CN213022751U - 基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金属颗粒检测领域，公开了一种基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，包括对称检测区域、第一涡流传感器、第一连接器、上位机、第二涡流传感器和第二连接器，对称检测区域包括第一检测区域和第二检测区域，第一涡流传感器设置在第一检测区域的一侧，第二涡流传感器通过第二连接器与上位机连接，第一涡流传感器包括永磁体和第一LC振荡电路，第一LC振荡电路包括并联连接的第一PCB线圈和第一电容，永磁体安装在第一PCB线圈的一侧，第二涡流传感器包括第二LC振荡电路，第二LC振荡电路包括并联连接的第二PCB线圈和第二电容。本实用新型能同时监测铁磁性金属颗粒与非铁磁性金属颗粒。

Description

基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置

技术领域

本实用新型涉及金属颗粒检测领域，特别涉及一种基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置。

背景技术

润滑油的状态检测是保证机械设备安全稳定运行的重要一环，通过准确的在线分析监测润滑油的状态可以监视机械设备的磨损情况，预测故障的发生，及时展开维护与维修，可以大大减少维修成本，降低损失，提高生产效率。铁及其合金材料是构成机械设备零部件的重要成分，当机械零件发生磨损时铁磁性颗粒会出现在润滑油路中，并随油液流动。所以，监测油液中的铁磁性颗粒即可获得机械设备的磨损程度，达到保证安全稳定生产的目的。传统一些油液金属颗粒检测方式存在不能同时监测铁磁性金属颗粒与非铁磁性金属颗粒的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能同时监测铁磁性金属颗粒与非铁磁性金属颗粒的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，包括对称检测区域、第一涡流传感器、第一连接器、上位机、第二涡流传感器和第二连接器，所述对称检测区域包括第一检测区域和第二检测区域，所述第一涡流传感器设置在所述第一检测区域的一侧，所述第一涡流传感器通过所述第一连接器与所述上位机连接并接收所述上位机施加的高频率的激励信号，所述第二涡流传感器设置在所述第二检测区域的一侧，所述第二涡流传感器通过所述第二连接器与所述上位机连接并接收所述上位机施加的高频率的激励信号，所述第一涡流传感器包括永磁体和第一LC振荡电路，所述第一LC振荡电路包括并联连接的第一PCB线圈和第一电容，所述永磁体安装在所述第一PCB线圈的一侧，所述第二涡流传感器包括第二LC振荡电路，所述第二LC振荡电路包括并联连接的第二PCB线圈和第二电容。

在本实用新型所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置中，所述第一涡流传感器还包括第一电感检测芯片，所述第一电感检测芯片与所述第一PCB线圈连接。

在本实用新型所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置中，所述第一涡流传感器还包括第一单片机，所述第一单片机与所述第一PCB线圈连接。

在本实用新型所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置中，所述第一涡流传感器与所述第一连接器之间通过第一连接导线连接。

在本实用新型所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置中，所述第二涡流传感器还包括第二电感检测芯片，所述第二电感检测芯片与所述第二PCB线圈连接。

在本实用新型所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置中，所述第二涡流传感器还包括第二单片机，所述第二单片机与所述第二PCB线圈连接。

在本实用新型所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置中，所述第二涡流传感器与所述第二连接器之间通过第二连接导线连接。

在本实用新型所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置中，所述第一PCB线圈和第二PCB线圈均为平面线圈。

在本实用新型所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置中，还包括润滑油驱动泵、润滑油回路、转接头和油路块，所述润滑油驱动泵与所述润滑油回路连接，所述润滑油回路依次通过所述转接头和所述油路块与所述对称检测区域连接。

在本实用新型所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置中，所述润滑油回路由闭合油管构成。

实施本实用新型的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，具有以下有益效果：由于设有对称检测区域、第一涡流传感器、第一连接器、上位机、第二涡流传感器和第二连接器，对称检测区域包括第一检测区域和第二检测区域，第一涡流传感器包括永磁体和第一LC振荡电路，第一LC振荡电路包括并联连接的第一PCB线圈和第一电容，永磁体安装在第一PCB线圈的一侧，第二涡流传感器包括第二LC振荡电路，第二LC振荡电路包括并联连接的第二PCB线圈和第二电容，上位机给第一涡流传感器和第二涡流传感器施加高频率的激励信号，通过本实用新型的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置可以在线进行油液金属颗粒监测，能检测油液中铁磁性金属颗粒的浓度和铁磁性金属颗粒的大小，区分检测油液中铁磁与非铁磁性金属颗粒，因此本实用新型能同时监测铁磁性金属颗粒与非铁磁性金属颗粒。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中利用永磁体吸附及施加高频激励对铁磁性金属颗粒与非铁磁性金属颗粒进行检测的原理图。

