CN104215557A - 静电传感器标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静电传感器标定装置，是一种用于对大型设备润滑油路磨损颗粒在线监测的静电传感器进行标定的装置。该装置由油滴荷电装置、传感器支撑和定位装置和油滴电荷测量装置组成。油滴在荷电装置的作用下带上一定量的电荷，且油滴的带电量与极性均可调节；在重力作用下，油滴垂直下落，经过环状静电传感器，传感器支撑和定位装置可以准确调节环状静电传感器的中心轴线与油滴下落轨迹的相对位置，最后带电油滴落入电荷测量装置中；将电荷测量装置的测量值与环状静电传感器的感应输出值进行比对，即可对环状静电传感器进行标定研究。

Description

静电传感器标定装置

技术领域

本发明涉及静电传感器标定装置，用于对大型设备润滑油路磨损颗粒在线监测使用的静电传感器进行标定，属于传感器校正装置领域。

背景技术

采用静电监测技术，可以监测大型设备润滑油路中的磨粒，根据监测的磨粒信息可以掌握润滑部件的健康状态。静电传感器根据静电感应原理，测量带电磨粒在传感器中产生的感应电压。对静电传感器特性的研究，需要一套稳定可靠的标定装置。

采用静电监测技术，可以监测大型设备润滑油路中的磨粒，根据监测的磨粒信息可以掌握润滑部件的健康状态。静电传感器根据静电感应原理，测量带电磨粒在传感器中产生的感应电压。任何一种传感器在制成以后，都必须按照技术要求进行一系列的试验，以检验它是否达到原设计指标的要求，并最后确定传感器的基本性能。对静电传感器基本性能的研究，需要一套稳定可靠的标定装置。

在现有的静电传感器标定装置的相关研究中发现，这些标定装置都过于简单，只针对传感器的单一性能进行标定，且存在如下缺点：标定装置通常选用固体颗粒作为测量对象，颗粒的带电量不可控制，同时，颗粒的产生及产生间隔难于控制；传感器均固定在支架上，不能调节，更不能测量颗粒轨迹与传感器中心轴线的位置关系，因而对传感器空间特性等只能定性研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种静电传感器标定装置，对用于大型设备润滑油路磨损颗粒监测的静电传感器进行标定实验。该装置平台结构简单，性能可靠；可以对各种直径的环状静电传感器的静态特性和动态特性进行实验研究，可用于传感器的标定，也可用于传感器的校准。本发明不仅可以产生电量和极性可调的油滴，还可控制油滴产生的间隔，并且可以测量油滴轨迹与传感器的相对位置，可以对传感器多种参数进行精确标定。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种静电传感器标定装置，用于标定环状静电传感器。该装置包括通过支架连接的上、中、下三层绝缘平台以及油滴荷电装置、传感器支撑和定位装置、油滴电量测量装置；所述中层绝缘平台上设置有滑轨；

所述油滴荷电装置设置在上层绝缘平台上，用于产生带电油滴；所述油滴荷电装置包括油槽、阀门、金属针头、环形电极和直流电源，其中，所述油槽通过软管与阀门连接，所述阀门通过转接头与金属针头连接，所述环形电极紧靠金属针头的下方；所述金属针头和环形电极分别与直流电源的两极连接；所述转接头固定在上层绝缘平台上，所述金属针头固定在上层绝缘平台的底部延伸部； 

所述传感器支撑和定位装置设置在中层绝缘平台上且可沿滑轨滑动，用于支撑环状静电传感器，使环状静电传感器的中轴线与油滴荷电装置产生的带电油滴的下落轨迹平行； 

所述油滴电量测量装置设置在下层绝缘平台上，用于测量油滴荷电装置产生的带电油滴的电荷量。

油滴荷电装置产生的带电油滴在重力作用下竖直下落，经过传感器支撑和定位装置支撑的环状静电传感器后，落入油滴电量测量装置中，将油滴电量测量装置的测量值与环状静电传感器的感应值进行比对，从而对环状静电传感器进行标定。

