[发明专利]一种微流体电感式油液检测装置

说明书

本发明提供一种微流体电感式油液检测装置，包括微流控检测芯片、传感单元以及激励检测单元；利用电感式检测方式，使用时激励检测单元施加高频交流电激励，同时还对传感单元的电感信号进行检测，根据铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒在电感检测的方式下作用机理不同实现对油液中颗粒污染物的区分。电感信号向上为铁磁性颗粒，电感信号向下为非铁磁性颗粒。本发明专利首次将磁性纳米颗粒(四氧化三铁)与电感线圈结合，通过线圈外表面磁性纳米颗粒自身的磁性和吸磁作用，提升了检测区域磁场强度，提高了电感式油液检测的精度。

技术领域

本发明涉及油液检测技术领域，具体而言，尤其涉及一种微流体电感式油液检测装置。

背景技术

磨损是导致各类机器设备工作异常和失效最常见的故障形式之一，设备内部摩擦和磨损的必然产物——悬浮于润滑系统油液中的磨损微粒，是反映设备内部磨损状况(程度、部位和类型)的重要信息载体。润滑系统和液压系统中出现较大的磨损微粒，会在短时间内造成设备的严重损坏，特别是对于高速、大负荷、振动大和高温工作环境的机械设备。当设备正常工作时，油液中的磨粒浓度稳定在较低的水平，并且磨粒的粒径较小，一般维持在10-20微米之间；当设备发生异常磨损时，油液中磨粒的浓度会显著增加，粒径会骤增至50-100微米之间，如不及时更换液压油，粒径和浓度都会逐渐增大，当达到一定程度时便会发生故障，导致设备停止工作。

油液检测技术能对系统中的磨损物质做出准确的区分和检测，不仅可以诊断出系统的故障部位，并且能够对机械设备进行寿命预测，及时更换油液。近些年，针对颗粒计数方法的研究可以根据测量方法的不同分为声波检测法、光学检测法、电容检测法和电感检测法等。声波检测法和光学检测法检测精度高，前者易受到噪声和震动等条件影响，后者易受到温度和油液渗透性等环境影响。电容检测法不能区分金属磨粒的性质。电感检测法可以区分铁磁性和非铁磁性颗粒，受环境影响因素小，检测精度较低。

磁性纳米颗粒(四氧化三铁)在生物医学领域应用广泛，它是一种黑色的铁的氧化物纳米粒子，在室温下表现出超顺磁性、具有很高的磁场强度。

发明内容

为了克服电感式油液检测传感器检测精度的不足，而提供一种微流体电感式油液检测装置。本发明主要设计了一种检测线圈，该线圈具有较高的检测精度，同时在线圈外表面紧密分布磁性纳米颗粒，进一步的提升传感器的检测精度。

本发明采用的技术手段如下：

一种微流体电感式油液检测装置，包括微流控检测芯片、传感单元以及激励检测单元；所述微流控检测芯片包括玻璃基底和设置在玻璃基底上的芯片主体；所述芯片主体包括：

设置在芯片主体上的一端设置有注油口、另一端设置有出油口的微通道；

所述传感单元包括螺线圈和磁性纳米颗粒涂层，所述磁性纳米颗粒涂层设置在螺线圈外表面，通过PDMS胶与磁性纳米颗粒涂层结合；

所述装置的正负极连接激励检测单元正负极，使用时，所述激励检测单元施加高频交流电激励，同时还对所述传感单元的电感信号进行检测，根据检测结果实现对油液中颗粒污染物的区分。

进一步地，所述微通道从传感单元内孔穿过，与所述螺线圈紧密贴合。

进一步地，所述微通道直径为100-300微米，所述螺线圈由漆包线绕制而成，线圈内径为100-300微米，漆包线线径为40-80微米，匝数为200-400匝。

本发明还提供了一种微流体电感式油液检测方法，所述检测方法利用所述微流体电感式油液检测装置实现，且包括如下步骤：

步骤S1：将待检测油液通过注油口注入检测装置并输送至微通道；

步骤S2：流经传感单元的待检测油液，通过激励检测单元施加高频信号激励，根据检测结果实现对油液中颗粒污染物的区分检测；

步骤S3：经过检测后的油液从出油口排出。