用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統技術方案

本發明專利技術涉及一種用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統，其濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接；所述濾波器的一端設有油液入口；消磁模塊的一端設有油液出口，其由剩磁傳感器和消磁器組成。本發明專利技術引入基于電容邊緣效應的相鄰電容傳感器技術，實現磨損微粒非侵入、無約束監測；通過磁化、機械離心和旋轉磁場離心模塊使油液中的磨損微粒磁化、聚合成大顆粒并運動到管壁附近并被吸附模塊吸附，以提高相鄰電容傳感器的輸出監測信號強度；通過溫控模塊及合理設計相鄰電容傳感器極板層結構，抑制噪聲并最優化相鄰電容傳感器監測裝置的整體性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種液壓管路油液中的磨損微粒在線監測裝置，具體涉及一種用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統，屬于液壓系統

技術介紹
液壓系統油液中的磨損微粒不但可以使運動副產生磨粒磨損而且可以使運動副的相對運動受阻而導致控制部件動作失靈。國內外的資料統計表明，液壓機械70％故障源自油液的顆粒污染。因此，對油液中的磨損微粒進行在線監測已成為減少磨損及液壓系統故障的重要途徑之一。電容傳感器因其制作方便、成本低廉而被應用于機器油液的污染監測。專利文獻1(中國專利技術專利授權公告號CN 101435788B)公開了一種基于介電常數測量的在線油液監測傳感器及其系統，該專利技術的傳感器包括支座及其固定在內部的三根極柱，三根極柱構成了差動式圓柱電容，能監測傳感器電容值的微小變化，從而反推油液介電常數的微小變化，進而實現對油液污染度的實施監測。該監測方法中的傳感器極柱浸入到油液中，造成了油液流態的改變，影響了測量精度；油液在傳感器極柱表面會形成沉積油膜，不僅造成測量精度下降，同時還帶來傳感器清洗問題。文獻2(趙新澤等，武漢水利電力大學(宜昌)學報，1999(3))公開了一種油液污染監測用電容傳感器探頭，該探頭由一圓筒玻璃管與緊貼該管外壁的兩半圓形電極組成，其實質為平行板電容傳感器。該電容傳感器激勵極板與接收極板間距受液壓管道直徑約束，由于液壓管道直徑相對較大，該傳感器靈敏度不夠理想。同時，現有技術的磨損微粒進行在線監測設備中的流體劇烈波動，會導致監測數據大幅度波動而導致監測失敗。因此，為解決上述技術問題，確有必要提供一種創新的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統，以克服現有技術中的所述缺陷。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統，其采用非侵入的測量方式、對被測量的無約束性、監測信號強且靈敏度高、低成本、環境適應性強。為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為：用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統，其包括濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊以及消磁模塊；其中，所述濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接；所述濾波器的一端設有油液入口，其包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、插入式H型濾波器以及插入式串聯H型濾波器；所述輸入管連接于外殼的一端；所述輸出管連接于外殼的另一端；所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內；所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一C型容腔 濾波器；所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯共振容腔II以及并聯共振容腔；所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一彈性隔板隔開；所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔；所述彈性隔板的軸向上均勻開有若干錐形插入管，所述錐形插入管連通串聯共振容腔I和串聯共振容腔II；所述插入式H型濾波器位于并聯共振容腔內，其和錐形阻尼孔相連通；所述插入式串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和串聯共振容腔II內，其亦和錐形阻尼孔相連通；所述插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器軸向呈對稱設置，并組成插入式串并聯H型濾波器；所述消磁模塊的一端設有油液出口，其由剩磁傳感器和消磁器組成。本專利技術的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統進一步設置為：所述濾波器的輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上；所述錐形阻尼孔開口較寬處位于串聯共振容腔I和并聯共振容腔內，其錐度角為10°；所述錐形插入管開口較寬處位于串聯共振容腔II內，其錐度角為10°；所述錐形插入管和錐形阻尼孔的位置相互錯開；所述彈性薄壁的內側設有一膠體阻尼層；所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄壁和內層彈性薄壁，外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接；所述外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水，純凈水內懸浮有多孔硅膠；所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端和外殼相連；所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設有一活塞。本專利技術的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統進一步設置為：所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器；所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器；所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器，冷卻器的翅片管選KLM型翅片管；溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。本專利技術的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統進一步設置為：所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊；其中，所述若干繞組分別繞在鋁質管道外，各繞組由正繞組和逆繞組組成，正繞組和逆繞組內的電流大小相等；所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上；所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端；每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。本專利技術的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統進一步設置為：所述機械離心模塊采用旋流離心模塊；所述旋流離心模塊包括旋流管壁、第一導流片、第二導流片、步進電機以及流量傳感器；其中，所述第一導流片設有3片，該3片第一導流片沿管壁內圓周隔120°均勻分布，其安放角設為18°；所述第二導流片和第一導流片結構相同，其設置在第一導流片后，并和第一導流片錯開60°連接在管壁內，其安放角設為36℃；所述第一導流片的長邊與管壁相連，短邊沿管壁的軸線延伸；其前緣挫成鈍形，后緣加工成翼形，其高度為管壁直徑的0.4倍，長度為管壁直徑的1.8倍；所述步進電機連接并驅動第一導流片和第二導流片，以調節安放角；所述流量傳感器設置在管壁內的中央。本專利技術的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統進一步設置為：所述旋轉磁場離心模塊包括鋁質管道、鐵質外殼、三相對稱繞組、法蘭以及三相對稱電流模塊；所述三相對稱繞組繞在鋁質管道外；所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上；所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端；所述三相對稱電流模塊連接所述三相對稱繞組。本專利技術的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統進一步設置為：所述吸附模塊采用同極相鄰型吸附環；所述同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質導磁帽；所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極；所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點。本專利技術的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統進一步設置為：所述吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環；所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環包括鋁質環形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質導磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵；所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質環形管道內，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產生同性磁極；所述鐵質導磁帽布置于鋁質環形管道的內壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點；所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間；所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間；所述電磁鐵連接并能推動電擊錘，使電擊錘敲擊鋁質環形管道內壁。本專利技術的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統進一步設本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統，其特征在于：包括濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊以及消磁模塊；其中，所述濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接；所述濾波器的一端設有油液入口，其包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、插入式H型濾波器以及插入式串聯H型濾波器；所述輸入管連接于外殼的一端；所述輸出管連接于外殼的另一端；所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內；所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一C型容腔濾波器；所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯共振容腔II以及并聯共振容腔；所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一彈性隔板隔開；所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔；所述彈性隔板的軸向上均勻開有若干錐形插入管，所述錐形插入管連通串聯共振容腔I和串聯共振容腔II；所述插入式H型濾波器位于并聯共振容腔內，其和錐形阻尼孔相連通；所述插入式串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和串聯共振容腔II內，其亦和錐形阻尼孔相連通；所述插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器軸向呈對稱設置，并組成插入式串并聯H型濾波器；所述消磁模塊的一端設有油液出口，其由剩磁傳感器和消磁器組成。...