作为本发明的进一步优化方案，所述上、中、下三层绝缘平台上均安装有水平仪（5），以保证各层平台的水平。

作为本发明的进一步优化方案，所述上、中两层绝缘平台通过螺母与支架连接，以调节上、中、下三层之间的相对位置。

作为本发明的进一步优化方案，所述中层绝缘平台上还设置有与滑轨平行的刻度尺，用于确定环状静电传感器的中心轴线偏离带电油滴下落轨迹的距离。

作为本发明的进一步优化方案，所述传感器支撑和定位装置包括环形卡环、定位槽，环形卡环的外径与定位槽的内径相同，所述环形卡环嵌在定位槽中，所述环状静电传感器通过螺钉与环形卡环固定连接。

作为本发明的进一步优化方案，所述上、中、下三层绝缘平台均为有机玻璃材质。

作为本发明的进一步优化方案，所述油滴电量测量装置为法拉第杯。

作为本发明的进一步优化方案，所述直流电源为可调直流电源。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）该装置平台结构简单，性能可靠；

（2）本发明中的油滴荷电装置，可以通过更换金属针头和调节直流电源电压的方式产生电量不同的油滴，可以通过改变直流电源正负极连接方式改变油滴携带电荷的极性，还可以控制油滴产生的时间间隔，从而保证了标定实验的可以获得足够的输入数据，间接地提高了标定实验准确度；

（3）本发明中的传感器支撑和定位装置，能够通过滑轨调节环状静电传感器的中心轴线和带电油滴下落轨迹间的相对位置，并且从刻度尺上反映出偏离距离，从而用于研究传感器的空间特性。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为油滴荷电装置的构示意图，其中，a为主视图，b为俯视图。

图3为传感器支撑和定位装置的结构示意图，其中，a为主视图，b为俯视图

其中，1-上层绝缘平台；2-中层绝缘平台；3-下层绝缘平台；4-调节螺母；5-水平仪；6-环状静电传感器；7-油滴下落轨迹；8-油槽；9-阀门；10-金属针头；11-环形电极；12-直流电源；13-传感器卡环；14-传感器定位槽；15-滑轨；16-刻度尺；17-法拉第杯。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明设计一种静电传感器标定装置，用于标定环状静电传感器6，如图1所示，该装置包括通过支架连接的上、中、下三层绝缘平台以及油滴荷电装置、传感器支撑和定位装置、油滴电量测量装置；所述中层绝缘平台上设置有滑轨15。

本实施例中，上、中、下三层绝缘平台均为有机玻璃材质，且，平台上均安装有水平仪5，以保证各层平台的水平；平台通过螺母4与支架连接，以调节上、中、下三层之间的相对位置。

如图2中（a）和（b）所示，油滴荷电装置设置在上层绝缘平台1上，用于产生带电油滴；所述油滴荷电装置包括油槽8、阀门9、金属针头10、环形电极11和直流电源12，其中，所述油槽8通过软管与阀门9连接，所述阀门9通过转接头与金属针头10连接，所述环形电极11紧靠金属针头10的下方；所述金属针头10和环形电极11分别与直流电源12的两极连接；所述转接头固定在上层绝缘平台1上，所述金属针头10固定在上层绝缘平台1的底部延伸部。

在油滴荷电装置中，油槽8中的润滑油通过阀门9后依靠重力作用流到金属针头10处并形成油滴，其中，通过阀门9可以控制油滴形成的时间。当油滴悬停在金属针头10尾端时，在金属针头10与环形电极11之间形成的电场作用下，使得油滴中的正负电荷发生定向移动。通过改变直流电源12正负两极分别与金属针头10与环形电极11之间的连接方式，可以产生带不同电极性的油滴。金属针头10可以更换，以产生直径不同的油滴；还可以通过调节直流电源12，改变金属针头10与环形电极11间电场的强度。油滴的直径和电场的强度决定着油滴的带电量，因此，更换金属针头10以及调节直流电源12电压可以产生不同电量的油滴。

本实施例中，金属针头10与直流电源12的正极连接，环形电极11与直流电源12的负极连接，当油滴从金属针头10落下时，油滴中正负电荷的定向移动使得落下的油滴带有正极性的电荷。

