[发明专利]一种在线油液磨粒监测传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在线油液监测领域，尤其涉及一种在线油液磨粒监测传感器及其制造方法。

背景技术

在线油液监测是一种重要的机械设备早期故障检测方法。实时油液分析传感器是一种油液分析仪器，它通过检测油液中磨粒的尺寸、数量、材质和形状，实时检测机械设备的运行情况，及时预报潜在的故障，避免灾难性损坏或者使处于正常运转的设备减少不必要的维修，从而增加产值和效益。

申请号为201010582409，公开号为CN102331389A公开了一种高灵敏度的油液磨粒在线监测传感器，此技术方案是绕向相反并相互串接第一输入磁场线圈和第二输入磁场线圈及输出感应磁场线圈、交流电场驱动模块和信号处理模块，交流电场驱动模块的两个输出端分别与第一输入磁场线圈和输入端的第二输入磁场线圈的输入端连接，通过交变电场信号驱动使第一输入线圈和第二输入线圈产生的磁场相反，输出感应磁场线圈的两端与处理模块连接。

该传感器的缺点是：1、颗粒尺寸检测灵敏度低<300微米；2、无法检测磨粒形状；3、油液流动时容易出现油液在管路中不是满管，传感器检测背景信号变化，影响检测精度。

申请号为201210167540，公开号为CN102680368A公开了一种基于电感量测量的在线油液颗粒传感器，此技术方案是稳压电源输出12V接入高频测试部分和两级放大的第二级运算放大器电源端；稳压电源输出5V接两级放大部分的第一级运算放大器电源端，高频测试输出信号接两级放大信号输入端。高频测试部分产生高频振荡，当油液中的金属颗粒流经测试线圈时，使得测试线圈电感量变大，高频测试电路振荡频率变小，振荡回路电流变大，金属颗粒流过测试线圈时，高频测试部分重新回到原来的稳幅振荡状态。

该传感器的缺点是：1、油液管道细，无法实现全流量检测，无法保证能测到突然出现的少量大颗粒；而50到200微米的少量的大颗粒金属磨屑是由摩擦副表层疲劳剥落、剧烈的滑动磨损和剪切磨损等原因所产生的，最能够直接反映出异常故障信息。2、无法检测磨粒形状；3、油液流速变化时，油液容易出现湍流，使磨粒在管道中位置快速乱变，影响检测。

发明内容

本发明提供了一种在线油液磨粒监测传感器及其制造方法，本发明通过对传感器的结构进行改进，并结合MEMS的设计方法，提高了检测精度，详见下文描述：

一种在线油液磨粒监测传感器，所述传感器的主管道在磨粒检测管段分成几个歧管，各歧管上都有一个传感器，各支路歧管按某一角度均匀分布，或不均匀分布，歧管的管径为主路管径的0.05至0.9倍，且支路歧管可以为一级或多级。

所述在线油液磨粒监测传感器为两级歧管分支，每级分支为3个支路的歧管，3个支路歧管按照120度平均分布，分支时主路管径为支路管径的0.3。

所述在线油液磨粒监测传感器的两级歧管分支的主路都设置有网眼尺寸为2cm和0.4cm的滤网。

所述在线油液磨粒监测传感器的支路歧管采用立体三维蛇形管设计。

所述在线油液磨粒监测传感器的主管道为管径渐变，渐变系数为0.1～0.9。

所述在线油液磨粒监测传感器的主管道为纳米工艺材料。

一种在线油液磨粒监测传感器的制造方法，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)：在10～100毫米宽，20微米～400微米厚的石英晶体衬底板上，使用光刻法实现一个宽20微米～400微米的金属覆膜层；

步骤(2)：在第一步完成的光刻衬板基础上，压缩上一块同样的10～100毫米宽，20微米～400微米厚的石英晶体衬底板；

步骤(3)：重复步骤(1)和步骤(2)，直到完成3～20层金属电极，4～19层石英晶体衬板的压缩，最下面一层的石英晶体衬板使用110微米～200微米厚度；

步骤(4)：进行微型通道处理，采用机械切割的方法，加工出一个V型槽；

步骤(5)：重复步骤(1)到步骤(4)，再加工出一个带V型切割槽的3～20层金属电极，4～19层石英晶体衬板的压缩模块；

步骤(6)：把得到的两个带V型切割槽的3～20层金属电极，4～19层石英晶体衬板的压缩模块进行压缩，两个V型槽相对，形成了带有6～40电极的微流道在线油液磨粒监测传感器。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明实现了大流量5.7cm的管径检测，当接入通径为7cm～10cm的润滑主路管道时，造成的压力损失小于0.3MPa。本实施例实现在线全流量检测，并同时提高检测分辨率到10微米。

附图说明

图1为一种在线油液磨粒监测传感器的结构示意图；