CN218787983U - 一种粒子定量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粒子定量设备，该设备包括：承载盘以及位于承载盘上的旋转盘；旋转盘面向承载盘的一侧设置有定位槽，旋转盘用于旋转，定位槽用于反射光线，定位槽未贯穿旋转盘；承载盘包括光电传感器，光电传感器用于向旋转盘发射光，并在接收到定位槽的反射光时，判定沿垂直于旋转盘的方向上光电传感器与定位槽交叠，再控制旋转盘定位。本实用新型中，旋转盘面向承载盘的一侧设置有定位槽，承载盘包括光电传感器，光电传感器向旋转盘发射光，并在接收到定位槽的反射光时，判定光电传感器与定位槽交叠，再控制旋转盘定位。通过旋转盘的转动遮挡光的反射来控制定位，定位精度高于传统的机械定位方式，且结构简单，定位准确，响应时间快。

Description

一种粒子定量设备

技术领域

本实用新型涉及铁磁性磨粒测量技术领域，尤其涉及一种粒子定量设备。

背景技术

目前，各种机械或电气等设备中机械部件多是以铁质材料为基础制成。在实际机械运行中，两个相对运动的机械部件之间会发生摩擦与磨损，机械部件的运动表面材料通常会以磨损颗粒的形式脱落，该脱落下来的铁磁颗粒会融入润滑油中。基于此，检测润滑油中的铁磁颗粒含量，可用于判断机械部件的磨损程度、使用寿命等。

目前，粒子定量(通常称为PQ)仪作为一种监测机械中的铁趋势磨损情况的仪器，通过监测悬浮在与机械运动部件接触的润滑样品中的铁磁材料的数量，判断设备的磨损情况。

粒子定量仪在使用之前需要定位，现有仪器的定位精度差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种粒子定量设备，以解决现有仪器定位精度差的问题。

根据本实用新型的一方面，提供了一种粒子定量设备，包括：承载盘以及位于所述承载盘上的旋转盘；

所述旋转盘面向所述承载盘的一侧设置有定位槽，所述旋转盘用于旋转，所述定位槽用于反射光线，所述定位槽未贯穿所述旋转盘；

所述承载盘包括光电传感器，所述光电传感器用于向所述旋转盘发射光，并在接收到所述定位槽的反射光时，判定沿垂直于所述旋转盘的方向上所述光电传感器与所述定位槽交叠，再控制所述旋转盘定位。

本实用新型中，旋转盘面向承载盘的一侧设置有定位槽，旋转盘旋转以使定位槽转动，承载盘包括光电传感器，光电传感器用于向旋转盘发射光，并在接收到定位槽的反射光时，判定沿垂直于旋转盘的方向上光电传感器与定位槽交叠，再控制旋转盘定位。通过旋转盘的转动遮挡光的反射来控制定位，定位精度高于传统的机械定位方式，且结构简单，定位准确，响应时间快(达到纳秒级)。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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是本实用新型实施例提供的一种粒子定量设备的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种粒子定量设备的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的又一种粒子定量设备的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的光电传感器的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本实用新型实施例提供的一种粒子定量设备的示意图，本实施例可适用于粒子定量设备的定位校准情况，该粒子定量设备可以是铁磁性磨粒或磨屑的定量设备，但不限于此。如图1所示，该粒子定量设备包括：承载盘10以及位于承载盘10上的旋转盘11；旋转盘11面向承载盘10的一侧设置有定位槽12，旋转盘11用于旋转，定位槽12用于反射光线，定位槽12未贯穿旋转盘11；承载盘10包括光电传感器13，光电传感器13用于向旋转盘11发射光，并在接收到定位槽12的反射光时，判定沿垂直于旋转盘11的方向上光电传感器13与定位槽12交叠，再控制旋转盘11定位。

本实施例中，粒子定量设备包括承载盘10和旋转盘11。承载盘10套设在转轴组件14上，旋转盘11连接转轴组件14。转轴组件14驱动旋转盘11沿轴转动，但承载盘10并不转动，因此旋转盘11相对承载盘10转动。承载盘10主要用于承载粒子定量设备的各个结构或器件等，在此不具体说明承载盘10的结构。旋转盘11主要用于承载样品，在此不具体说明旋转盘11的结构。转轴组件14主要包括转轴和齿轮等结构，以驱动旋转盘11沿轴线转动，在此不具体说明转轴组件14的结构，也不具体说明转轴组件14与承载盘10和旋转盘11的连接方式，现有任意一种满足本设备的结构连接均落入本实用新型的保护范围。

