液體油中的鐵磁磨粒的檢測裝置和檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器領(lǐng)域，具體地，涉及一種液體油中的鐵磁磨粒的檢測裝置和檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]絕大部分的機(jī)械部件是以鐵質(zhì)材料為基礎(chǔ)制成。在實(shí)際機(jī)械運(yùn)行中，由于摩擦與磨損的發(fā)生，運(yùn)動(dòng)表面材料通常會(huì)以磨損顆粒的形式脫落，并融入潤滑油中。機(jī)械磨損過程一般分為三個(gè)階段，即磨合磨損、穩(wěn)定磨損和劇烈磨損。機(jī)械正常工作通常發(fā)生穩(wěn)定磨損，其磨損量較小。當(dāng)材料的磨損速率突然增加，特別是潤滑油中大粒徑鐵磁磨粒出現(xiàn)時(shí)，往往預(yù)示劇烈磨損的發(fā)生。如若不及時(shí)修理，將會(huì)引起故障的發(fā)生。檢測潤滑油中鐵磁磨粒含量可及時(shí)得知機(jī)械的磨損狀況，與其他的診斷方法如振動(dòng)法、性能參數(shù)法等相比，能夠更加明確地、早期地預(yù)報(bào)機(jī)械的異常狀態(tài)，避免事故發(fā)生。
[0003]相關(guān)技術(shù)中，油液監(jiān)測技術(shù)研究集中在光譜分析技術(shù)、鐵譜分析技術(shù)、顆粒計(jì)數(shù)等方法上，手段單一，且檢測方式都屬于離線式檢測。離線式檢測首先需要設(shè)備停機(jī)，然后對(duì)油液采樣制成樣本，最后通過光譜或鐵譜分析技術(shù)分析油液中的鐵磁磨粒含量。以采用鐵譜分析技術(shù)進(jìn)行分析為例，需要對(duì)使用中的潤滑油進(jìn)行定期采樣，借助磁力將油液中的鐵磁磨粒分離出來制成鐵譜片，通過顯微鏡來觀測分析油液中的鐵磁顆粒分布情況。離線檢測方式雖然可以得到較高的檢測精度，但過程繁瑣，分析周期過長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0005]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種檢測過程簡便、檢測精度高的液體油中的鐵磁磨粒的檢測裝置。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提出一種液體油中的鐵磁磨粒的檢測方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液體油中的鐵磁磨粒的檢測裝置，所述裝置包括用于對(duì)待檢測油中鐵磁磨粒的含量進(jìn)行檢測的檢測單元、用于接收并處理所述檢測單元輸出的檢測信號(hào)的處理器單元；其中，所述檢測單元包括:殼體和石英晶體傳感器，所述石英晶體傳感器設(shè)在所述殼體內(nèi)以將所述殼體分隔為檢測腔和具有敞口的盛油腔，所述石英晶體傳感器的第一電極與所述盛油腔連通，所述石英晶體傳感器的第二電極與所述檢測腔連通；磁體，所述磁體設(shè)在所述檢測腔內(nèi)，用于將所述待檢測油中的鐵磁磨粒吸引到所述第一電極的上表面上，以改變所述石英晶體傳感器的的石英晶片的振動(dòng)；主控板，所述主控板設(shè)在所述檢測腔內(nèi)且與所述處理器單元相連，所述主控板用于檢測所述石英晶片的振動(dòng)信號(hào)，所述處理器單元根據(jù)所述振動(dòng)信號(hào)與所述待檢測油中的鐵磁磨粒的含量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到所述待檢測油中的鐵磁磨粒的含量。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述磁體為人造永磁鐵、天然磁石或電磁鐵。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述主控板為模擬電路主控板或數(shù)字電路主控板。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述主控板通過設(shè)在所述殼體上的信號(hào)輸出端口與所述處理器單元相連。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述振動(dòng)信號(hào)包括所述石英晶片的振動(dòng)頻率、振幅或振動(dòng)相位的至少一種。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述處理器單元為CPU、FPGA、DSP、ARM或ASIC。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述磁體在所述檢測腔內(nèi)位于所述第一電極的正下方。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用上述任一項(xiàng)所述的液體油中的鐵磁磨粒的檢測裝置對(duì)液體油中的鐵磁磨粒進(jìn)行檢測的方法，所述方法包括以下步驟:步驟1:將預(yù)定量的待檢測油滴加到所述第一電極的上表面上，以使所述磁體將所述待檢測油中的鐵磁磨粒吸引到所述第一電極的上表面上；步驟2:所述主控板檢測所述石英晶片的振動(dòng)信號(hào)，并將所述振動(dòng)信號(hào)傳輸給所述處理器單元；步驟3:所述處理器單元根據(jù)所述振動(dòng)信號(hào)與所述待檢測油中的鐵磁磨粒的含量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到所述待檢測油中的鐵磁磨粒的含量。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，當(dāng)所述石英晶片的振動(dòng)信號(hào)不足以反映所述待檢測油中的鐵磁磨粒的含量時(shí)，多次重復(fù)步驟1，直至通過所述石英晶片的振動(dòng)信號(hào)能夠得到所述待檢測油中的鐵磁磨粒的含量。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例，所述方法還包括在步驟1前，將所述待檢測油進(jìn)行震蕩以使鐵磁磨粒均勻懸浮于所述待檢測油中的步驟。
