CN214374466U - 一种存在聚合磁场的感抗式油液检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种存在聚合磁场的感抗式油液检测装置，包括微流控芯片和嵌入微流控芯片中的传感单元；微流控芯片包括玻璃栽片、设置在玻璃栽片上的PDMS基地、设置在PDMS基地内部的芯片主体；芯片主体包括通道出入口、连通通道出入口的检测通道；传感单元包括依次紧贴排列的第一检测线圈、第二检测线圈、坡莫合金；第一检测线圈和第二检测线圈并联连接；正对排布的第一检测线圈和第二检测线圈通电后形成电感，可检测——微米的磁性固体颗粒和——微米的非磁性固体颗粒；第一检测线圈和第二检测线圈串联连接；正对排布的第一检测线圈和第二检测线圈通电后形成电容，可检测——微米的水滴和——微米的气泡。解决了现有感抗式微流控油液检测芯片检测精度有限的问题。

Description

一种存在聚合磁场的感抗式油液检测装置

技术领域

本实用新型涉及设备油液系统故障检测技术领域，具体而言，尤其涉及一种存在聚合磁场的感抗式油液检测装置。

背景技术

液压系统在航空航天，船舶等工业领域的运用十分广泛。随着液压技术向高速、高压、小型化发展，各类高灵敏度、结构复杂的控制元件被不断引进到液压系统中，这对液压油的清洁度提出了更高的要求。液压机械系统故障主要是由于液压油的颗粒污染物所致，对液压油颗粒污染物进行检测是保持油液清洁度的重要手段。目前，针对液压油颗粒污染物主要的检测方法包括：光学检测法、声学检测法、电感检测法以及电容检测法等。其中，因电感检测法和电容检测法能实现在线检测被广泛关注。目前，为提高电感检测法和电容检测法的检测精度，已有通过添加磁性材料，来增加检测区域磁通量。例如，磁性纳米颗粒、硅钢片，都已被运用到基于微流控技术的检测芯片的结构设计中。但是目前的这些磁性材料都无法改变磁场线的分布状态。即，线圈的磁场始终处于发散状态，检测区域磁通量分布不均匀。检测区域磁通量分布不均匀，将直接影响检测精度。

实用新型内容

根据上述提出的现有感抗式微流控油液检测芯片检测精度有限的技术问题，而提供一种存在聚合磁场的感抗式油液检测装置。本实用新型主要利用坡莫合金能进一步增加磁性金属颗粒污染物在经过传感单元时发生的磁化效应，提高检测精度，同时利用坡莫合金实现磁场的聚合，将线圈发散的磁场收敛起来，增加磁场强度，进一步提高检测精度。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种存在聚合磁场的感抗式油液检测装置，包括：微流控芯片以及嵌入微流控芯片中的传感单元；

所述微流控芯片包括玻璃栽片、设置在玻璃栽片上的PDMS基地以及设置在PDMS基地内部的芯片主体；芯片主体包括通道入口、通道出口以及连通通道入口和通道出口的检测通道；

所述传感单元包括依次紧贴排列的第一检测线圈、第二检测线圈以及坡莫合金；其中，第一检测线圈包括第一引线端Ⅰ和第一引线端Ⅱ；第二检测线圈包括第二引线端Ⅰ和第二引线端Ⅱ；

当第一引线端Ⅰ和第二引线端Ⅰ分别连接电源的正极和负极；第一引线端Ⅱ和第二引线端Ⅱ分别连接电源的正极和负极，即第一检测线圈和第二检测线圈并联连接；正对排布的第一检测线圈和第二检测线圈通电后形成电感；感抗式油液检测装置处于电感检测模式；

当第一引线端Ⅰ和第二引线端Ⅰ分别连接电源的正极和负极；第一引线端Ⅱ连接第二引线端Ⅱ，即第一检测线圈和第二检测线圈串联连接；正对排布的第一检测线圈和第二检测线圈通电后形成电容；感抗式油液检测装置处于电容检测模式。

