溫度恒定在42℃；3），磁化模塊將油液中攜帶的磨損微粒的強力磁化，使微米級的磨損微粒聚合成大顆粒4），磁化聚合顆粒在機械離心模塊中初步離心；5），旋轉(zhuǎn)磁場模塊對磁化聚合顆粒進行二次離心；6），吸附模塊吸附經(jīng)旋轉(zhuǎn)磁場模塊離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒；7），通過相鄰電容微粒監(jiān)測模塊在線監(jiān)測液壓管路中磨損微粒狀況8），消磁模塊給磁化顆粒消磁。2.如權(quán)利要求1所述的用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法，其特征在于：所述輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔開口較寬處位于串聯(lián)共振容腔I和并聯(lián)共振容腔內(nèi)，其錐度角為10°；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量比彈性薄壁的楊氏模量要大，能隨流體壓力變化拉伸或壓縮；縫孔的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量要大，能隨流體壓力開啟或關(guān)閉；所述錐形插入管開口較寬處位于串聯(lián)共振容腔II內(nèi)，其錐度角為10°；所述錐形插入管和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔的位置相互錯開。3.如權(quán)利要求1所述的用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法，其特征在于：所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器；所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器；所述冷卻器選用表面蒸發(fā)式空冷器，冷卻器的翅片管選KLM型翅片管；溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。4.如權(quán)利要求1所述的用濾波、離心分離和相鄰電容的磨損微粒監(jiān)測方法，其特征在于：所述磁化模塊包括鋁質(zhì)管道、若干繞組、鐵質(zhì)外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊；其中，所述若干繞組分別繞在鋁質(zhì)管道外，各繞組由正繞組和逆繞組組成，正繞組和逆繞組內(nèi)的電流大小相等；所述鐵質(zhì)外殼包覆于鋁質(zhì)管道上；所述法蘭焊接在鋁質(zhì)管道的兩端；每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。5.如權(quán)利要求...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李偉波，
申請(專利權(quán))人：李偉波，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33