CN203133186U

CN203133186U - 一种滤油器的液体流动带电测量装置

Info

Publication number: CN203133186U
Application number: CN 201320161059
Authority: CN
Inventors: 王约展; 严琪波; 陈森森; 祝守新
Original assignee: Huzhou University
Current assignee: Huzhou University
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2023-04-02

Abstract

本实用新型公开了一种滤油器的液体流动带电测量装置，其具体结构包括：滤油器的滤油器外壳（11）上设有与进油管（13）连通的进油口以及与出油管（14）连通的出油口；探测针（2）为两根，并且分别伸入到进油口处的进油管（13）内和出油口处的出油管（14）内；进油管（13）内的探测针（2）与第一电荷处理电路电连接；出油管（14）内的探测针（2）与第二电荷处理电路电连接；第三电荷处理电路与滤油器外壳（11）或纸质滤芯（12）电连接。本实用新型实施例能够有效准确地测量出油与纸质滤芯之间液体流动带电的带电量，进而确定出滤油器的液体流动带电与油温、流速、纸质滤芯的过滤精度之间的关系。

Description

一种滤油器的液体流动带电测量装置

技术领域

本实用新型涉及电量测量领域，尤其涉及一种滤油器的液体流动带电测量装置。

背景技术

液体流动带电是指在液体与固体做相对运动时，两者由于摩擦而携带相反电荷的现象。已经携带电荷的液体，如果流经导电性固体，则会产生新的电荷，进而将使液体中的原有电荷被逐渐中和。但是，如果已经携带电荷的液体为绝缘性液体（例如：液压油、冷却油），并且流经的固体为非导电性固体，那么由于绝缘性液体与非导电性固体的阻抗都非常高，尤其是绝缘性液体的体积阻抗通常高达10×10¹²Ωm，因此绝缘性液体中所携带的电荷会逐渐聚集，并且很难被中和。

纸质滤芯式滤油器是液压系统中的常用部件。液压油在流经输油管道后会携带很多电荷，如果此时再流经滤油器的纸质滤芯，那么由于液压油和纸质滤芯的阻抗都非常高，因此液压油中所携带的电荷会逐渐聚集，从而使滤油器内产生较大的电荷流动，容易引发安全事故；可见，对滤油器内流动的液压油进行液体流动带电测量显得尤为重要。

目前，现有的电量测量装置主要包括直流电电量测量装置、交流电电量测量装置和静电电量测量装置。现有的静电电量测量装置只能测量带静电固体所带的电量、带静电粉末所带的电量，或者带静电非导体与接地金属接近时发生火花放电的电量；但是，对于绝缘性液体与非导电性固体之间液体流动带电的带电量，尤其是油与非导电性纸质品之间液体流动带电的带电量，目前还没有测量装置能够进行有效准确的测量。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种滤油器的液体流动带电测量装置，以便于有效准确地测量出油与纸质滤芯之间液体流动带电的带电量，进而确定出滤油器的液体流动带电与油温、流速、纸质滤芯的过滤精度之间的关系。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种滤油器的液体流动带电测量装置，用于测量油与滤油器1的纸质滤芯12之间液体流动带电的带电量，包括：探测针2、第一电荷处理电路、第二电荷处理电路和第三电荷处理电路；

所述的滤油器1包括滤油器外壳11和纸质滤芯12；纸质滤芯12设于滤油器外壳11的内部；滤油器外壳11上设有与进油管13连通的进油口，以及与出油管14连通的出油口；

探测针2为两根，并且分别伸入到进油口处的进油管13内和出油口处的出油管14内；进油管13内的探测针2与设于滤油器1外部的第一电荷处理电路电连接；出油管14内的探测针2与设于滤油器1外部的第二电荷处理电路电连接；

设于滤油器1外部的第三电荷处理电路与滤油器外壳11或纸质滤芯12电连接。

优选地，探测针2与进油管13的管壁之间设有绝缘支撑件3；探测针2与出油管14的管壁之间也设有绝缘支撑件3。

优选地，绝缘支撑件3的制备材料为有机玻璃。

优选地，所述的探测针2为直径1.6mm的实心圆柱。

优选地，探测针2的制备材料为不锈钢SUS304、铝或铜。

优选地，第一电荷处理电路、第二电荷处理电路和第三电荷处理电路采用相同的电路结构；该电路结构包括：依次连接电荷转化电路41、电压放大电路42和模数转换电路43；

电荷转化电路41将电荷转化为电压信号，电压放大电路42将电荷转化电路41转化的电压信号进行放大增幅处理；模数转换电路43将电压放大电路42放大增幅后的电压信号转化为数字信号，以完成液体流动带电的测量。