旋转盘11面向承载盘10的一侧设置有定位槽12，旋转盘11用于旋转，定位槽12用于反射光线，定位槽12未贯穿旋转盘11。转轴组件14驱动旋转盘11沿轴旋转，则定位槽12相对于承载盘10转动并移动至承载盘10的不同位置。定位槽12的槽口面向承载盘10但未贯穿旋转盘11，即在垂直于旋转盘11所在平面的方向X上，定位槽12的凹槽深度小于旋转盘11的厚度，如此有利于定位槽12反射光线。可选沿垂直于旋转盘11的方向X上，定位槽12的深度大于或等于旋转盘11的厚度的1/2。则定位槽12的槽底与承载盘10的间距较大，有利于反射光线。

承载盘10包括光电传感器13，光电传感器13包括光发射端和光接收端，光电传感器13的光发射端和光接收端均面向旋转盘11，则光电传感器13的光发射端发射光信号且该光信号会直接照射向旋转盘11，旋转盘11反射的光线会直接发送至光电传感器13的光接收端。当转轴组件14驱动旋转盘11沿轴线旋转时，承载盘10固定不动，则旋转盘11上的定位槽12的位置随着转动而发生变化，承载盘10上的光电传感器13的位置固定不变，则旋转盘11经过转动，其在X方向上定位槽12的位置可能与光电传感器13交叠，或者，在X方向上定位槽12的位置不与光电传感器13交叠。

光电传感器13在接收到定位槽12的反射光时，判定沿垂直于旋转盘11的方向上光电传感器13与定位槽12交叠，再控制旋转盘11定位。在定位阶段，光电传感器13的光发射端持续发射光信号，该光信号会直接照射向旋转盘11。光电传感器13可选用夏普GP2L22反射光电传感器。

旋转盘11包括定位槽12所在的槽区域和定位槽12之外的非槽区域。旋转盘11匀速转动，则在X方向上定位槽12的位置可能与光电传感器13交叠，或者，在X方向上定位槽12的位置不与光电传感器13交叠。

若在X方向上定位槽12的位置不与光电传感器13交叠，则光电传感器13的光信号照射到旋转盘11的非槽区域，由于两者距离较小，该光信号几乎以平行X的方向射向旋转盘11，所以旋转盘11的非槽区域几乎不会产生反射信号，则光电传感器13的光接收端接收不到反射信号，也可以理解为，该反射信号过于弱而不足以被光电传感器13的光接收端探测到。

若在X方向上定位槽12的位置与光电传感器13交叠，则光电传感器13的光信号照射到旋转盘11的定位槽12，由于两者距离较大，该光信号能够以非90°的入射角度射向定位槽12，所以定位槽12会产生反射信号，光电传感器13的光接收端可接收到反射信号，也可以理解为，该反射信号较强可以被光电传感器13的光接收端探测到。光电传感器13在接收到反射光时，可以判定沿垂直于旋转盘11的方向X上光电传感器13与定位槽12交叠，并控制旋转盘11停止转动，此时可以定位为在X方向上光电传感器13与定位槽12交叠，实现旋转盘11的定位。

本实用新型中，旋转盘面向承载盘的一侧设置有定位槽，旋转盘旋转以使定位槽转动，承载盘包括光电传感器，光电传感器用于向旋转盘发射光，并在接收到定位槽的反射光时，判定沿垂直于旋转盘的方向上光电传感器与定位槽交叠，再控制旋转盘定位。通过旋转盘的转动遮挡光的反射来控制定位，定位精度高于传统的机械定位方式，且结构简单，定位准确，响应时间快(达到纳秒级)。

可选承载盘还包括检测装置；旋转盘包括固定设置的基准位置样品盒；光电传感器用于在接收到定位槽的反射光时，判定沿垂直于旋转盘的方向上检测装置与基准位置样品盒交叠。

如图1所示，可选基准位置样品盒(未示出)固定在旋转盘11的区域15处，检测装置(未示出)固定在承载盘10的区域16处。当区域15的基准位置样品盒(等同于标记15)与区域16的检测装置(等同于标记16)相对时，认定旋转盘11处于基准位置。定位槽12在旋转盘11中的位置固定，则基准位置样品盒15与定位槽12的相对位置固定不变，可选旋转盘11中定位槽12位于与基准位置样品盒15的位置相对的180°位置处，两者的相对位置固定已知，但不限于此。