【技術特征摘要】
1.用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統，其特征在于：包括濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊以及消磁模塊；其中，所述濾波器、溫控模塊、磁化模塊、機械離心模塊、旋轉磁場離心模塊、吸附模塊、相鄰電容微粒監測模塊和消磁模塊依次連接；所述濾波器的一端設有油液入口，其包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、插入式H型濾波器以及插入式串聯H型濾波器；所述輸入管連接于外殼的一端；所述輸出管連接于外殼的另一端；所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內；所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一C型容腔濾波器；所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯共振容腔I、串聯共振容腔II以及并聯共振容腔；所述串聯共振容腔I和串聯共振容腔II之間通過一彈性隔板隔開；所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形阻尼孔；所述彈性隔板的軸向上均勻開有若干錐形插入管，所述錐形插入管連通串聯共振容腔I和串聯共振容腔II；所述插入式H型濾波器位于并聯共振容腔內，其和錐形阻尼孔相連通；所述插入式串聯H型濾波器位于串聯共振容腔I和串聯共振容腔II內，其亦和錐形阻尼孔相連通；所述插入式H型濾波器和插入式串聯H型濾波器軸向呈對稱設置，并組成插入式串并聯H型濾波器；所述消磁模塊的一端設有油液出口，其由剩磁傳感器和消磁器組成。2.如權利要求1所述的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統，其特征在于：所述濾波器的輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上；所述錐形阻尼孔開口較寬處位于串聯共振容腔I和并聯共振容腔內，其錐度角為10°；所述錐形插入管開口較寬處位于串聯共振容腔II內，其錐度角為10°；所述錐形插入管和錐形阻尼孔的位置相互錯開；所述彈性薄壁的內側設有一膠體阻尼層；所述膠體阻尼層的內層和外層分別為外層彈性薄壁和內層彈性薄壁，外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接；所述外層彈性薄壁和內層彈性薄壁之間的夾層內填充有加防凍劑的純凈水，純凈水內懸浮有多孔硅膠；所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端和外殼相連；所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設有一活塞。3.如權利要求1所述的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統，其特征在于：所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器；所述加熱器采用帶溫度檢測的重慶金鴻的潤滑油加熱器；所述冷卻器選用表面蒸發式空冷器，冷卻器的翅片管選KLM型翅片管；溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。4.如權利要求1所述的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統，其特征在于：所述磁化模塊包括鋁質管道、若干繞組、鐵質外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊；其中，所述若干繞組分別繞在鋁質管道外，各繞組由正繞組和逆繞組組成，正繞組和逆繞組內的電流大小相等；所述鐵質外殼包覆于鋁質管道上；所述法蘭焊接在鋁質管道的兩端；每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。5.如權利要求1所述的用液壓濾波、離心和相鄰電容的磨損微粒在線監測系統，其特征在于：所述機械離心模塊采用旋流離心模塊；所述旋流離心模塊包括旋流管壁、第一導流片、第二導流片、步進電機以及流量傳感器；其中，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張華芳，
申請(專利權)人：紹興文理學院，
類型：發明
國別省市：浙江;33