[发明专利]一种在线油路磨粒监测装置

说明书

技术领域

本发明属于磨粒监测技术领域，更为具体地讲，涉及一种在线油路磨粒监测装置。 

背景技术

在机械设备自动化水平不断提高的今天，机械设备的复杂程度也在不断提高，然而，随之而来的各种机械设备故障层出不穷，种类也多种多样。机械设备因长期运行导致疲劳损伤所引起的性能下降或功能失效，已成为引发各种故障的主要诱因。比如，机械设备的旋转部件，由于接触面的互相摩擦引起切削、磨损而导致其损伤，且损伤程度随时间的增加而增大。根据中国民航总局的统计资料，由机械故障引起的重大飞行事故占总事故的比率为37.9%。因此，及时的对机械设备的损伤状况进行分析，意义重大。 

目前，大多数机械设备都会用到润滑油，许多复杂机械设备如汽车发动机、航空发动机等，都有自身的润滑油路系统。润滑油对机械设备来说，可以起到以下作用：①降低摩擦阻力以节约能源，减少磨损以延长机械寿命；②冷却，将摩擦热排出机外；③抗腐蚀防锈，保护摩擦表面不受外来侵蚀；④清净冲洗，把摩擦面积垢清洗排除。因此，在机械设备的润滑油液中含有大量分散的，材质各异的微粒。比如输油管线管壁上的剥落异物、由于操作不当而引入的外来污染物、机械部件磨损、烧蚀或疲劳剥落所产生的碎屑等等。其中，因磨损或切削剥落效应所产生的磨粒能在很大程度上反应机械设备的运行状态及健康状况。因此，对设备的润滑油液内的磨粒进行分析能在很大程度上反映出机械设备的损伤程度，进而得出机械设备的运行状况。目前，国内外比较成熟的润滑油液磨粒监测的方法主要有光谱、铁谱、能谱、颗粒计数和磁塞法，但多属于离线测量，这种测试方式存在反应慢、周期长、取样过程要求严格等缺点，不能快速连续进行检测进而及时反映机器运行状态。因取样数量的限制，在取油液时也很难得到有代表性的油样。有些设备体积庞大，构造复杂，价格也比较 昂贵。因而，近年来，迫切需要进行在线油路磨粒分析，以提高磨粒检测速度，缩短分析周期，及时发现并早期预报突发性故障。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有磨粒监测的不足，提供一种在线油路磨粒监测装置，以提高磨粒检测速度，缩短分析周期，及时发现并早期预报突发性故障。 

为实现以上目的，本发明在线油路磨粒监测装置，其特征在于，包括： 

油路磨粒传感器，由一个中心带有管道的磁惰性骨架上绕制三组线圈构成；其中，位于两侧的两组线圈为一对反相串联的激励线圈，距两侧线圈一定距离的中间部分为一组检测线圈；中心的管道接入油路中，油液流过该管道； 

激励信号源电路，用于产生两路频率相同、幅度差和相位差可调的激励信号，并分别输入到油路磨粒传感器的两组激励线圈；油路磨粒传感器的检测线圈产生感应信号，并输出到信号检测电路；初始上电时，调节两路激励信号的幅度差和相位差，使它们产生的磁场在中间检测线圈处方向相反而相互抵消，检测线圈处磁场强度降低，检测线圈没有带磨粒的油液通过时，输出的感应信号即载波信号幅值减小，以满足在带有磨粒的油液流过油路磨粒传感器时，磨粒导致检测线圈产生的感生电动势能作为调制信号对载波信号进行调制后，不会使后续信号放大与调理电路饱和，调节好，保持两路激励信号的幅度差和相位差，以输出稳定的载波信号用于调制信号对其的调制； 

信号检测电路，用于将感应信号放大，并将调制信号提取出来，输出到信号采集电路； 

信号采集电路，用于对调制信号进行采集，然后送入DSP中进行分析处理； 

DSP，用于对采集的调制信号即磨粒信号进行分析处理，得到油液中磨粒的大小，个数及材质等参数，这些参数反映被监测机械设备的磨损情况，从而实时获得被测设备的健康状况，实现了在线油路磨粒的监测。 

本发明的目的是这样实现的： 

本发明在线油路磨粒监测装置，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，个数及材质等参数，这些参数反映被监测机械设备的磨损情况，从而实时获得被测设备的健康状况，实现了在线油路磨粒的监测。 

附图说明

图1是本发明在线油路磨粒监测装置一种具体实施方式原理框图； 

图2是图1所示油路磨粒传感器纵向截面结构及磁场分布图；