进一步地，所述第一检测线圈和第二检测线圈均为平面电感线圈，其层数为30，线径为300-1000微米。

进一步地，所述第一检测线圈和第二检测线圈之间的距离为0.3mm。

进一步地，所述坡莫合金的长度为160毫米、宽度为60毫米、厚度为3毫米。

进一步地，所述坡莫合金的上端设置有60°的开口。

进一步地，所述第一引线端Ⅰ、第一引线端Ⅱ、第二引线端Ⅰ以及第二引线端Ⅱ均设置在所述PDMS基地的外部。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的感抗式油液检测装置，存在高强度聚合磁场，本实用新型通过增加线圈层数减小每层线圈匝数，即，将线圈设计成平面线圈，同时将两平面线圈之间的距离设置为0.3毫米，极大增加传感单元处电场线的耦合度，增加电场强度。

2、本实用新型提供的感抗式油液检测装置，其坡莫合金为铁镍合金，具有很高的弱磁场磁导率，能够增加磁性金属颗粒污染物在经过传感单元时发生的磁化效应，提高检测精度；此外，坡莫合金还具有聚合磁场的作用，能将线圈发散的磁场收敛起来，增加磁场强度，进一步提高检测精度。

基于上述理由本实用新型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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本实用新型检测装置结构示意图。

图2为本实用新型传感单元结构示意图。

图中：1、微流控芯片；2、传感单元；3、玻璃栽片；4、PDMS基地；5、通道入口；6、通道出口；7、检测通道；8、第一检测线圈；9、第二检测线圈；10、坡莫合金；11、第一引线端Ⅰ；12、第一引线端Ⅱ；13、第二引线端Ⅰ；14、第二引线端Ⅱ。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型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实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。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，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。

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实用新型的示例性实施方式。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实用新型的范围。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。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制：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实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种存在聚合磁场的感抗式油液检测装置，包括：微流控芯片1以及嵌入微流控芯片1中的传感单元2；

继续参见图1，微流控芯片1包括玻璃栽片3、设置在玻璃栽片3上的PDMS基地4以及设置在PDMS基地4内部的芯片主体；芯片主体包括通道入口5、通道出口6以及连通通道入口5和通道出口6的检测通道7；

如图2所示，传感单元2包括依次紧贴排列的第一检测线圈8、第二检测线圈9以及坡莫合金10；其中，第一检测线圈8包括第一引线端Ⅰ11和第一引线端Ⅱ12；第二检测线圈9包括第二引线端Ⅰ13和第二引线端Ⅱ14；且第一引线端Ⅰ11、第一引线端Ⅱ12、第二引线端Ⅰ13以及第二引线端Ⅱ14均设置在PDMS基地4的外部。

当第一引线端Ⅰ11和第二引线端Ⅰ13分别连接电源的正极和负极；第一引线端Ⅱ12和第二引线端Ⅱ14分别连接电源的正极和负极，即第一检测线圈8和第二检测线圈9并联连接；正对排布的第一检测线圈8和第二检测线圈9通电后形成电感，感抗式油液检测装置处于电感检测模式，可检测——微米的磁性固体颗粒污染物和——微米的非磁性固体颗粒。

当第一引线端Ⅰ11和第二引线端Ⅰ13分别连接电源的正极和负极；第一引线端Ⅱ12连接第二引线端Ⅱ14，即第一检测线圈8和第二检测线圈9串联连接；正对排布的第一检测线圈8和第二检测线圈9通电后形成电容；感抗式油液检测装置处于电容检测模式，可检测——微米的水滴和——微米的气泡。

具体实施时，作为本实用新型优选的实施方式，第一检测线圈8和第二检测线圈9均为平面电感线圈，其层数为30，线径为300-1000微米。且第一检测线圈8和第二检测线圈9之间的距离为0.3mm，能够极大增加传感单元处电场线的耦合度，增加电场强度；