优选地，该装置还包括：流量计A1、温度计A2和流量阀A3；流量计A1、温度计A2和流量阀A3分别设置于与滤油器1连通的进油管13或出油管14上。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的滤油器的液体流动带电测量装置通过在滤油器1的进油口处设置第一电荷处理电路，从而可以检测出油在进入滤油器1之前所携带的电荷量；通过在滤油器1的出油口处设置第二电荷处理电路，从而可以检测出油在流经滤油器1之后所携带的电荷量；进而通过求得油在进入滤油器1之前所携带的电荷量与油在流经滤油器1之后所携带的电荷量的差值，即可确定出油在流经滤油器1的纸质滤芯12的过程中所产生的电荷量。同时，该液体流动带电测量装置通过将滤油器1的滤油器外壳11或纸质滤芯12与第三电荷处理电路电连接，从而可以检测出油在流经滤油器1的纸质滤芯12的过程中，纸质滤芯12上所携带的电荷量；理论上讲，油在流经滤油器1的过程中，油和纸质滤芯12上应分别携带等量异种电荷，因而纸质滤芯12上所携带的电荷量应该等于油所携带的电荷量，也就是油在流经滤油器1的纸质滤芯12的过程中所产生的电荷量；但是，在实际测量中难免出现一定的测量误差，而且油所携带的电荷难免会被不同程度的中和，因此该液体流动带电测量装置通过将第一电荷处理电路和第二电荷处理电路的测量结果，与第三电荷处理电路的测量结果进行相互校准修正，进而就可以有效准确可靠地确定出油在流经滤油器1的纸质滤芯12的过程中所产生的电荷量，即油与纸质滤芯之间液体流动带电的带电量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的滤油器的液体流动带电测量装置的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的滤油器的液体流动带电测量装置的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的滤油器的液体流动带电测量装置的结构示意图三；

图4为本发明实施例提供的滤油器的液体流动带电测量装置的结构示意图四；

图5为本发明实施例提供的滤油器的液体流动带电测量装置的结构示意图五。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。

下面将结合附图对本实用新型实施例所提供的滤油器的液体流动带电测量装置作进一步地详细描述。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种滤油器的液体流动带电测量装置，用于测量油与滤油器1的纸质滤芯12之间液体流动带电的带电量，其具体实现结构如下：探测针2、第一电荷处理电路、第二电荷处理电路和第三电荷处理电路；

探测针2为两根，并且分别伸入到进油口处的进油管13内和出油口处的出油管14内；进油管13内的探测针2与设于滤油器1外部的第一电荷处理电路电连接；出油管14内的探测针2与设于滤油器1外部的第二电荷处理电路电连接；第三电荷处理电路与滤油器外壳11（如图1所示）或纸质滤芯12（如图2所示）电连接。

具体地，该液体流动带电测量装置的各部件可以包括如下技术方案中的至少一项：

（1）绝缘支撑件3：探测针2与进油管13的管壁之间最好设有绝缘支撑件3；探测针2与出油管14的管壁之间也最好设有绝缘支撑件3；在实际应用中，该绝缘支撑件3的制备材料最好为有机玻璃。在不设置绝缘支撑件3的情况下，探测针2在伸入到进油管13或出油管14的内部时，难免会与进油管13或出油管14的管壁接触，由于进油管13和出油管14的管壁均为导电体，因此探测针2所捕捉到的电荷会在管壁上大量流失，这将使测量结果出现偏差。由此可见，该绝缘支撑件3可以大幅提高测量结果的准确性。

（2）探测针2：该探测针2为直径1.6mm的实心圆柱，其制备材料可以采用不锈钢SUS304、铝或铜，这些材料不仅具有良好的导电性，而且不易受到油的腐蚀。对于现有的滤油器1而言，将直径1.6mm的探测针2伸入到进油管13和出油管14的内部，不仅不会影响油的正常流动，而且能够保证测量结果的准确性。

（3）电荷处理电路：第一电荷处理电路、第二电荷处理电路和第三电荷处理电路均可以采用相同的电路结构；如图3所示，该电路结构可以包括依次连接电荷转化电路41、电压放大电路42和模数转换电路43；电荷转化电路41将电荷转化为电压信号，电压放大电路42将电荷转化电路41转化的电压信号进行放大增幅处理；模数转换电路43将电压放大电路42放大增幅后的电压信号转化为数字信号，以完成液体流动带电的测量。该电路结构可以采用每毫秒一次的采样频率，该电路结构的电流分辨率可以为5pA。

