CN103278560B - 流动油液中金属碎屑的模拟检测装置 - Google Patents

流动油液中金属碎屑的模拟检测装置 Download PDF

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Abstract

流动油液中金属碎屑的模拟检测装置，属于油液检测、机械状态检测领域。气压速度控制回路提供动力使位于上油液池内的油液池活塞压迫油液管路中的油液运动。微电感涡流传感器固连在油液管路中的两个三通接头内并以不同位置对浸入油液中对悬浮的金属碎屑进行检测，检测信号由两台阻抗分析仪进行记录并传递给计算机进行处理；本发明的主要特点是：1）传感器内嵌式检测，将传感器潜入油液中，使检测方便快捷；2）多触点检测，检测信息更加准确；3）油液速度可调，可模拟不同检测条件；4）采用微电感涡流传感器检测，可同时检测金属碎屑的尺寸以及材质属性。

Description

流动油液中金属碎屑的模拟检测装置
技术领域：
本发明是一种流动油液中金属碎屑的模拟检测装置，通过微电感涡流传感器检测油液中的金属碎屑，能够检测出油液中金属碎屑的尺寸，区分金属碎屑的铁磁性属性，具有检测周期短、检测数据多和花费成本低等特点。本发明属于油液检测、机械状态检测领域。
背景技术：
目前，油液中金属碎屑的检测主要采用离线检测的方法。这种传统的方法需要先取样后分析，提取油液样本与得出结果有一定时间差，而在此过程中，油液的状态已经发生了改变。也有少量采用光谱分析等在线动态检测的方法，但是此类方法不能区分碎屑的材质，并且检测成本较高。
发明内容：
本发明的目的在于克服传统离线检测的检测周期长，花费成本高等缺点，设计了一种能够同时检测出油液中金属碎屑的尺寸和材料属性的在线检测模拟装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
气压源1与空气过滤器2连接，空气过滤器2与三位五通电磁换向阀4的O口连接，三位五通电磁换向阀4的T口连接消声器3，A、B口分别连接两个单向调速阀5。两个单向调速阀5分别与单活塞杆气缸6的上下气缸口连接。双作用单活塞杆气缸6的活塞杆20通过固连带动位于上油液池9内的油液池活塞杆23运动，上油液池9通过油液管路12与下油箱16相连，油液池活塞杆23的运动迫使油液10在油液管路12中往复流动。油液管路12中连接有两个三通接头13，三通接头13与密封塞28通过螺纹连接，密封塞末端固定有基板29，基板上载有微电感涡流传感器30。微电感涡流传感器30浸入油液管路的油液10中对油液10中悬浮的金属碎屑31进行检测，两个三通接头13中的微电感涡流传感器30分别连向阻抗分析仪I和阻抗分析仪II，检测信号由两台阻抗分析仪进行数据记录，阻抗分析仪得出的检测数据通过导线传给计算机17，并由计算机17对采集的数据进行处理。
所述的检测装置中的气压源1作为油液中碎屑动态检测的驱动装置。气压源1提供气压，气压源1通过空气过滤器2与三位五通电磁换向阀4的P口连接。三位五通电磁换向阀4的两个T口连接消声器3，A口和B口分别与单向调速阀5连接。单向调速阀5分别与双作用单活塞杆气缸6的上下端连接，单向调速阀5控制气缸活塞杆20的上下运动，进而控制上油液池活塞8推动油液10往复流动。通过调节单向调速阀5控制气缸活塞杆20的运动速度，从而控制油液系统中油液10的流动速度。
双作用单活塞杆气缸6的两端分别固连有磁性开关7，两个磁性开关7通过检测双作用单活塞杆气缸6的活塞的位置进而分别控制电路中磁性开关7的常闭触点S11和S12的通断，。磁性开关7的常闭触点S11和S12的分别串接到所述三位五通电磁换向阀4左右两个电磁线圈YV2和YV1的控制回路中，实现急停保护功能。通过调整磁性开关7固连在双作用单活塞杆气缸6上的位置，控制气缸活塞杆20的运动行程
所述的油液池活塞8在上油液池9中上下运动，推动油液10在油液管路12中流动。光电传感器11安装在上油液池9外，位于上油液池9底部上部，光电传感器11检测上油液池活塞8的位置，光电传感器11的常闭触点S13串接到所述三位五通电磁换向阀4左右两个电磁线圈YV2和YV1中其中一个线圈的控制回路中；控制光电传感器11的常闭触点S13的通断，使上油液池活塞8在安全区域内运动。通过磁性开关7与光电传感器11进行双重限位确保检测系统的安全运行。
所述的微电感涡流传感器30浸入油液管路12内，通过导线14分别与阻抗分析仪Ⅰ15和阻抗分析仪Ⅱ18连接。金属碎屑31接近微电感涡流传感器30时，铁磁性碎屑使传感器等效电感增大，非铁磁性碎屑使传感器等效电感减小，通过电感变化的大小来判断碎屑的尺寸和材质属性。碎屑的信息通过阻抗分析仪被检测，并通过数据线传输给计算机17。