具体实施方式

下面将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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置实施例中，该基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置的结构示意图如图1所示。图2为本实施例中利用永磁体吸附及施加高频激励对铁磁性金属颗粒与非铁磁性金属颗粒进行检测的原理图。本实施例中，该基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置包括对称检测区域1、第一涡流传感器2、第一连接器3、上位机4、第二涡流传感器5和第二连接器6，其中，第一涡流传感器2和第二涡流传感器5对称加装在对称检测区域1两侧。

具体而言，对称检测区域1包括第一检测区域11和第二检测区域12，第一涡流传感器2设置在第一检测区域11的一侧，第一涡流传感器2通过第一连接器3与上位机4连接，第二涡流传感器5设置在第二检测区域12的一侧，第二涡流传感器5通过第二连接器6与上位机4连接，第一涡流传感器2和第二涡流传感器5可以接收上位机4施加的高频率的激励信号。这里的高频率指的是大于设定的频率值。

第一涡流传感器2包括永磁体21和第一LC振荡电路22，第一LC振荡电路22包括并联连接的第一PCB线圈221和第一电容222，永磁体21安装在第一PCB线圈221的一侧。第二涡流传感器5中无永磁体，该第二涡流传感器5包括第二LC振荡电路51，第二LC振荡电路5包括并联连接的第二PCB线圈511和第二电容512。第一PCB线圈221和第二PCB线圈511均为平面线圈。

第一检测区域11和第二检测区域12为对称的两块区域，设计时使得第一检测区域11中的铁磁性金属颗粒A、非铁磁性颗粒B可以被第一涡流传感器2所检测，第二检测区域12中的非铁磁性金属颗粒B可以被第二涡流传感器5检测，第一涡流传感器2不受第二检测区域12中的铁磁性金属颗粒A的影响，同样第二涡流传感器5不受第一检测区域11中的铁磁性金属颗粒A的影响。

本实用新型利用的原理如下：通过一个平面线圈和电容构成LC振荡电路，平面线圈中交变电流会在线圈的轴向方向上产生一个交变的磁场，铁磁性金属颗粒在交变磁场中会被磁化，使平面线圈的磁通量变大，增加了平面线圈的电感量，平面线圈的电感增加量正比于铁磁性金属颗粒的相对磁导率μc和体积。而非铁磁性金属颗粒，其相对磁导率μc为0或接近0，不能被磁化，其结果是平面线圈的电感量不变。涡流效应指的是，当块状导体置于交变磁场或在固定磁场中运动时，块状导体内产生感应电流，此电流在块状导体内闭合。涡流产生的磁场方向和原磁场方向相反，抵消了原平面线圈的磁通量，其结果是相当于平面线圈的电感量的减小。

通过在油液回路中对称两侧加装特定的电涡流传感器，其中一侧施加永磁体使得待测油液回路中的铁磁体吸附在一个测试平面线圈上，给测平面线圈(测试线圈)施加高频的交变信号，此时同时存在磁化效应与涡流效应，会产生交变磁场，磁化效应和电涡流效应能够改变LC振荡电路的频率，反应单位时间内所吸附的铁磁性与非铁磁性金属颗粒的大小和累计数量。未加永磁体侧的线圈，其测试区域的铁磁性金属颗粒被另一侧的永磁体吸走，当给该平面线圈施加交变信号时，测试区域出现的剩余非铁磁性金属颗粒产生涡流使得线圈的电感减少，可以反应非铁磁性金属颗粒的大小和单位时间的数量。这样，第二涡流传感器5能反应非铁磁性颗粒的全部属性，而第一涡流传感器2与第二涡流传感器5两者信息的差值，能反应油液中铁磁性金属颗粒的全部属性。

通过本实用新型的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置可以在线进行油液金属颗粒监测，能检测油液中铁磁性金属颗粒的浓度和铁磁性金属颗粒A的大小，区分检测油液中铁磁与非铁磁性金属颗粒，因此本实用新型能同时监测铁磁性金属颗粒与非铁磁性金属颗粒。

本实施例中，该第一涡流传感器2还包括第一电感检测芯片23，第一电感检测芯片23与第一PCB线圈221连接。第一涡流传感器2还包括第一单片机24，第一单片机24与第一PCB线圈221连接。第一涡流传感器2与第一连接器3之间通过第一连接导线25连接。第一单片机24可以给第一PCB线圈221施加不同频率的激励信号。