设计当光电传感器13与定位槽12在X方向上相对时，检测装置16与基准位置样品盒15相对。则当旋转盘11转动，且光电传感器13检测到定位槽12的反射光时，判定沿X方向上定位槽12与光电传感器13相对，进而可以判定沿X方向上检测装置16与基准位置样品盒15交叠，实现了检测基准位置的定位。确定检测基准位置后，控制旋转盘11停止转动。然后检测装置16和旋转盘11配合，检测装置16对旋转盘11中样品进行粒子定量检测，例如检测装置16对旋转盘11中盛放的液体油样进行铁磁性磨粒含量的检测。

图2是本实用新型实施例提供的另一种粒子定量设备的示意图，如图2所示可选承载盘还包括检测装置17；光电传感器13与检测装置17电连接，检测装置17用于控制光电传感器13发射光，并根据光电传感器13输出的反射信号进行定位判断。可选检测装置17包括：驱动电路18和处理电路19；光电传感器13包括发射电路20和接收电路21；驱动电路18与发射电路20电连接，发射电路20用于在驱动电路18的驱动信号的控制下，向旋转盘发射光；处理电路19与接收电路21电连接，处理电路19用于在接收到接收电路21的反射信号时进行定位判断。可选检测装置17不仅可用于光电检测，还能够用于铁磁性磨粒含量的检测。

本实施例中，粒子定量设备包括定位模式和粒子定量模式。在定位模式下，检测装置17执行光电检测功能。在粒子定量模式下，检测装置17执行油样的铁磁性磨粒含量检测功能。

在定位模式下，检测装置17控制光电传感器13发射光，则光电传感器13检测旋转盘反射的信号，可以理解，定位槽之外的非槽区域几乎不反射光信号，而定位槽具备反射功能，因此只有在光电传感器13的发射光照射到旋转盘的定位槽时，光电传感器13才能够接收到经由旋转盘反射的光信号，光电传感器13将该光信号转换为电信号并发送至检测装置17进行处理。若检测装置17检测到信号强度大于预设强度阈值，则判定在X方向上光电传感器13与定位槽12交叠。

在其它实施例中，还可选旋转盘的非槽区域的反射光信号强度较小，而定位槽的反射光信号强度较大，则光电传感器接收到经由旋转盘反射的光信号，光电传感器将该光信号转换为电信号并发送至检测装置进行处理。若检测装置检测到信号强度大于预设强度阈值，则判定在X方向上光电传感器与定位槽交叠。

图3是本实用新型实施例提供的又一种粒子定量设备的示意图，如图3所示可选驱动电路18包括第一晶体管M1，第一晶体管M1的第一端接地GND且第二端连接发射电路20，第一晶体管M1的控制端连接处理器22；处理电路19包括比较器23和滤波电路24，比较器23的第一输入端连接接收电路21，其第二输入端连接滤波电路24且输出端连接处理器22；处理器22用于在定位阶段控制第一晶体管M1开启，且根据比较器23的比较结果进行定位判断。可选处理电路19还包括并联的第一电阻R1和第一电容C1；该并联结构的第一端连接比较器23的第一输入端，且其第二端连接比较器23的输出端。

图4是本实用新型实施例提供的光电传感器的示意图，如图4所示可选发射电路20包括光敏元件，光敏元件的第一端连接限流电阻RC，光敏元件的第二端连接驱动电路18；接收电路21包括光敏三极管，光敏三极管的第一端连接第一电源端VDD，光敏三极管的第二端连接处理电路19。

本实施例中，驱动电路18包括第一晶体管M1，第一晶体管M1的第一端接地GND且第二端连接发射电路20的b端，第一晶体管M1的控制端连接处理器22。处理器22控制第一晶体管M1开启或关断，其中，处理器22用于在定位阶段控制第一晶体管M1开启。可选M1为NMOS，但不限于此。

处理电路19包括比较器23和滤波电路24。比较器23的反相输入端(-)连接接收电路21的d端，其同相输入端(+)连接滤波电路24，其输出端连接处理器22。处理器22用于根据比较器23的比较结果进行定位判断。滤波电路24包括电阻R2和电容C2，电阻R2连接在VCC和比较器23的同相输入端(+)之间，电容C2连接在地端和比较器23的同相输入端(+)之间。可选比较器23的输出端通过电阻R3连接处理器22。R2的阻值可选用10K。C2可选用100NF。R3的阻值可选用1K。