本发明的主要特点是：1)传感器内嵌式检测，将传感器潜入油液中，使检测方便快捷；2)多触点检测，检测信息更加准确；3)油液速度可调，可模拟不同检测条件；4)采用微电感涡流传感器检测，可同时检测金属碎屑的尺寸以及材质属性。
附图说明：
图1：动态碎屑检测系统；
图2：气压传动系统放大图；
图3：气缸活塞杆与油液系统活塞连接图；
图4油液池活塞密封部分放大图；
图5：微电感涡流传感器安装局部放大图；
图6：控制电路图；
图中：1—气压源；2—空气过滤器；3—消声器；4—三位五通电磁换向阀；5—单向调速阀；6—双作用单活塞杆气缸；7—磁性开关；8—油液池活塞；9—上油液池；10—油液；11—光电传感器；12—油液管路；13—三通接头；14—导线；15—阻抗分析仪Ⅰ；16—下油箱；17—计算机；18—阻抗分析仪Ⅱ；19—电源；20—气缸活塞杆；21—挡圈；22—螺栓；23—油液池活塞杆；24—螺母；25—垫片；26—密封圈；27—密封垫片；28—密封塞；29—基板；30—微电感涡流传感器；31—金属碎屑。
具体实施方式：
结合附图1-5采用常规气压连接、微加工、机械连接和电路制作技术进行设计和安装。模拟检测装置的气压部分包括气压源1、空气过滤器2、消声器3、三位五通电磁换向阀4、单向调速阀5、双作用单活塞杆气缸6和油液池活塞8。通过普通气压连接方法，气压源1与空气过滤器2相连，空气过滤器2通过气动回路与三位五通电磁换向阀4的O口相连。三位五通电磁换向阀4的T口与消声器3连接，A口和B口分别与两个单向调速阀5连接。三位五通电磁换向阀4右位时，模拟检测装置进行压油；三位五通电磁换向阀4得电左位时，模拟检测装置进行吸油。两个单向调速阀5通过气动回路分别连接在双作用单活塞杆气缸6的上下端接口。双作用单活塞杆气缸6通过螺栓22与油液池活塞8连接。气缸活塞杆20插入油液池活塞杆23中，并通过两个螺栓22、挡圈21、螺母24和垫片25进行紧固连接。
磁性开关7通过螺钉固定于双作用单活塞杆气缸6上，磁性开关7位置可调，通过检测双作用单活塞杆气缸6的活塞来控制磁性开关7的常闭触点S11和S12的通断，进而控制气缸活塞杆20的移动范围实行保护作用。光电传感器11固定在距离上油液池9底部8厘米，外壁1厘米处，通过检测油液池活塞8的位置，控制光电传感器11常闭触点S13的通断，保护油液池活塞8不至于压住上油液池9的底部。磁性开关7和光电传感器11通过导线14与电源19连接。光电传感器11以及两个磁性开关7与电源19通过导线连接，由电源19提供电能。
油液池活塞8与上油液池9通过密封圈26进行密封。
油液管路12与上油液池9连接，油液管路12上连接有三通接头13。三通接头13安装两个，两个三通接头13间距设为10厘米，便于在不同位置分析油液中的碎屑，得出更加准确的结果。油液管路12的末端浸入下油液池16的油液中。
微电感涡流传感器30固定在基板29上，并涂有防油保护膜。基板29安装在密封塞28上，密封塞28与三通接头13通过螺纹连接，使微电感涡流传感器30浸入油液10内，并且加密封垫片27进行密封,防止油液泄漏。导线14通过密封塞28引出，并与阻抗分析仪连接。阻抗分析仪Ⅰ15和阻抗分析仪Ⅱ18通过导线14分别与两个微电感涡流传感器30连接。阻抗分析仪Ⅰ15和阻抗分析仪Ⅱ18的计算机连接端口通过输送线与计算机17连接。
附图6:本发明的控制电路图。控制回路可实现压油动作和吸油动作。常开按钮SB2、磁性开关7的常闭触点S12、光电传感器11的常闭触点S13以及三位五通电磁换向阀4的右位线圈YV1串联构成压油控制回路。常开按钮SB3、磁性开关7的常闭触点以及三位五通电磁换向阀4的左位线圈YV2串联组成吸油控制回路。整个控制回路由熔断器FU与总停开关SB1串联连接，之后再接入压油控制回路和吸油控制回路的并联模块。按下SB2，电磁阀线圈YV1得电，三位五通换向阀4右位工作，双作用单活塞杆缸6推动油液池活塞8下移，上油液池9的油通过油液管路12流向下油箱16，检测系统开始对油液进行检测，再次按下SB2，系统停止。按下开关SB3,电磁阀线圈YV2得电，三位五通电磁换向阀4左位工作，油液池活塞8上移，下油箱16的油液通过油液管路12流向上油液池9。根据所需情况按下SB3，双作用单活塞杆气缸6停止运动并等待下一次检测。当单活塞杆20靠近上端磁性开关时，常闭触点S11断开，运动停止。当双作用单活塞杆气缸6的活塞运动至下端磁性开关7时，触点S12断开，防止油液池活塞8与油液池9碰撞。S13为光电传感器开关触点，当油液池活塞8接近油液池9底部时，常闭触点S13断开，对系统进行双重保护。
本发明的油液管路12与三通13可由不同尺寸构成，从而模拟检测多种油液回路，并不限于此一种。
光电传感器11安装在距上油液池9底部8厘米，距上油液池9外壁1厘米处。