具体实施时，作为本实用新型优选的实施方式，所述坡莫合金10的长度为160毫米、宽度为60毫米、厚度为3毫米，且坡莫合金10的上端设置有60°的开口，目的是为检测通道预留空间。坡莫合金10为铁镍合金，具有很高的弱磁场磁导率，能够增加磁性金属颗粒污染物在经过传感单元2时发生的磁化效应，提高检测精度；此外，坡莫合金10还具有聚合磁场的作用，能将第一检测线圈8和第二检测线圈9发散的磁场收敛起来，增加磁场强度，进一步提高检测精度。

本实用新型实施例还提供了一种存在聚合磁场的感抗式油液检测装置的制作方法，包括如下步骤：

步骤1、将检测通道模具和两组传感单元按既定的位置固定在玻璃基底上；

步骤2、在玻璃栽片上倒入模型材料PDMS(聚二甲基硅氧烷)形成PDMS基地，其中，传感单元中的第一检测线圈和第二检测线圈四根漆包引线布置在PDMS基地外部，使其不被模型材料浇注；

步骤3、将浇注好模型材料的装置放置在烘箱中，用80℃的温度烘烤1小时，使模型材料固化；

步骤4、将检测通道模具从固化后的模型材料中抽出，用打孔器在检测通道上方打两个孔，形成通道入口和通道出口，即完成检测装置的制作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种存在聚合磁场的感抗式油液检测装置，其特征在于，包括：微流控芯片(1)以及嵌入微流控芯片(1)中的传感单元(2)；

所述微流控芯片(1)包括玻璃栽片(3)、设置在玻璃栽片(3)上的PDMS基地(4)以及设置在PDMS基地(4)内部的芯片主体；芯片主体包括通道入口(5)、通道出口(6)以及连通通道入口(5)和通道出口(6)的检测通道(7)；

所述传感单元(2)包括依次紧贴排列的第一检测线圈(8)、第二检测线圈(9)以及坡莫合金(10)；其中，第一检测线圈(8)包括第一引线端Ⅰ(11)和第一引线端Ⅱ(12)；第二检测线圈(9)包括第二引线端Ⅰ(13)和第二引线端Ⅱ(14)；

当第一引线端Ⅰ(11)和第二引线端Ⅰ(13)分别连接电源的正极和负极；第一引线端Ⅱ(12)和第二引线端Ⅱ(14)分别连接电源的正极和负极，即第一检测线圈(8)和第二检测线圈(9)并联连接；正对排布的第一检测线圈(8)和第二检测线圈(9)通电后形成电感，感抗式油液检测装置处于电感检测模式；

当第一引线端Ⅰ(11)和第二引线端Ⅰ(13)分别连接电源的正极和负极；第一引线端Ⅱ(12)连接第二引线端Ⅱ(14)，即第一检测线圈(8)和第二检测线圈(9)串联连接；正对排布的第一检测线圈(8)和第二检测线圈(9)通电后形成电容，感抗式油液检测装置处于电容检测模式。

2.根据权利要求1所述的存在聚合磁场的感抗式油液检测装置，其特征在于，所述第一检测线圈(8)和第二检测线圈(9)均为平面电感线圈，其层数为30，线径为300-1000微米。

3.根据权利要求2所述的存在聚合磁场的感抗式油液检测装置，其特征在于，所述第一检测线圈(8)和第二检测线圈(9)之间的距离为0.3mm。

4.根据权利要求1所述的存在聚合磁场的感抗式油液检测装置，其特征在于，所述坡莫合金(10)的长度为160毫米、宽度为60毫米、厚度为3毫米。

5.根据权利要求4所述的存在聚合磁场的感抗式油液检测装置，其特征在于，所述坡莫合金(10)的上端设置有60°的开口。

6.根据权利要求1所述的存在聚合磁场的感抗式油液检测装置，其特征在于，所述第一引线端Ⅰ(11)、第一引线端Ⅱ(12)、第二引线端Ⅰ(13)以及第二引线端Ⅱ(14)均设置在所述PDMS基地(4)的外部。

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