CN110018094A - 一种内设磁芯多参数磨粒传感装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内设磁芯多参数磨粒传感装置，包括：内设磁芯的多参数磨粒传感器，激励‑检测单元，检测模式转化单元，多参数磨粒传感器主要由电感线圈和圆柱形磁芯组成；圆柱形磁芯设置在电感线圈的中心孔中，且圆柱形磁芯和电感线圈之间有一定的间距；本发明装置用于检测分离液压油中的铁质磨粒。通过在电感线圈中心孔设置磁芯，将液压油中的铁质磨粒吸附到磁芯表面，有利于传感器对铁质磨粒的检测，有效的将磨粒从液压油中分离出来，降低液压油中的磨粒含量。装置可实现电感参数和电容参数两种模式的检测，从而可由两种参数的检测信号来提升磨粒检测结果的准确性，完成对滑油、液压油中多种颗粒污染物的区分检测，还能对机器设备进行故障诊断。

Description

一种内设磁芯多参数磨粒传感装置

技术领域

本发明涉及设备油液系统故障检测技术领域，具体而言，尤其涉及一种内设磁芯多参数磨粒传感装置。

背景技术

在液压系统中，液压油可以提供有关系统健康状况的宝贵信息。其中，碎屑磨粒的含量是系统工作状态的明显标志。且液压系统所产生的磨粒主要为铁磨粒，在设备正常运行过程中，液压油中磨损污染物具有相对稳定的浓度以及较小尺寸。当发生异常磨损，磨粒浓度增加，粒径将变大。如果在这种状态下机器持续运转，金属颗粒的浓度与尺寸继续增加，直到机器出现故障。因此，对液压油中金属颗粒的监测，是进行预防性维修并且保持油液中金属磨粒尺度在容差水平以内的关键。对液压油中的铁质磨粒的检测主要有电感式磨粒传感器和电容式磨粒传感器。但是现有的电感式或电容式磨粒传感器在实际的应用中具有较大的偏差，且大多数都只实现了磨粒的检测，并未将磨粒从滑油中分离。

发明内容

根据上述提出现有电感式或电容式磨粒传感器在实际的应用中具有较大的偏差以及无法将磨粒从液压系统分离的技术问题，而提供一种内设磁芯的多参数磨粒传感装置。本发明传感装置不仅可以使用电感检测原理和电容检测原理实现对液压油中铁质磨粒的多参数检测，从而可根据两种检测信号获取液压油中的磨粒含量，提升了检测结果的准确性。且磁芯的设置也有效将磨粒从液压油中分离出来。

本发明采用的技术手段如下：

一种内设磁芯多参数磨粒传感装置，包括：内设磁芯的多参数磨粒传感器，激励-检测单元，检测模式转化单元，所述检测模式转化单元通过绝缘导线连接激励-检测单元；所述多参数磨粒传感器主要由电感线圈和圆柱形磁芯组成；所述圆柱形磁芯设置在电感线圈的中心孔中，且所述圆柱形磁芯和电感线圈之间保持一定的间距；所述电感线圈分别连接第一引线和第二引线，所述圆柱形磁芯连接第三引线，所述激励-检测单元通过绝缘导线分别连接第一引线、第二引线和第三引线；

当所述激励-检测单元通过绝缘导线分别连接第一引线和第二引线时，所述检测模式转化单元的检测模式为电感参数检测；当所述激励-检测单元通过绝缘导线分别连接第一引线和第三引线或当所述激励-检测单元通过绝缘导线分别连接第二引线和第三引线时，所述检测模式转化单元的检测模式切换为电容参数检测。

进一步地，所述电感线圈和圆柱形磁芯的表面都覆盖有绝缘材料。

进一步地，所述圆柱形磁芯为导电永磁体。

进一步地，所述电感线圈由漆包线绕制而成，线圈内径为1-10厘米，漆包线线径为50-2000微米，匝数为100-10000匝，电感线圈的轴向厚度为0.5-10厘米，电感线圈的径向厚度为0.2-5厘米。

进一步地，所述圆柱形磁芯的直径为0.5-9厘米，高度为0.5-10厘米。

进一步地，所述多参数磨粒传感器设置在绝缘基底上。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的装置，通过在电感线圈中心孔中设置圆柱形磁芯，将液压油中的铁质磨粒吸附到圆柱形磁芯表面，这不仅有利于传感器对铁质磨粒的检测，同时可有效的将磨粒从液压油中分离出来，降低液压油中的磨粒含量。

2、本发明提供的装置，通过检测模式转化单元可进行电感参数和电容参数两种模式的检测，从而可由两种参数的检测信号来提升磨粒检测结果的准确性。

基于上述理由本发明可在设备油液系统故障检测等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明装置内设磁芯的多参数磨粒传感器的结构图。

