CN109283119B - 一种油液磨粒在线监测电感传感器试验台 - Google Patents

一种油液磨粒在线监测电感传感器试验台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种油液磨粒在线监测电感传感器试验台，其包括底座，底座上设置有滑轨，滑轨两端部分别设置有立柱，位于两立柱之间的滑轨上滑动设置有滑柱；立柱顶部设置有筒状的线圈保护罩，线圈保护罩底部设置有凹槽；中间的滑柱顶部设置有感应线圈，两侧的滑柱顶部分别设置有激励线圈，感应线圈和激励线圈均通过各自滑柱上的导线与安装在底座内的信号处理单元连接，信号处理单元与上位机电连接；感应线圈和激励线圈均位于线圈保护罩内，位于线圈保护罩一侧，在底座上设置有用于安装控制电机的控制台；硬质塑料管一端与控制电机连接，另一端穿过激励线圈、感应线圈和激励线圈；位于硬质塑料管上不同位置处设置有若干用于安装磨粒的凹槽。

Description

一种油液磨粒在线监测电感传感器试验台
技术领域
本发明涉及一种油液磨粒在线监测技术领域，特别是关于一种用于油液磨粒在线监测的电感传感器试验台。
背景技术
磨损是机械零部件失效的主要因素之一,磨损微粒是监测磨损过程以及诊断磨损失效类型的最为直接的信息元。国内外的资料统计表明,70％的液压机械故障源于油液的颗粒污染。对油液中的金属磨损微粒进行在线监测已成为减少液压系统故障的重要途径之一。因此，油液磨粒在线监测传感器能否正常运行决定了液压机械能否安全稳定地工作。
目前电感测量同时具备颗粒计数和颗粒材质区分两种特点，具有不易受外界温度变化和振动的干扰、不易受油液中气泡和杂质的干扰等优点，受到了油液检测技术领域的广泛关注和认可。而电感式传感器在研发的过程中，由于经常要对电感传感器线圈匝数和传感器结构进行调整。现有的方法是每次调整都需要重新制作新的线圈，装配完后才能对传感器进行研究。这种方式需要耗费大量的时间制作线圈，制作成本较高。由于每次重新绕制的线圈无法保证误差，导致实验结果也会由于绕线误差而产生偏差。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种油液磨粒在线监测电感传感器试验台，其操作简单方便，可对磨粒在线监测电感传感器进行模块化分解，在研究的过程中只需对模块进行调整从而达到改变传感器参数的效果。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种油液磨粒在线监测电感传感器试验台，其特征在于：该试验台包括控制台、控制电机、立柱、激励线圈、感应线圈、信号处理单元、滑柱、线圈保护罩、硬质塑料管、底座和上位机；所述底座上设置有滑轨，所述滑轨两端部分别设置有一所述立柱，位于两所述立柱之间的所述滑轨上滑动设置有所述滑柱，所述滑柱设置为三个；两所述立柱顶部设置有筒状的所述线圈保护罩，在所述线圈保护罩底部设置有与所述滑柱匹配的凹槽；位于中间的所述滑柱顶部设置有所述感应线圈，位于两侧的所述滑柱顶部分别设置有所述激励线圈，所述感应线圈和激励线圈均通过各自所述滑柱上的导线与安装在所述底座内的所述信号处理单元连接，所述信号处理单元与所述上位机电连接；所述感应线圈和激励线圈均位于所述线圈保护罩内，位于所述线圈保护罩一侧，在所述底座上设置有用于安装所述控制电机的所述控制台；所述硬质塑料管一端与所述控制电机连接，所述硬质塑料管另一端穿过所述激励线圈、感应线圈和激励线圈；位于所述硬质塑料管上不同位置处设置有若干用于安装磨粒的凹槽。
进一步，位于所述滑轨内设置有铜制作的滑片电路。
进一步，所述信号处理单元与所述底座上的滑轨连接，再通过所述底座滑轨上的所述滑片电路使所述信号处理单元能分别与放置在三个所述滑柱上的所述激励线圈和感应线圈连接。
进一步，三个所述滑柱上端可自由更换线圈，并与设置在所述激励线圈和感应线圈内的线圈外壳卡紧，且与所述线圈外壳在一个相同位置进行接触。
进一步，所述控制台、控制电机、激励线圈、感应线圈和硬质塑料管构成工况模拟部分；工况模拟部分：由所述控制台控制所述控制电机，实现使带有磨粒的所述硬质塑料管穿过所述激励线圈和感应线圈，能实现模拟磨粒穿过传感器的过程；通过调节所述控制电机可对所述硬质塑料管的速度进行调节，单次运行结束后，需手动将所述硬质塑料管放置回初始位置。
