時(shí)諧磁場(chǎng)金屬顆粒磁化特性及微流體油液檢測(cè)機(jī)理研究.pdf

1、油液作為能量傳遞介質(zhì)和潤(rùn)滑劑廣泛應(yīng)用于工業(yè)。在液壓系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)中，固體顆粒是主要的污染物，超過(guò)75％的液壓系統(tǒng)故障、約35％的柴油機(jī)運(yùn)行故障、38.5％的齒輪失效以及40％的滾動(dòng)軸承失效是由于油液失效引起的，足以看出油液污染物分析的重要性。
　　針對(duì)油液檢測(cè)，本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金、交通部基礎(chǔ)研究項(xiàng)目和遼寧省科技計(jì)劃項(xiàng)目，首先針對(duì)金屬磨粒在時(shí)諧磁場(chǎng)中的磁化特性展開(kāi)研究，建立了鐵磁金屬顆粒和非鐵磁金屬顆粒在中低頻時(shí)諧磁場(chǎng)中的磁化

2、模型，進(jìn)而得到金屬顆粒的阻抗分析方法，并基于該方法設(shè)計(jì)了用于油液檢測(cè)的微流體芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵磁金屬顆粒、非鐵磁金屬顆粒和非金屬顆粒進(jìn)行分類(lèi)粒度區(qū)分檢測(cè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)單顆粒粒度檢測(cè)靈敏度以下的鐵磁金屬顆?？傎|(zhì)量濃度的檢測(cè)，并給出基于阻抗分析的油液污染物種類(lèi)識(shí)別的技術(shù)方案。本文對(duì)以上油液污染物分別給出定量分析并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。研究重點(diǎn)及取得的成果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　1、建立鐵磁顆粒和非鐵磁顆粒在時(shí)諧磁場(chǎng)中的電磁學(xué)描述，通過(guò)偏微分方程

3、求解得到兩種金屬顆粒在中低頻時(shí)諧磁場(chǎng)中磁化模型，并用時(shí)諧磁場(chǎng)中金屬顆粒磁化因子Kp描述金屬顆粒磁化狀態(tài)。
　　2、通過(guò)理論分析得到金屬磨粒磁化場(chǎng)對(duì)一般電感形式傳感器的阻抗影響，并建立金屬顆粒檢測(cè)阻抗輸出模型，該模型說(shuō)明電感和電阻聯(lián)合分析可實(shí)現(xiàn)兩種金屬顆粒區(qū)分計(jì)數(shù)以及更準(zhǔn)確的粒度識(shí)別，并提供了傳感器優(yōu)化設(shè)計(jì)指導(dǎo)，設(shè)計(jì)了兩種基于電感檢測(cè)的微流體芯片，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的正確性。
　　3、根據(jù)金屬顆粒的時(shí)諧磁場(chǎng)磁化機(jī)理，提出針對(duì)

4、油液中單顆粒檢測(cè)靈敏度以下的金屬顆粒質(zhì)量濃度檢測(cè)方法，并得到了金屬顆粒質(zhì)量濃度檢測(cè)阻抗輸出模型，發(fā)現(xiàn)傳感器中電感信號(hào)的低頻分量與鐵磁金屬顆粒質(zhì)量濃度呈線性關(guān)系，電阻信號(hào)的低頻分量是油液中非鐵磁金屬質(zhì)量濃度及其顆粒分布的復(fù)雜函數(shù)。文中利用兩種芯片的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了鐵磁金屬顆粒濃度檢測(cè)模型的正確性。
　　4、根據(jù)鐵磁金屬顆粒質(zhì)量濃度檢測(cè)模型得到了非金屬顆粒的檢測(cè)方法，建立了非金屬的阻抗輸出模型，并通過(guò)了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　5、綜合分析本文