專利名稱：三維油液污染度檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種檢測裝置，主要涉及各種油液中顆粒計數(shù)的三維油 液污染度檢測儀。
背景技術(shù)：
對液壓系統(tǒng)中污染情況的正確分析，及時判斷機械零件的工作狀況，不 僅可以提高系統(tǒng)的可靠性和延長系統(tǒng)的壽命，而且還可以降低事故發(fā)生率， 提高生產(chǎn)效率。近幾年各行各業(yè)科研部門對其機械磨損進行研究分析，提出 了許多故障監(jiān)測的理論及實現(xiàn)方法，但這其中最重要的是監(jiān)測方法的實現(xiàn)。 油液中的固體顆粒是造成透射光衰減的重要原因。目前市場上現(xiàn)有的光阻法 顆粒度儀都是單個光道測量的，如果測量區(qū)域中顆粒分布不均勻或者出現(xiàn)顆 粒的重疊將直接影響測量結(jié)果的準確性。為了避免這種情況的發(fā)生，我們采 用三個光學通道分別發(fā)送和接收的方法，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理得到穩(wěn)定真實的結(jié) 果。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種三維油液污染度檢測議，使其具有測量范 圍廣、壽命長和測量精度高等特點。
本實用新型的目的可采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)其包括殼體、半導體激 光器、測量探頭、差分模/數(shù)轉(zhuǎn)換器以及單片機，在殼體內(nèi)設(shè)置有測量探頭， 在測量探頭左側(cè)光學玻璃窗口與半導體激光器之間設(shè)置一組透鏡，與測量探 頭右側(cè)光學玻璃窗口相對應(yīng)的是三組有光敏元器件組成的光電轉(zhuǎn)換器，光電 轉(zhuǎn)換器通過差分模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和單片機連接。
所述的測量探頭兩側(cè)壁設(shè)置有光學玻璃的窗口 。
所述的光電轉(zhuǎn)換器為CCD光敏元件，通過調(diào)整積分時間的大小能很好地 與激光光源相匹配，使其工作在線性范圍內(nèi)，提高系統(tǒng)的測量準確度。
本實用新型的目的是利用多通道光阻法來測量油液顆粒污染度。其原理 如下在均勻介質(zhì)中，光線將沿原有的方向傳播而不發(fā)生散射現(xiàn)象，當光線從一均勻介質(zhì)進入另一均勻介質(zhì)時，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，它只能沿著 折射光線的方向傳播，這是由于均勻介質(zhì)中偶極子發(fā)出的次波具有與入射光 相同的頻率，并且偶極子發(fā)出的次波間有一定的位相關(guān)系，它們是相干的， 在非折射光的所有方向上相互抵消，所以只發(fā)生折射而不發(fā)生散射。而如果 在均勻介質(zhì)中摻入一些大小為波長數(shù)量級且雜亂分布的顆粒物質(zhì)，它們的折 射率與周圍均勻介質(zhì)的折射率不同，原來均勻介質(zhì)的光學均勻性遭到破壞， 這些不均勻無規(guī)則分布的顆粒物引起了光的散射；當然除了散射外，顆粒受 到光的照射時，還常常伴隨著吸收，被顆粒吸收的光能量轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降?能量，而不再以光的形式出現(xiàn)。所以當光線透過介質(zhì)時，沿原傳播方向的投 射光強度將減弱，這種光的衰減主要是由于上述光的散射和顆粒對光的吸收 作用造成的，我們稱之為消光。顆粒對光的消光強度分布與顆粒的大小、顆 粒相對周圍介質(zhì)的折射率有關(guān)，消光法測量油液污染度就是利用這一特性來 測量污染度的大小的。
Mie散射是公認的一種極具發(fā)展前途的微粒測試技術(shù)，具有非接觸、精度 高、重復(fù)性好和可實時在線測量的優(yōu)點，是研究檢測污染排放的主要技術(shù)手 段，也是微粒粒度和濃度分析的理論基礎(chǔ)。
當式樣通過測量探頭時，由于通道兩側(cè)裝有光學玻璃的窗口，來自恒定 光源的細小光束穿過該窗口并被另一側(cè)的光電元件所接受，細小光束與通道 截面即構(gòu)成了儀器的測量區(qū)或敏感區(qū)。若流過測量區(qū)的液體中沒有顆粒，則 光電元件給出的光信號保持為恒定不變；反之，若有一顆粒流過測量區(qū)，將 會對光束產(chǎn)生一 "遮擋"作用，使光電元件所接受到的信號減小并給出一個 脈沖，脈沖信號的幅值顯然與顆粒的粒徑相關(guān)，從而為粒徑測量提供了一個尺度。設(shè)窗口α面積為S。，顆粒面積(擋光面積)為S， V為脈沖電壓，V。為光束不擋光時的電壓，V-V。=S/S0(V1-V0)，傳統(tǒng)上光電元件給出的脈沖信號△E=(α/A)E0
E0為無顆粒時光電元件的恒定信號值;
!α/A=S/S0顆粒面積比上窗口面積
更確切地考慮消光，脈沖的信號為-
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顯然，顆粒越大，信號電壓也越大，當顆粒隨著油液流離開窗口時，信 號就消失。所以根據(jù)脈沖的個數(shù)可以確定油中所含顆粒的數(shù)量，根據(jù)脈沖的 電平可以確定顆粒的大小。