如图3中（a）和（b）所示，传感器支撑和定位装置设置在中层绝缘平台2上且可沿滑轨15滑动，用于支撑环状静电传感器6，使环状静电传感器6的中轴线与油滴荷电装置产生的带电油滴的下落轨迹平行。

本实施例中，传感器支撑和定位装置包括环形卡环13、定位槽14，环形卡环13的外径与定位槽14的内径相同，环形卡环13嵌在定位槽14中，环状静电传感器6通过螺钉与环形卡环13固定连接。根据所标定的环状静电传感器6外径的不同，可以更换不同内径的环形卡环13。中层绝缘平台2上还设置有与滑轨15平行的刻度尺16。定位槽14可以通过滑轨15沿环状静电传感器6的径向移动，使环状静电传感器6的中心轴线偏离油滴垂直滴落的轨迹7，并根据滑轨上的刻度16读出偏离传感器轴心的距离，从而可以研究油滴经过环状静电传感器6不同径向位置时，环状静电传感器6的输出变化。

所述油滴电量测量装置设置在下层绝缘平台3上，用于测量油滴荷电装置产生的带电油滴的电荷量。本实施例中，油滴电量测量装置采用法拉第杯对油滴荷电装置产生的带电油滴的电荷量进行测量。

油滴荷电装置产生的带电油滴在重力作用下竖直下落，经过环状静电传感器6后，落入油滴电量测量装置中，将油滴电量测量装置的测量值与环状静电传感器6的感应值进行比对，从而对环状静电传感器6进行标定。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。 

Claims (8)

1. 静电传感器标定装置，用于标定环状静电传感器（6），其特征在于：

该装置包括通过支架连接的上、中、下三层绝缘平台以及油滴荷电装置、传感器支撑和定位装置、油滴电量测量装置；所述中层绝缘平台上设置有滑轨（15）；

所述油滴荷电装置设置在上层绝缘平台（1）上，用于产生带电油滴；所述油滴荷电装置包括油槽（8）、阀门（9）、金属针头（10）、环形电极（11）和直流电源（12），其中，所述油槽（8）通过软管与阀门（9）连接，所述阀门（9）通过转接头与金属针头（10）连接，所述环形电极（11）紧靠金属针头（10）的下方；所述金属针头（10）和环形电极（11）分别与直流电源（12）的两极连接；所述转接头固定在上层绝缘平台（1）上，所述金属针头（10）固定在上层绝缘平台（1）的底部延伸部； 

所述传感器支撑和定位装置设置在中层绝缘平台（2）上且可沿滑轨（15）滑动，用于支撑环状静电传感器（6），使环状静电传感器（6）的中轴线与油滴荷电装置产生的带电油滴的下落轨迹平行；

所述油滴电量测量装置设置在下层绝缘平台（3）上，用于测量油滴荷电装置产生的带电油滴的电荷量。

2. 根据权利要求1所述的静电传感器标定装置，其特征在于，所述上、中、下三层绝缘平台上均安装有水平仪（5），以保证各层平台的水平。

3. 根据权利要求1所述的静电传感器标定装置，其特征在于，所述上、中两层绝缘平台通过螺母（4）与支架连接，以调节上、中、下三层之间的相对位置。

4. 根据权利要求1所述的静电传感器标定装置，其特征在于，所述中层绝缘平台（2）上还设置有与滑轨（15）平行的刻度尺（16），用于确定环状静电传感器（6）的中心轴线偏离带电油滴下落轨迹的距离。

5. 根据权利要求1所述的静电传感器标定装置，其特征在于，所述传感器支撑和定位装置包括环形卡环（13）、定位槽（14），环形卡环（13）的外径与定位槽（14）的内径相同，所述环形卡环（13）嵌在定位槽（14）中，所述环状静电传感器（6）通过螺钉与环形卡环（13）固定连接。

6. 根据权利要求1所述的静电传感器标定装置，其特征在于，所述上、中、下三层绝缘平台均为有机玻璃材质。

7. 根据权利要求1所述的静电传感器标定装置，其特征在于，所述油滴电量测量装置为法拉第杯。

8. 根据权利要求1所述的静电传感器标定装置，其特征在于，所述直流电源（12）为可调直流电源。