可选处理电路19还包括并联的第一电阻R1和第一电容C1；该并联结构的第一端连接比较器23的第一输入端(-)，且其第二端连接比较器23的输出端。R1的阻值可选用33K，C1可选用100PF。

可选发射电路20包括光敏元件，光敏元件的第一端a连接限流电阻RC，光敏元件的第二端b连接驱动电路18；接收电路21包括光敏三极管，光敏三极管的第一端c连接第一电源端VDD，光敏三极管的第二端d连接处理电路19。RC的阻值可选用150R。

如上所述，粒子定量设备接收到校准指令后进入校准模式，则处理器22给M1的栅极提供高电平信号，使M1开启，则发射电路20的b端接地，形成VNN、限流电阻RC、发射电路20的a端、发射电路20的b端、开启的M1至GND的回路。基于此，有信号从发射电路20的a端流向b端，则发射电路20发出光信号。其中，RC为限流电阻，可以改变光的强弱，从而调整接收电路21的灵敏度问题。

当旋转盘转动时，其定位槽与光电传感器13对应，则接收电路21会感应到反射信号，则光电传感器13的c端和d端的电流发生变化，那么比较器的反相输入端(-)的电压约等于VDD。从而改变比较器23的输出端的电平变化。处理器22根据比较器23的输出端的电平变化判断是否停止转动旋转盘。

在其它实施例中，还可选粒子定量设备包括多个光电传感器和对应的驱动控制电路，在一路光电传感器或其电路损坏时，另一路光电传感器及其电路作为备用模组进行定位。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (8)

1.一种粒子定量设备，其特征在于，包括：承载盘以及位于所述承载盘上的旋转盘；

所述旋转盘面向所述承载盘的一侧设置有定位槽，所述旋转盘用于旋转，所述定位槽用于反射光线，所述定位槽未贯穿所述旋转盘；

所述承载盘包括光电传感器，所述光电传感器用于向所述旋转盘发射光，并在接收到所述定位槽的反射光时，判定沿垂直于所述旋转盘的方向上所述光电传感器与所述定位槽交叠，再控制所述旋转盘定位。

2.根据权利要求1所述的粒子定量设备，其特征在于，沿垂直于所述旋转盘的方向上，所述定位槽的深度大于或等于所述旋转盘的厚度的1/2。

3.根据权利要求1所述的粒子定量设备，其特征在于，所述承载盘还包括检测装置；

所述旋转盘包括固定设置的基准位置样品盒；

所述光电传感器用于在接收到所述定位槽的反射光时，判定沿垂直于所述旋转盘的方向上所述检测装置与所述基准位置样品盒交叠。

4.根据权利要求1所述的粒子定量设备，其特征在于，所述承载盘还包括检测装置；

所述光电传感器与所述检测装置电连接，所述检测装置用于控制所述光电传感器发射光，并根据所述光电传感器输出的反射信号进行定位判断。

5.根据权利要求4所述的粒子定量设备，其特征在于，所述检测装置包括：驱动电路和处理电路；

所述光电传感器包括发射电路和接收电路；

所述驱动电路与所述发射电路电连接，所述发射电路用于在所述驱动电路的驱动信号的控制下，向所述旋转盘发射光；

所述处理电路与所述接收电路电连接，所述处理电路用于在接收到所述接收电路的反射信号时进行定位判断。

6.根据权利要求5所述的粒子定量设备，其特征在于，所述驱动电路包括第一晶体管，所述第一晶体管的第一端接地且第二端连接所述发射电路，所述第一晶体管的控制端连接处理器；

所述处理电路包括比较器和滤波电路，所述比较器的第一输入端连接所述接收电路，其第二输入端连接所述滤波电路且输出端连接所述处理器；

所述处理器用于在定位阶段控制所述第一晶体管开启，且根据所述比较器的比较结果进行定位判断。

7.根据权利要求6所述的粒子定量设备，其特征在于，所述处理电路还包括并联的第一电阻和第一电容，该并联结构的第一端连接所述比较器的第一输入端，且其第二端连接所述比较器的输出端。

8.根据权利要求5所述的粒子定量设备，其特征在于，所述发射电路包括光敏元件，所述光敏元件的第一端连接限流电阻，所述光敏元件的第二端连接所述驱动电路；

所述接收电路包括光敏三极管，所述光敏三极管的第一端连接第一电源端，所述光敏三极管的第二端连接所述处理电路。

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