本實用新型的光源采用半導體激光器，可提高測量的靈敏度，增大測量 范圍，并能保證提供長期穩(wěn)定的單色光源，且壽命長。光學通道采用三個通 道，同時光電轉(zhuǎn)換器采用光敏元件，通過調(diào)整積分時間的大小能很好地與激 光光源相匹配，使其工作在線性范圍內(nèi)，提高系統(tǒng)的測量準確度。


附圖l是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、半導體激光器，2、透鏡，3、測量探頭，4、光玻璃窗口 5、顆粒6、 CCD光敏元件，7、差分模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，8、單片機。
具體實施方式
結(jié)合附圖，具體說明本實用新型的具體實施例。
如附圖1、所示本實用新型包括殼體、半導體激光器1、測量探頭3差分模/數(shù)轉(zhuǎn)換器7以及TMS320F2812DSP為處理器的單片機8。在殼體內(nèi) 設(shè)置有測量探頭3，測量探頭兩側(cè)壁設(shè)置有光學玻璃窗口 4。在測量探頭3 與半導體激光器之間設(shè)置一組透鏡2，測量探頭右側(cè)壁設(shè)置有光學玻璃窗口 相對應(yīng)一側(cè)設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換器，本實施例的透鏡2的數(shù)量為三個，相對設(shè)置 在測量探頭左側(cè)。本實施例的光電轉(zhuǎn)換器采用CCD光敏元件6， CCD光敏元 件6通過差分模/數(shù)轉(zhuǎn)換器7和單片機8連接。
如附圖1所示:半導體激光器1發(fā)出激光束經(jīng)凸透鏡2擴散成平行光束， 通過被測試樣的測量探頭3左側(cè)壁的光學玻璃窗口 ，我們讓油液流過橫斷面 很小3的通道，通道左側(cè)壁裝有光學玻璃窗口，平行光照射到測量探頭3中 油液通道，經(jīng)測量探頭3右側(cè)壁光學玻璃窗口 4，由油液通道顆粒的消光作 用后的光束，經(jīng)CCD光敏元件組成的光電轉(zhuǎn)換器6，產(chǎn)生一脈沖電流經(jīng)三通 道的差分模/數(shù)轉(zhuǎn)換器7到單片機8中進行分析。
權(quán)利要求1、一種三維油液污染度檢測儀，其包括殼體、半導體激光器(1)、測量探頭(3)、差分模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)以及單片機(8)，其特征是在殼體內(nèi)設(shè)置有測量探頭(3)，在測量探頭(3)與半導體激光器(1)之間設(shè)置一組透鏡(2)，測量探頭右側(cè)壁設(shè)置有光學玻璃窗口相對應(yīng)一側(cè)設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器通過差分模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)和單片機(8)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維油液污染度檢測儀，其特征是測量探 頭(3)兩側(cè)壁設(shè)置有光學玻璃窗口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維油液污染度檢測儀，其特征是所述的 光電轉(zhuǎn)換器為CCD光敏元件(6)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維油液污染度檢測儀，其特征是透鏡(2) 數(shù)量為三個，相對設(shè)置在測量探頭左側(cè)和半導體激光器(1)之間。
專利摘要本實用新型公開了一種三維油液污染度檢測儀，其包括殼體、半導體激光器(1)、差分模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)以及單片機(8)，在殼體內(nèi)設(shè)置有測量探頭(3)，在測量探頭(3)與半導體激光器(1)之間設(shè)置一組透鏡(2)，半導體激光器(1)右側(cè)的殼體上也設(shè)置有一組透鏡(5)，透鏡(5)相對應(yīng)一側(cè)設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器通過差分模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)和單片機(8)連接。本實用新型的光源采用半導體激光器，可提高測量的靈敏度，增大測量范圍，并能保證提供長期穩(wěn)定的單色光源，且壽命長。光學通道采用三個通道，同時光電轉(zhuǎn)換器采用光敏元件，通過調(diào)整積分時間的大小能很好地與激光光源相匹配，使其工作在線性范圍內(nèi)，提高系統(tǒng)的測量準確度。
文檔編號G01N15/10GK201181278SQ200820111120
公開日2009年1月14日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者孫君起, 張金偉, 可 鄧 申請人:北京航峰科偉裝備技術(shù)有限公司