[发明专利]一种分析金属颗粒速度对电感电桥中电压信号影响的方法

说明书

本发明提供一种分析金属颗粒速度对电感电桥中电压信号影响的方法，通过电磁感应原理，由丝杠滑轨装置控制金属颗粒，当金属颗粒以不同的速度经过电感电桥电路中的感应线圈时其感抗发生变化；电桥两臂电路产生的电压具有电压差，两路电压经初级检测电路模块进行整流为两路直流脉动电压信号，两路直流脉冲电压信号经滤波滤除夹杂在颗粒信号中的高频噪声信号，再经差分放大后通过终端滤波器滤波，进而产生由颗粒引起的差动电压；由采集卡采集电压数据，通过电脑端显示不同的颗粒速度产生的电压信号。本发明能够分析不同的颗粒流动速度与对应产生的差动电压信号影响机理及其特性规律，为提高油液在线检测通量提供理论支持和技术支撑。

技术领域

本发明涉及油液状态监测技术领域，具体而言，是涉及一种分析金属颗粒速度对电感电桥中电压信号影响的方法。

背景技术

油液是大型机械系统和液压系统必不可少的部分，液压油和润滑油两类工作油被广泛地应用于航空航天、汽车制造、农用机械、船舶工业、冶金等机械设备中，其具有润滑、冷却、密封、清洗以及传递动力等作用。而在机械设备长时间运行的过程中，尤其是在旋转机械中，由于各零部件之间的摩擦会出现磨粒磨损等现象，这些磨损的金属颗粒物流入油液，从而导致工作油的失效，进而影响机械设备的正常工作运转，严重时可能会造成设备故障、产生经济损失甚至危及工作人员的生命安全。因此对油液工作状态进行监测来获得设备正常运转的相关信息参数，可以为机械设备的故障诊断和剩余使用寿命预测提供数据支持，实现相关设备的健康管理，对于预报隐藏的安全隐患和提供安全保障具有极其重要的研究意义。

现阶段常用的在线油液状态监测方法包括有光学检测法、声学检测法、电容检测法和电感检测法等，其中电感式油液颗粒检测方法低成本、高灵敏度、易于集成化并且可以实现区分铁磁性金属颗粒和非铁磁性金属颗粒，但在提高油液检测通量方面始终是薄弱环节。通常提高油液检测通量的方法是对传感器结构进行优化，如增大油道直径尺寸、设置多油道或环形油道等方法，而上述增加尺寸或油道的方法虽可以显著提高油液检测通量，但同时会降低传感器的检测灵敏度，导致某些检测信号受噪声信号的影响变大，检测效果严重下降。

提高待检测油液进样速度是一种增加油液检测通量的方法，但是油液的速度提高会使金属颗粒的运动速度也随之提高，金属颗粒的运动速度过大或过小都会影响检测信号的大小，降低传感器的检测灵敏度，导致检测效果严重下降。而金属颗粒的运动速度对检测信号影响的具体作用机理方面的研究还很少。

发明内容

根据上述背景技术中提到的技术问题，本发明提出一种研究金属颗粒速度对电感电桥中电压信号影响的分析方法。主要应用于油液状态监测中金属颗粒与非金属颗粒检测，其功能是在实验室条件下，通过搭建电感电桥检测电路，当金属颗粒以不同速度经过电感电桥中的感应线圈时，根据桥两臂产生的差动电压信号数据，分析电压信号幅值变化量与颗粒速度之间的关系来探究速度变化的影响规律，达到在提高速度的同时保证一定的检测灵敏度的目的。

本发明采用的技术手段如下：

一种分析金属颗粒速度对电感电桥中电压信号影响的方法，包括以下步骤：

步骤S1：配置检测单元、搭建检测系统；

步骤S2：将待检测的铁颗粒、铜颗粒、铝颗粒用胶水分别粘在细线上，固定在丝杠滑轨机构上；

步骤S3：将直流电源接通供电；使用波形发生器为电感电桥电路提供激励信号，并将电桥调平衡；

步骤S4：将待检测金属颗粒穿过检测油道置于电感线圈L_x中心位置处，控制丝杠以恒定速度带动金属颗粒在电感线圈L_x内进行往复运动，同时采集卡采集电压信号数据并在电脑端进行显示；

步骤S5：改变丝杠滑轨机构中丝杠的运行速度，重复步骤S4；

步骤S6：对比铁颗粒、铜颗粒、铝颗粒不同速度的电压信号图分析。