[0017]采用上述本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:磁體將待檢測油中的鐵磁磨粒吸引到石英晶體傳感器的第一電極的上表面上，磁體在將鐵磁磨粒從待檢測油中分離的同時(shí)，磁體與這些鐵磁磨?；ハ辔愿淖兪⒕w傳感器的石英晶片的振動(dòng)，使石英晶片的振動(dòng)發(fā)生改變(即石英晶片的振動(dòng)頻率、振幅、相位中的至少一個(gè)參數(shù)發(fā)生改變)，根據(jù)石英晶片的振動(dòng)變化與鐵磁磨粒含量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系最終得到待檢測油的鐵磁磨粒含量。通過本發(fā)明提供的檢測裝置，可以對(duì)更換潤滑油或?qū)C(jī)械部件的維修/更換的時(shí)機(jī)提出科學(xué)有效的建議，降低了設(shè)備故障發(fā)生。
【附圖說明】
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的液體油中的鐵磁磨粒的檢測裝置的示意圖；
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的液體油中的鐵磁磨粒的檢測裝置的示意圖；
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的液體油中的鐵磁磨粒的檢測方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0022]下面參考附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液體油中的鐵磁磨粒的檢測裝置。
[0023]如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液體油中的鐵磁磨粒的檢測裝置，所述裝置包括用于對(duì)待檢測油中鐵磁磨粒300的含量進(jìn)行檢測的檢測單元100、用于接收并處理檢測單元100輸出的檢測信號(hào)的處理器單元200。液體油可以是潤滑油、液壓油等。
[0024]其中，檢測單元100包括:殼體110，石英晶體傳感器120，磁體130，主控板140。
[0025]具體地說，石英晶體傳感器120設(shè)在殼體110內(nèi)以將殼體110分隔為檢測腔112和具有敞口的盛油腔111。石英晶體傳感器110的第一電極1202與盛油腔111連通，石英晶體傳感器120的第二電極1203與檢測腔112連通。
[0026]這里需要說明的是，石英晶體傳感器的基本構(gòu)造是:從一塊石英晶體上沿著與石英晶體主光軸成35° 15’切割(AT-CUT)得到石英晶體振蕩片。在石英晶體的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上分別設(shè)置電極，石英晶體夾在兩個(gè)電極中間形成三明治結(jié)構(gòu)。石英晶體傳感器是一種非常靈敏的質(zhì)量檢測儀器，其測量精度可達(dá)納克級(jí)。這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，是可以理解的。
[0027]磁體130設(shè)在檢測腔112內(nèi)，用于將待檢測油中的鐵磁磨粒300吸引到第一電極1202的上表面上，以改變石英晶體傳感器120的石英晶片1201的振動(dòng)。有利地，磁體130可以為人造永磁體、天然磁石或電磁鐵。進(jìn)一步地，磁體130在檢測腔112內(nèi)位于第一電極1202的正下方。由此，可以使鐵磁磨粒300盡可能富集在第一電極1201的上表面的中心區(qū)域，進(jìn)而使得石英晶體傳感器120更加敏感。
[0028]主控板140設(shè)在檢測腔112內(nèi)且與處理器單元200相連。主控板140用于檢測石英晶片1201的振動(dòng)信號(hào)(包括石英晶片1201的振動(dòng)頻率、振幅或振動(dòng)相位的至少一種)。處理器單元200根據(jù)振動(dòng)信號(hào)與待檢測油中的鐵磁磨粒300的含量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到待檢測油中的鐵磁磨粒300的含量。有利地，主控板140可以為模擬電路主控板或數(shù)字電路主控板。進(jìn)一步地，主控板140通過設(shè)在殼體110上的信號(hào)輸出端口 150與處理器單元200相連。
[0029]在本發(fā)明中，一方面，磁體130用于將待檢測油中的鐵磁磨粒300吸引到第一電極1202的上表面上；另一方面，磁體130與這些鐵磁磨粒300互相吸引，以改變石英晶片1201的振動(dòng)。
[0030]舉例來說，在進(jìn)行檢測前，磁體130對(duì)于石英晶片1201的振動(dòng)不具有束縛，石英晶片1201的振動(dòng)為其初始振動(dòng)。當(dāng)將待檢測油滴加到第一電極1202上后，磁體130會(huì)將待檢測油中的鐵磁磨粒300吸引到第一電極1202的上表面上。此時(shí)，磁體130與這些鐵磁磨粒300互相吸引，對(duì)石英晶片1201具有束縛，引起石英晶片1201的振動(dòng)變化。
[0031]鐵磁磨粒300的含量與石英晶片1201的振動(dòng)變化量相關(guān)。S卩，鐵磁磨粒300的含量少，石英晶片1201的振動(dòng)變化量??；鐵磁磨粒300的含量多，石英晶片1201的振動(dòng)變化量大。因此，鐵磁磨粒300的含量可以體現(xiàn)在石英晶體傳感器102的振動(dòng)變化上。換言之，石英晶片1201的振動(dòng)頻率、振幅、相位等參數(shù)的變化量，與鐵磁顆粒300的含量相關(guān)，通過關(guān)聯(lián)曲線，可以最終得到待檢測油的鐵磁磨粒含量。
[0032]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過經(jīng)驗(yàn)或者試驗(yàn)得出鐵磁磨粒300的含量與石英晶片1201的振動(dòng)變化之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，繪制出關(guān)聯(lián)曲線。
[0033]綜上所述，通過檢測石英晶片1201的振動(dòng)變化，即可獲知待檢測油的當(dāng)前鐵磁磨粒300的含量。因此根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測裝置既能定性測得鐵磁磨粒300的存