进一步，所述滑柱、信号处理单元、上位机和线圈保护罩构成调节模块部分；所述调节模块部分：三个线圈通过所述滑柱上的导线与所述信号处理单元连接，传感器的感应信号则通过所述信号处理单元上传至所述上位机，利用所述上位机进行对传感器性能分析；沿着所述底座上的滑轨可直接将所述滑柱取下，不同匝数的线圈缠绕在相同形状大小的线圈壳体上，实验时只需将绕制好线圈的线圈壳体放置在三个线圈的位置上，将原本的线圈壳体相更换即可改变实验线圈的匝数，只需将所述滑柱的位置改变即可改变线圈间的距离。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明将多个标准磨粒安装在硬质塑料管的凹槽内，通过滑柱改变线圈间的距离，并有控制电机调节硬质塑料管在激励线圈和感应线圈内的转速，由上位机对采集到的信号进行处理，实现对磨粒在线监测电感传感器进行模块化分解，操作简单方便。本发明可以在传感器参数对电感式传感器性能影响规律中、以及不同颗粒以不同形式通过电感传感器的磨损特性研究中应用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供一种油液磨粒在线监测电感传感器试验台，其包括底座1、立柱2、滑柱3、线圈保护罩4、感应线圈5、激励线圈6、信号处理单元7、上位机8、控制电机9、控制台10和硬质塑料管11。
底座1上设置有滑轨，滑轨两端部分别设置有一立柱2，位于两立柱2之间的滑轨上滑动设置有滑柱3，滑柱3可以设置为三个，三个滑柱3为等间距设置。两立柱2顶部设置有筒状的线圈保护罩4，线圈保护罩4与底座1平行设置，并在线圈保护罩4底部设置有与滑柱3匹配的凹槽，以便卡紧固定滑柱3。位于中间的滑柱3顶部设置有感应线圈5，位于两侧的滑柱3顶部分别设置有激励线圈6，感应线圈5和激励线圈6均通过各自滑柱3上的导线与安装在底座1内的信号处理单元7连接，信号处理单元7与上位机8电连接。感应线圈5和激励线圈6均位于线圈保护罩4内，位于线圈保护罩4一侧，在底座1上设置有用于控制并安装控制电机9的控制台10；硬质塑料管11一端与控制电机9连接，由控制电机9控制其转速及进程，硬质塑料管11另一端穿设在线圈保护罩4内，并依次穿过激励线圈6、感应线圈5和激励线圈6。位于硬质塑料管11上不同位置处设置有若干用于安装磨粒的凹槽。
上述实施例中，位于滑轨内设置有铜制作的滑片电路，使滑柱3不论在哪个位置都能与滑轨相连，从而与底座1内部的信号处理单元7连接。
上述实施例中，两个激励线圈6为并联的激励线圈，由信号处理单元7提供正弦交流电激励，感应线圈5可产生感应信号，由信号处理单元7进行信号处理后上传至上位机8进行数据采集。
上述各实施例中，信号处理单元7设置在底座1内部，与底座1上的滑轨连接，再通过底座1滑轨上的滑片电路使信号处理单元7能分别与放置在三个滑柱3上的激励线圈6和感应线圈5连接。
上述各实施例中，三个滑柱3上端可自由更换线圈，并与设置在激励线圈6和感应线圈5内的线圈外壳卡紧，且每次更换线圈时滑柱与线圈外壳在一个相同位置进行接触，以保证更换线圈时滑柱和线圈的相对位置统一。当与线圈外壳卡紧时，滑柱3上的导线与线圈外壳上缠绕的线圈相连，滑柱3下端能自由在滑轨上滑动且保持时刻与滑轨上的滑片连接，通过这种方式，可使在更换激励线圈6、感应线圈5并任意改变滑柱3位置的情况下，信号处理单元7仍然能便捷的与三个线圈连通。
上述各实施例中，线圈保护罩4打开时可更换激励线圈6和感应线圈5，改变滑柱3位置，当线圈保护罩4关闭时，线圈和滑柱3均被卡紧，此时线圈保护罩4起到定位和保护的作用。
上述各实施例中，由控制台10、控制电机9、激励线圈6、感应线圈5和硬质塑料管11构成工况模拟部分；由滑柱3、信号处理单元7、上位机8、线圈保护罩4构成调节模块部分。
其中，工况模拟部分：由控制台10控制电机9，可实现使带有磨粒的硬质塑料管11穿过激励线圈6和感应线圈5，可以实现模拟磨粒穿过传感器的过程。通过调节控制电机9可对硬质塑料管11的速度进行调节，单次运行结束后，需手动将硬质塑料管11放置回初始位置。