图2为本发明装置电感检测模式的连线图。

图3为本发明装置电容检测模式的连线图。

图4为本发明装置的结构框图。

图中：1、多参数磨粒传感器；2、激励-检测单元；3、检测模式转化单元；4、电感线圈；5、圆柱形磁芯；6、绝缘基底；7、绝缘材料；8、第一引线；9、第二引线；10、第三引线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明提供了一种内设磁芯多参数磨粒传感装置，如图4所示，包括：内设磁芯的多参数磨粒传感器1，激励-检测单元2，检测模式转化单元3，检测模式转化单元3通过绝缘导线连接激励-检测单元2；如图1所示，多参数磨粒传感器1设置在绝缘基底6上，多参数磨粒传感器1主要由电感线圈4和圆柱形磁芯5组成；圆柱形磁芯5设置在电感线圈4的中心孔中，且圆柱形磁芯5和电感线圈4之间保持一定的间距；电感线圈4和圆柱形磁芯5的表面都覆盖有绝缘材料7，用于电感线圈4与圆柱形磁芯5以及液压系统之间的绝缘。液压油中的铁质颗粒受磁力作用吸附于圆柱形磁芯5的表面，从而实现对磨粒含量的检测，并将磨粒从液压油中分离出来，以降低液压油中的磨粒含量。电感线圈4可用来检测电感参数，也可与圆柱形磁芯5构成柱形电容器的内外极板来检测电容参数。

作为本发明优选的实施方式，电感线圈4由漆包线绕制而成，线圈内径为1-10厘米，漆包线线径为50-2000微米，匝数为100-10000匝，电感线圈4的轴向厚度为0.5-10厘米，电感线圈4的径向厚度为0.2-5厘米。圆柱形磁芯5为导电永磁体，圆柱形磁芯5的直径为0.5-9厘米，高度为0.5-10厘米。

如图4所示，将内设磁芯的多参数磨粒传感器1安装在液压油油箱或液压油管道内，圆柱形磁芯5将液压油中的铁质颗粒引过来，以便传感器的检测。激励-检测单元2给内设磁芯的多参数磨粒传感器1施加激励，并检测获取电感和电容检测数据。内设磁芯的多参数磨粒传感器1中的电感线圈4分别连接第一引线8和第二引线9，圆柱形磁芯5连接第三引线10，激励-检测单元2通过绝缘导线分别连接第一引线8、第二引线9和第三引线10；检测模式转化单元3实现对电感检测和电容检测两种模式的切换，即对两种检测模式的接线方式进行转换。

实施例1

如图2所示，当所述激励-检测单元2通过绝缘导线分别连接第一引线8和第二引线9时，检测模式转化单元3的检测模式为电感参数检测；激励-检测单元2给电感线圈4以交流电激励，并获取电感参数的变化值。当作为电感式磨粒检测传感器来实现电感参数检测时，液压油中的铁质磨粒受到圆柱形磁芯5的吸引会附着到圆柱形磁芯5的四周，沉积在圆柱形磁芯5上的铁颗粒会引发传感器周围磁场的变化，从而实现磨粒的检测。

实施例2

如图3所示，当激励-检测单元2通过绝缘导线分别连接第一引线8和第三引线10或当激励-检测单元2通过绝缘导线分别连接第二引线9和第三引线10时，检测模式转化单元3的检测模式切换为电容参数检测，激励-检测单元2给电感线圈4和圆柱形磁芯5以交流电激励，并获取电容参数的变化值。当作为电容式磨粒检测传感器来实现电容参数检测时，液压油中的铁质磨粒受到圆柱形磁芯5的吸引会附着到圆柱形磁芯5的四周，沉积在圆柱形磁芯5上的铁颗粒会引发电容器的两个电极之间的分布电容值发生改变，从而实现磨粒的检测。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种内设磁芯多参数磨粒传感装置，包括：内设磁芯的多参数磨粒传感器，激励-检测单元，检测模式转化单元，所述检测模式转化单元通过绝缘导线连接激励-检测单元；其特征在于，所述多参数磨粒传感器主要由电感线圈和圆柱形磁芯组成；所述圆柱形磁芯设置在电感线圈的中心孔中，且所述圆柱形磁芯和电感线圈之间保持一定的间距；所述电感线圈分别连接第一引线和第二引线，所述圆柱形磁芯连接第三引线，所述激励-检测单元通过绝缘导线分别连接第一引线、第二引线和第三引线；

当所述激励-检测单元通过绝缘导线分别连接第一引线和第二引线时，所述检测模式转化单元的检测模式为电感参数检测；当所述激励-检测单元通过绝缘导线分别连接第一引线和第三引线或当所述激励-检测单元通过绝缘导线分别连接第二引线和第三引线时，所述检测模式转化单元的检测模式切换为电容参数检测。

2.根据权利要求1所述的一种内设磁芯多参数磨粒传感装置，其特征在于，所述电感线圈和圆柱形磁芯的表面都覆盖有绝缘材料。

3.根据权利要求1或2所述的一种内设磁芯多参数磨粒传感装置，其特征在于，所述圆柱形磁芯为导电永磁体。

4.根据权利要求1或2所述的一种内设磁芯多参数磨粒传感装置，其特征在于，所述电感线圈由漆包线绕制而成，线圈内径为1-10厘米，漆包线线径为50-2000微米，匝数为100-10000匝，电感线圈的轴向厚度为0.5-10厘米，电感线圈的径向厚度为0.2-5厘米。

5.根据权利要求1或2所述的一种内设磁芯多参数磨粒传感装置，其特征在于，所述圆柱形磁芯的直径为0.5-9厘米，高度为0.5-10厘米。

6.根据权利要求1所述的一种内设磁芯多参数磨粒传感装置，其特征在于，所述多参数磨粒传感器设置在绝缘基底上。