具体而言，如图4所示，电荷转化电路41可以包括两个10MΩ电阻组成的串联支路，该串联支路的一端为电荷转化电路41的输入端，另一端为接地端；为便于描述，此处可以将电荷转化电路41的两个10MΩ电阻分别命名，例如：可以将靠近电荷转化电路41的输入端的电阻称为输入端电阻、将靠近接地端的电阻称为接地电阻；电荷转化电路41的输入端与探测针2（如图1或图2所示）、滤油器外壳11（如图1所示）或纸质滤芯12（如图2所示）电连接，并获取这些部件上所携带的电荷；当电荷流入电荷转化电路41的输入端后，输入端电阻两端的电压发生变化（可以通过将电压测量装置与输入端电阻并联来观测这一电压变化），从而电荷被转化成为电压信号。电压放大电路42可以是由一组电子元件按照现有放大电路原理图组成的非反转放大增益；该电压放大电路42的输入端连接于电荷转化电路41的两个10MΩ电阻之间；通过电压放大电路42的非反转放大增益可以将电荷转化电路41转化成的电压信号进行大约100倍的放大增幅。模数转换电路43可以采用现有技术中的模数转换卡；该模数转换电路43可以将电压放大电路42放大增幅后的电压信号转化为数字信号后输出；将模数转换电路43的输出端接入到计算机中就可以计算出待测部件（所述待测部件可以包括探测针2、滤油器外壳11、纸质滤芯12）上所携带的电荷量。通过第一电荷处理电路和第二电荷处理电路测得两根探测针2上所携带的电荷量，再通过第三电荷处理电路测得滤油器外壳11或纸质滤芯12上所携带的电荷量，再通过计算机按照现有技术中的数据处理方法进行处理即可确定出油与滤油器1的纸质滤芯12之间液体流动带电的带电量。

（4）该液体流动带电测量装置还可以包括：流量计A1、温度计A2和流量阀A3；流量计A1、温度计A2和流量阀A3分别设置于与滤油器1连通的进油管13或出油管14上；流量计A1可以测量出油流经滤油器1时的流速，温度计A2可以测量出油流经滤油器1时的油温，流量阀A3可以改变油流经滤油器1时的流速。

具体而言，以如图5所示的液压系统为例进行说明：流量阀A3和温度计A2设置于与滤油器1连通的进油管13上，流量计A1设置于与滤油器1连通的出油管14上。通过流量阀A3调节液压油流经滤油器1时的流速；在不同流速下，通过流量计A1测得当前液压油流经滤油器1的流速，通过温度计A2测得当前流速下液压油流经滤油器1的油温，再利用本实用新型所提供的液体流动带电测量装置测得液压油与纸质滤芯2之间液体流动带电的带电量；由于滤油器的液体流动带电主要体现在液压油与纸质滤芯2之间液体流动带电的带电量，因此按照此技术方案进行多次测量，就可以确定出滤油器的液体流动带电与油温、流速之间的关系。

进一步地，本实用新型实施例所提供的滤油器的液体流动带电测量装置的原理如下：

该液体流动带电测量装置通过在滤油器1的进油口处设置第一电荷处理电路，从而可以检测出油在进入滤油器1之前所携带的电荷量；通过在滤油器1的出油口处设置第二电荷处理电路，从而可以检测出油在流经滤油器1之后所携带的电荷量；进而通过求得油在进入滤油器1之前所携带的电荷量与油在流经滤油器1之后所携带的电荷量的差值，即可确定出油在流经滤油器1的纸质滤芯12的过程中所产生的电荷量。

同时，该液体流动带电测量装置通过将滤油器1的滤油器外壳11或纸质滤芯12与第三电荷处理电路电连接，从而可以检测出油在流经滤油器1的纸质滤芯12的过程中，纸质滤芯12上所携带的电荷量；理论上讲，油在流经滤油器1的过程中，油和纸质滤芯12上应分别携带等量异种电荷，因而纸质滤芯12上所携带的电荷量应该等于油所携带的电荷量，也就是油在流经滤油器1的纸质滤芯12的过程中所产生的电荷量；但是，在实际测量中难免出现一定的测量误差，而且油所携带的电荷难免会被不同程度的中和，因此该液体流动带电测量装置通过将第一电荷处理电路和第二电荷处理电路的测量结果，与第三电荷处理电路的测量结果进行相互校准修正，进而就可以有效准确可靠地确定出油在流经滤油器1的纸质滤芯12的过程中所产生的电荷量，即油与纸质滤芯之间液体流动带电的带电量。

