油液中金屬顆粒檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，設(shè)備的部件會(huì)出現(xiàn)磨損，從而產(chǎn)生金屬磨粒。油液中較大的金屬磨粒會(huì)使機(jī)械設(shè)備存在安全隱患，監(jiān)測(cè)在潤(rùn)滑油中金屬磨粒的大小和數(shù)量可以掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，可以對(duì)設(shè)備展開(kāi)針對(duì)性的維修，對(duì)提高機(jī)械設(shè)備的安全性有重要的作用。國(guó)內(nèi)外都對(duì)油液中金屬磨粒監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究，其中傳感器的研究制作是油液中金屬磨粒監(jiān)測(cè)技術(shù)研究非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。然而目前國(guó)內(nèi)的油液中金屬磨粒監(jiān)測(cè)技術(shù)仍處于理論研究較多、實(shí)證研究較少的狀態(tài)。并且在國(guó)外有Matel

2、 SCAN等成熟傳感器產(chǎn)品的情況下，國(guó)內(nèi)并沒(méi)有較為完善的油液中金屬磨粒檢測(cè)傳感器產(chǎn)品。
　　本文首先分析了油液中金屬顆粒檢測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)。然后針對(duì)潤(rùn)滑油中金屬磨粒檢測(cè)傳感器展開(kāi)了研究與設(shè)計(jì)。本文采用雙激勵(lì)螺旋管式傳感器的結(jié)構(gòu)，對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論性的分析研究。應(yīng)用COMSOL Multiphysics軟件建立了有限元模型，仿真了金屬顆粒通過(guò)傳感器線圈的過(guò)程中傳感器線圈的磁場(chǎng)變化，并且對(duì)比分析了傳感器的性能影響參數(shù)

3、?？紤]線圈匝數(shù)、線圈填充系數(shù)和激勵(lì)線圈的輸入電壓等因素，應(yīng)用COMSOL Multiphysics軟件建立該傳感器的二維軸對(duì)稱有限元模型。并對(duì)有限元模型的建模、材料選擇、物理場(chǎng)選擇、網(wǎng)格劃分、求解器設(shè)置以及結(jié)果后處理等仿真實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。對(duì)不同參數(shù)下激勵(lì)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)、線圈中穿過(guò)金屬粒子時(shí)磁場(chǎng)的變化以及傳感器的性能進(jìn)行了仿真研究。仿真過(guò)程中考慮到金屬粒子在傳感器徑向位置不同時(shí)也會(huì)影響傳感器的檢測(cè)結(jié)果，本文又建立了三維模型進(jìn)行仿

4、真實(shí)驗(yàn)，得到了徑向位置為影響因素時(shí)傳感器的誤差。最終經(jīng)過(guò)仿真得到較為合適的傳感器模型，從而確定線圈的匝數(shù)、匝數(shù)比、窗口結(jié)構(gòu)等重要參數(shù)，為在線金屬磨粒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器分析了可行性，提供了傳感器實(shí)物研究制作的理論依據(jù)并基本確定了傳感器的參數(shù)。最后在理論研究和仿真分析研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了傳感器的結(jié)構(gòu)和初步前置放大電路，對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行初步的處理放大。
　　由于最終選擇的激勵(lì)電源為220V、2500Hz的交流電源，實(shí)驗(yàn)室目前未完成該電源的制