调节模块部分：三个线圈通过滑柱3上的导线与信号处理单元7连接，传感器的感应信号则可以通过信号处理单元7上传至上位机8，利用上位机8进行对传感器性能分析。沿着底座1上的滑轨可直接将滑柱3取下，不同匝数的线圈缠绕在相同形状大小的线圈壳体上，实验时只需将绕制好线圈的线圈壳体放置在三个线圈的位置上，将原本的线圈壳体相更换即可改变实验线圈的匝数，只需将滑柱3的位置改变即可改变线圈间的距离。
综上所述，本发明在使用前，需先选取多个标准磨粒，对磨粒的尺寸、质量、材料等参数进行记录后安装在硬质塑料管11的凹槽内。实验前还需制作用于替换的多个不同匝数、不同宽度的线圈。
进行实验时确认硬质塑料管11上的标准磨粒、滑柱的位置和安装的线圈是否正确，然后开启电源，调节电机转速，使硬质塑料管11穿过激励线圈6、感应线圈5、激励线圈6，此时从上位机8内的信号采集软件对传感器进行信号采集。采集的数据可用于传感器的更深入研究。同时，由于使用的是标准大小的磨粒，其数据也可用于对传感器进行标定。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (3)

1.一种油液磨粒在线监测电感传感器试验台，其特征在于：该试验台包括控制台、控制电机、立柱、激励线圈、感应线圈、信号处理单元、滑柱、线圈保护罩、硬质塑料管、底座和上位机；
所述底座上设置有滑轨，所述滑轨两端部分别设置有一所述立柱，位于两所述立柱之间的所述滑轨上滑动设置有所述滑柱，所述滑柱设置为三个；两所述立柱顶部设置有筒状的所述线圈保护罩，在所述线圈保护罩底部设置有与所述滑柱匹配的凹槽；位于中间的所述滑柱顶部设置有所述感应线圈，位于两侧的所述滑柱顶部分别设置有所述激励线圈，所述感应线圈和激励线圈均通过各自所述滑柱上的导线与安装在所述底座内的所述信号处理单元连接，所述信号处理单元与所述上位机电连接；所述感应线圈和激励线圈均位于所述线圈保护罩内，位于所述线圈保护罩一侧，在所述底座上设置有用于安装所述控制电机的所述控制台；所述硬质塑料管一端与所述控制电机连接，所述硬质塑料管另一端穿过所述激励线圈、感应线圈和激励线圈；位于所述硬质塑料管上不同位置处设置有若干用于安装磨粒的凹槽；
两个所述激励线圈为并联的激励线圈，由所述信号处理单元提供正弦交流电激励，所述感应线圈能产生感应信号，由所述信号处理单元进行信号处理后上传至所述上位机进行数据采集；
三个所述滑柱上端可自由更换线圈，并与设置在所述激励线圈和感应线圈内的线圈外壳卡紧，且与所述线圈外壳在一个相同位置进行接触；当与所述线圈外壳卡紧时，所述滑柱上的导线与所述线圈外壳上缠绕的线圈相连，所述滑柱下端能自由在滑轨上滑动且保持时刻与滑轨上的滑片连接，通过这种方式，以使在更换所述激励线圈、所述感应线圈并任意改变所述滑柱位置的情况下，所述信号处理单元仍然能便捷的与三个线圈连通；
所述线圈保护罩打开时可更换所述激励线圈和所述感应线圈，改变所述滑柱位置，当所述线圈保护罩关闭时，所述线圈和所述滑柱均被卡紧，此时所述线圈保护罩起到定位和保护的作用；
所述控制台、控制电机、激励线圈、感应线圈和硬质塑料管构成工况模拟部分；工况模拟部分：由所述控制台控制所述控制电机，实现使带有磨粒的所述硬质塑料管穿过所述激励线圈和感应线圈，能实现模拟磨粒穿过传感器的过程；通过调节所述控制电机可对所述硬质塑料管的速度进行调节，单次运行结束后，需手动将所述硬质塑料管放置回初始位置；
所述滑柱、信号处理单元、上位机和线圈保护罩构成调节模块部分；所述调节模块部分：三个线圈通过所述滑柱上的导线与所述信号处理单元连接，传感器的感应信号则通过所述信号处理单元上传至所述上位机，利用所述上位机进行对传感器性能分析；沿着所述底座上的滑轨可直接将所述滑柱取下，不同匝数的线圈缠绕在相同形状大小的线圈壳体上，实验时只需将绕制好线圈的线圈壳体放置在三个线圈的位置上，将原本的线圈壳体相更换即可改变实验线圈的匝数，只需将所述滑柱的位置改变即可改变线圈间的距离。
2.如权利要求1所述试验台，其特征在于：位于所述滑轨内设置有铜制作的滑片电路。
3.如权利要求2所述试验台，其特征在于：所述信号处理单元与所述底座上的滑轨连接，再通过所述底座滑轨上的所述滑片电路使所述信号处理单元能分别与放置在三个所述滑柱上的所述激励线圈和感应线圈连接。
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