通常情况下，纸质滤芯的过滤精度与构成滤芯的纸的材质、厚度、表面积、过滤能力等因素密切相关；如果纸的材质、厚度、表面积或过滤能力不同，那么纸的摩擦系数也不同，因此油在流经不同过滤精度的纸质滤芯时所产生的电荷量也有所不同。由于滤油器的液体流动带电主要体现在液压油与纸质滤芯2之间液体流动带电的带电量，因此更换滤油器1的纸质滤芯，并利用本实用新型所提供的液体流动带电测量装置测得纸质滤芯的过滤精度不同时油与纸质滤芯2之间液体流动带电的带电量，就可以确定出滤油器的液体流动带电与油温、流速之间的关系。

该液体流动带电测量装置可以通过流量计A1测量出油流经滤油器1时的流速，通过温度计A2测量出油流经滤油器1时的油温，通过流量阀A3改变油流经滤油器1时的流速；通过流量阀A3调节油流经滤油器1时的流速；在不同流速下，通过流量计A1测得当前时刻油流经滤油器1的流速，通过温度计A2测得当前流速下油流经滤油器1的油温，再利用本实用新型所提供的液体流动带电测量装置测得油与纸质滤芯2之间液体流动带电的带电量；由于滤油器的液体流动带电主要体现在液压油与纸质滤芯2之间液体流动带电的带电量，因此按照此技术方案进行多次测量就可以确定出滤油器的液体流动带电与油温、流速之间的关系。

可见，本实用新型实施例的实现能够有效准确地测量出油与纸质滤芯之间液体流动带电的带电量，进而确定出滤油器的液体流动带电与油温、流速、纸质滤芯的过滤精度之间的关系。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种滤油器的液体流动带电测量装置，用于测量油与滤油器（1）的纸质滤芯（12）之间液体流动带电的带电量，其特征在于，包括：探测针（2）、第一电荷处理电路、第二电荷处理电路和第三电荷处理电路；

所述的滤油器（1）包括滤油器外壳（11）和纸质滤芯（12）；纸质滤芯（12）设于滤油器外壳（11）的内部；滤油器外壳（11）上设有与进油管（13）连通的进油口，以及与出油管（14）连通的出油口；

探测针（2）为两根，并且分别伸入到进油口处的进油管（13）内和出油口处的出油管（14）内；进油管（13）内的探测针（2）与设于滤油器（1）外部的第一电荷处理电路电连接；出油管（14）内的探测针（2）与设于滤油器（1）外部的第二电荷处理电路电连接；

设于滤油器（1）外部的第三电荷处理电路与滤油器外壳（11）或纸质滤芯（12）电连接。

2.根据权利要求1所述的液体流动带电测量装置，其特征在于，探测针（2）与进油管（13）的管壁之间设有绝缘支撑件（3）；探测针（2）与出油管（14）的管壁之间也设有绝缘支撑件（3）。

3.根据权利要求2所述的液体流动带电测量装置，其特征在于，绝缘支撑件（3）的制备材料为有机玻璃。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液体流动带电测量装置，其特征在于，所述的探测针（2）为直径1.6mm的实心圆柱。

5.根据权利要求4所述的液体流动带电测量装置，其特征在于，探测针（2）的制备材料为不锈钢SUS304、铝或铜。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的液体流动带电测量装置，其特征在于，第一电荷处理电路、第二电荷处理电路和第三电荷处理电路采用相同的电路结构；该电路结构包括：依次连接电荷转化电路（41）、电压放大电路（42）和模数转换电路（43）；

电荷转化电路（41）将电荷转化为电压信号，电压放大电路（42）将电荷转化电路（41）转化的电压信号进行放大增幅处理；模数转换电路（43）将电压放大电路（42）放大增幅后的电压信号转化为数字信号，以完成液体流动带电的测量。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的液体流动带电测量装置，其特征在于，还包括：流量计（A1）、温度计（A2）和流量阀（A3）；

流量计（A1）、温度计（A2）和流量阀（A3）分别设置于与滤油器（1）连通的进油管（13）或出油管（14）上。