[发明专利]获取磨粒图像信息时磨粒吸附及释放装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及在监测流体中的磁性磨粒时，获取磨粒图像信息所需要的磨粒吸附及释放装置和方法。

背景技术

目前，监测流体磁性磨粒的技术原理主要是利用电感励磁方式产生磁力，以吸附流体中的磁性磨粒，再进行磨粒成像处理，监测磨粒的尺寸大小、浓度、形状、颜色、纹理等物理特性，从而反映出流体所处的环境，例如油液中的金属磨粒、空气中的金属粉尘和水中的金属磨粒等；由此可以判断流体(如油液)所流经的机械部件的磨损情况、空气质量、水的磁性磨粒含量等。

在现有的磨粒监测技术里，监测过程中会出现磨粒堆积的现象，且观察磨粒成像时需要停油，成像器件的调焦也不方便，难以分辨磨粒的颜色及细微磨粒的纹理。整个监测过程还过多依赖于工作人员的经验，检测装置的操作复杂且检测周期长。

在磨粒监测技术中，磨粒图像的获取依赖于磨粒的吸附过程，若能让磨粒聚集在同一平面上，又能及时清除该聚集平面上的磨粒，以保证监测过程的流畅，则需要对吸附磁性磨粒的部件进行充磁和消磁；可见，磨粒监测技术领域急迫地需要对磨粒吸附及释放的技术，从而在观察磨粒图像时吸附磨粒，而观察完毕时释放磨粒以免过多的磨粒沉积在聚集平面上，保证清晰磨粒图像的获取以及监测过程的稳定性、准确性。

发明内容

本发明为解决现有技术所存在的技术问题，提出获取磨粒图像信息时磨粒吸附及释放装置和方法，通过对吸附磨粒的部件进行充磁和消磁，保证通过流道的磁性磨粒在获取磨粒图像时聚集，在获取磨粒图像后被释放回流道中，本发明磨粒吸附及释放过程的周期短，不影响被监测机械设备的运作和整个磨粒监测的过程。

本发明装置采用如下技术方案实现：获取磨粒图像信息时磨粒吸附及释放装置，包括控制器、线圈、吸附部件、电流驱动器及磁场检测器，控制器、电流驱动器及线圈依次电连接，线圈通电后在吸附部件上形成磁场回路；磁场检测器设置在吸附部件的磁场中，用于检测吸附部件的磁场强弱信号，并与控制器电连接，将所检测的磁场强弱信号传输给控制器；控制器根据磁场强弱信号控制电流驱动器的驱动电压，电流驱动器在控制器的控制下改变线圈中的电流大小及方向，实现磁场的充磁和消磁。

所述磁场检测器为霍尔传感器。

所述线圈中的电流为直流电。

本发明方法采用如下技术方案实现：获取磨粒图像信息时磨粒吸附及释放方法，基于上述磨粒吸附及释放装置，包括以下步骤：

S1、线圈通电，磁场渐渐变强，在线圈充磁吸附的作用下，磁性颗粒被磁化，吸附部件开始吸附磨粒，通过磨粒成像获取磨粒信息；

S2、获取磨粒信息后，电流驱动器输出的磁场驱动电压降为0V，磁力逐渐减弱，磁场检测器检测磁场强弱情况；

S3、当磁场检测器检测到磁力减弱到第一阈值时，控制器发出控制信号，使电流驱动器向线圈输出反向驱动电流；反向驱动电流作用一段时间后，磁场检测器检测到磁力减弱到第二阈值时，控制器发出控制信号，使电流驱动器向线圈输出正反交替的渐变驱动电流，如此反复，直至磁场检测器检测到磁力减弱到第三阈值时，消磁结束；

其中，第一阈值磁力为驱动电压为0V时的磁力大小，第二阈值磁力为第一阈值磁力大小的四分之三，第三阈值磁力为油液能够将被吸附的磁性磨粒带走的磁力大小；正负交替的渐变驱动电流为电流的方向、大小均渐变的电流信号。

本发明主要是通过对吸附磨粒的部件进行充磁和消磁，来实现磨粒的吸附及释放。与现有技术相比，本发明的优点与有益效果如下：

1、采用电流驱动器向感应线圈输出方向及大小均发生变化的直流电，来改变感应线圈所产生的磁场；这一直流充磁消磁技术手段，硬件结构简单，成本低廉，避免了增加电源的需要，可以将使用本发明技术的装置结构变得更加轻便、紧凑。

2、直流充磁消磁的速度快，“磨粒吸附—采集图像信息—释放磨粒”的周期短，不影响监测过程的流畅性，也不影响监测油液设备的正常运转。

3、被吸附的磁性颗粒处于不断运动的流体中，可避免磁性磨粒的扎堆沉积，得到较为纯净的磨粒，有利于保证所获取的磨粒图像信息的准确性。通过控制磁力的大小，可获得不同尺寸大小的磁性磨粒。

附图说明

图1是本发明装置的硬件结构框图；

图2是电流驱动器作用下，电流大小和方向的变化情况图；

图3是充磁消磁过程中存在的磁滞回线示意图；

图4是采用本发明技术的吸附模块结构示意图；

其中，1是线圈、2是吸附部件、3是电流驱动器、4是控制器、5是霍尔传感器。

具体实施方式