Claims (3)

1.流动油液中金属碎屑的模拟检测装置，其特征在于：气压源(1)与空气过滤器(2)连接，空气过滤器(2)与三位五通电磁换向阀(4)的P口连接，三位五通电磁换向阀(4)的T1、T2口连接消声器(3)，A、B口分别连接两个单向调速阀(5)；两个单向调速阀(5)分别与单活塞杆气缸(6)的上下气缸口连接；单活塞杆气缸(6)的活塞杆(20)通过固连带动位于上油液池(9)内的油液池活塞杆(23)运动，上油液池(9)通过油液管路(12)与下油箱(16)相连，油液池活塞杆(23)的运动迫使油液(10)在油液管路(12)中往复流动；油液管路(12)中连接有两个三通接头(13)，三通接头(13)与密封塞(28)通过螺纹连接，密封塞末端固定有基板(29)，基板上载有微电感涡流传感器(30)；微电感涡流传感器(30)浸入油液管路的油液(10)中对油液(10)中悬浮的金属碎屑(31)进行检测，两个三通接头(13)中的微电感涡流传感器(30)分别连向阻抗分析仪I和阻抗分析仪II，检测信号由两台阻抗分析仪进行数据记录，阻抗分析仪得出的检测数据通过导线传给计算机(17)，并由计算机(17)对采集的数据进行处理；
所述的检测装置中的气压源(1)作为油液中碎屑动态检测的驱动装置；气压源(1)提供气压，单向调速阀(5)控制气缸活塞杆(20)的上下运动，进而控制上油液池活塞(8)推动油液(10)往复流动；通过调节单向调速阀(5)控制气缸活塞杆(20)的运动速度，从而控制油液系统中油液(10)的流动速度。
2.根据权利要求1所述的流动油液中金属碎屑的模拟检测装置，其特征在于：单活塞杆气缸(6)的两端分别固连有磁性开关(7)，两个磁性开关(7)通过检测单活塞杆气缸(6)的活塞的位置进而分别控制电路中磁性开关(7)的常闭触点S11和S12的通断；磁性开关(7)的常闭触点S11和S12的分别串接到所述三位五通电磁换向阀(4)左右两个电磁线圈YV2和YV1的控制回路中，实现急停保护功能；通过调整磁性开关(7)固连在单活塞杆气缸(6)上的位置，控制气缸活塞杆(20)的运动行程。
3.根据权利要求1所述的流动油液中金属碎屑的模拟检测装置，其特征在于：所述的油液池活塞(8)在上油液池(9)中上下运动，推动油液(10)在油液管路(12)中流动；光电传感器(11)安装在上油液池(9)外，位于上油液池(9)底部上部，光电传感器(11)检测上油液池活塞(8)的位置，光电传感器(11)的常闭触点S13串接到所述三位五通电磁换向阀(4)左右两个电磁线圈YV2和YV1中其中一个线圈的控制回路中；控制光电传感器(11)的常闭触点S13的通断，使上油液池活塞(8)在安全区域内运动；通过磁性开关(7)与光电传感器(11)进行双重限位确保检测系统的安全运行。
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