本实施例中，第二涡流传感器5还包括第二电感检测芯片52，第二电感检测芯片52与第二PCB线圈511连接。第二涡流传感器5还包括第二单片机53，第二单片机53与第二PCB线圈511连接。第二涡流传感器5与第二连接器6之间通过第二连接导线54连接。

本实施例中，第一电感检测芯片23、第一单片机24、第二电感检测芯片52和第二单片机53均采用现有技术中的结构来实现，此处不再獒述。

本实施例中，该基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置还包括润滑油驱动泵7、润滑油回路8、转接头9和油路块10，润滑油驱动泵7与润滑油回路8连接，润滑油回路8依次通过转接头9和油路块10与对称检测区域1连接。润滑油回路8由闭合油管构成。

润滑油驱动泵7工作，润滑油回路8接通正常运行，第一涡流传感器2、第二涡流传感器5与上位机4接通。当油液中金属颗粒经过对称检测区域1，此时电感与电涡流同时存在，对于第一涡流传感器2，可检测到来自铁磁与非铁磁的信息，与此连接的单片机能检测到铁磁与非铁磁的频率变化，由于永磁体21的存在，在此对称检测区域1内，油液中的金属颗粒此时只有非铁磁性金属颗粒B，也即接第二涡流传感器5只能检测到非铁磁的信息，与此连接的单片机只能检测到非铁磁的频率变化。第一涡流传感器2反应了单位时间内含有铁磁性金属颗粒A和非铁磁性金属颗粒B的全部信息，含浓度和金属颗粒大小，第二涡流传感器5反应了单位时间内非铁磁性金属颗粒B的全部信息，含浓度和金属颗粒大小，这样，第一涡流传感器2和第二涡流传感器5两者信息的差值反应了铁磁性金属颗粒A的全部信息。因此通过此方法能检测到油液中铁磁性金属颗粒，以检测出油液中铁磁性金属颗粒为基础，可以区分油液中铁磁性金属颗粒与非铁磁性金属颗粒。

总之，本实施例中，利用永磁体吸附及施加高频激励对铁磁与非铁磁进行区分，本实用新型能同时监测铁磁性金属颗粒与非铁磁性金属颗粒。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，其特征在于，包括对称检测区域、第一涡流传感器、第一连接器、上位机、第二涡流传感器和第二连接器，所述对称检测区域包括第一检测区域和第二检测区域，所述第一涡流传感器设置在所述第一检测区域的一侧，所述第一涡流传感器通过所述第一连接器与所述上位机连接并接收所述上位机施加的高频率的激励信号，所述第二涡流传感器设置在所述第二检测区域的一侧，所述第二涡流传感器通过所述第二连接器与所述上位机连接并接收所述上位机施加的高频率的激励信号，所述第一涡流传感器包括永磁体和第一LC振荡电路，所述第一LC振荡电路包括并联连接的第一PCB线圈和第一电容，所述永磁体安装在所述第一PCB线圈的一侧，所述第二涡流传感器包括第二LC振荡电路，所述第二LC振荡电路包括并联连接的第二PCB线圈和第二电容。

2.根据权利要求1所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，其特征在于，所述第一涡流传感器还包括第一电感检测芯片，所述第一电感检测芯片与所述第一PCB线圈连接。

3.根据权利要求2所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，其特征在于，所述第一涡流传感器还包括第一单片机，所述第一单片机与所述第一PCB线圈连接。

4.根据权利要求3所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，其特征在于，所述第一涡流传感器与所述第一连接器之间通过第一连接导线连接。

5.根据权利要求1所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，其特征在于，所述第二涡流传感器还包括第二电感检测芯片，所述第二电感检测芯片与所述第二PCB线圈连接。

6.根据权利要求5所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，其特征在于，所述第二涡流传感器还包括第二单片机，所述第二单片机与所述第二PCB线圈连接。

7.根据权利要求6所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，其特征在于，所述第二涡流传感器与所述第二连接器之间通过第二连接导线连接。

8.根据权利要求7所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，其特征在于，所述第一PCB线圈和第二PCB线圈均为平面线圈。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，其特征在于，还包括润滑油驱动泵、润滑油回路、转接头和油路块，所述润滑油驱动泵与所述润滑油回路连接，所述润滑油回路依次通过所述转接头和所述油路块与所述对称检测区域连接。

10.根据权利要求9所述的基于永磁体和高频激励的油液金属颗粒检测装置，其特征在于，所述润滑油回路由闭合油管构成。

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