[发明专利]一种静电对弱磁场微扰机理的数值分析方法

说明书

本发明实施例公开了一种静电对弱磁场微扰机理的数值分析方法，包括：确定油气混合比、油管管径大小、微平衡系统的结构参数，建立并验证磁场微平衡数学模型，获取油气混合物在不同电压下产生的极化电荷量，获取油气混合物的转移电荷量，即计算油液流动带电量，建立总电荷量对分布电容扰动的数学模型，从而得到微平衡系统中分布电容的变化量；根据已得到的分布电容的变化量，建立分布电容变化量对磁场微平衡干扰的数学模型；对已得到的总电荷量对分布电容扰动的数学模型进行修正。本发明实施例有效地解决了静电对磁场扰动的定征问题。

技术领域

本申请涉及但不限于油液特种状态监测技术领域，尤指一种静电对弱磁场微扰机理的数值分析方法。

背景技术

大型旋转部件因磨损引起的故障发生频率高、危害严重，为了安全，必须及时准确地检测大型旋转部件磨损状态。在线检测过程中，通过监测油液中的金属微颗粒的含量，可以客观的反映出大型旋转部件的健康状态，在大型旋转部件出现重大磨损故障之前诊断出早期磨损状况，还可以预测从出现故障征兆到出现严重故障的时间，以便采取主动的维修措施，对于降低故障损失及事故发生率具有重要意义。

电磁感应式传感器具有低成本和方便维护等特点，在市场上广泛应用。但该电磁感应式传感器对微颗粒的检测属于弱磁检测，特别是在气液两相变比的环境下检测非常复杂，会受到冲击带电、喷射带电、气泡的破裂和聚并等影响，这将致使微颗粒与磁场的相互作用也更复杂，微颗粒检测要求传感器对气液两相变比环境具有高适应性，以及对不同微颗粒尺寸和种类的检测能力。减小静电对传感器微颗粒检测的干扰是一个难点，需要深入了解静电对传感器的影响机理。

然而，静电对微磁场扰动的机理，以及扰动的程度很少有报道，数值模拟近些年得到广泛的发展，本发明通过有限元分析并结合理论研究，得出了不同静电对磁场干扰的程度，为后续传感器设计、优化提供重要参考依据。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种静电对弱磁场微扰机理的数值分析方法，以解决静电对磁场扰动的定征问题；通过分析激励电压引起的极化电荷和偶电层引起的电荷转移对磁场扰动的规律，从而得到静电对弱磁场微扰机理，为传感器的设计、优化提供参考依据。

本发明实施例提供一种静电对弱磁场微扰机理的数值分析方法，包括：

步骤1，根据油气混合物流经微平衡系统的实际工况，确定油气混合比、油管管径大小、微平衡系统的结构参数，所述结构参数包括励磁线圈和反馈线圈的尺寸和匝数；

步骤2，建立磁场微平衡数学模型，验证所述磁场微平衡数学模型的准确度；

步骤3，获取油气混合物在不同电压下产生的极化电荷量；

步骤4，获取油气混合物的转移电荷量：在实验室条件下，油液呈现为流动带电，获取转移电荷量为计算油液流动带电量；

步骤5，建立总电荷量对分布电容扰动的数学模型，获取不同电荷量对微平衡系统分布电容的影响，从而得到微平衡系统中分布电容的变化量；

步骤6，根据步骤5中得到的分布电容的变化量，建立分布电容变化量对磁场微平衡干扰的数学模型；

步骤7，对步骤5得到的总电荷量对分布电容扰动的数学模型进行修正。

可选地，如上所述的静电对弱磁场微扰机理的数值分析方法中，所述步骤2中建立磁场微平衡数学模型，包括：

分别建立微平衡系统中激励线圈、反馈线圈，以及油管的几何模型；

对所述激励线圈、反馈线圈和油管的几何模型设置材料属性；

对所建立的磁场微平衡数学模型进行求解运算，根据运算结果验证磁场微平衡数学模型的准确度。