油液中金屬顆粒檢測技術研究.pdf

1、機械設備在運轉(zhuǎn)過程中，設備的部件會出現(xiàn)磨損，從而產(chǎn)生金屬磨粒。油液中較大的金屬磨粒會使機械設備存在安全隱患，監(jiān)測在潤滑油中金屬磨粒的大小和數(shù)量可以掌握設備的運行情況，可以對設備展開針對性的維修，對提高機械設備的安全性有重要的作用。國內(nèi)外都對油液中金屬磨粒監(jiān)測技術進行了研究，其中傳感器的研究制作是油液中金屬磨粒監(jiān)測技術研究非常重要的一個環(huán)節(jié)。然而目前國內(nèi)的油液中金屬磨粒監(jiān)測技術仍處于理論研究較多、實證研究較少的狀態(tài)。并且在國外有Matel

2、 SCAN等成熟傳感器產(chǎn)品的情況下，國內(nèi)并沒有較為完善的油液中金屬磨粒檢測傳感器產(chǎn)品。
　　本文首先分析了油液中金屬顆粒檢測技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢。然后針對潤滑油中金屬磨粒檢測傳感器展開了研究與設計。本文采用雙激勵螺旋管式傳感器的結(jié)構(gòu)，對該結(jié)構(gòu)進行了理論性的分析研究。應用COMSOL Multiphysics軟件建立了有限元模型，仿真了金屬顆粒通過傳感器線圈的過程中傳感器線圈的磁場變化，并且對比分析了傳感器的性能影響參數(shù)

3、。考慮線圈匝數(shù)、線圈填充系數(shù)和激勵線圈的輸入電壓等因素，應用COMSOL Multiphysics軟件建立該傳感器的二維軸對稱有限元模型。并對有限元模型的建模、材料選擇、物理場選擇、網(wǎng)格劃分、求解器設置以及結(jié)果后處理等仿真實驗步驟進行了詳細的介紹。對不同參數(shù)下激勵線圈產(chǎn)生的磁場、線圈中穿過金屬粒子時磁場的變化以及傳感器的性能進行了仿真研究。仿真過程中考慮到金屬粒子在傳感器徑向位置不同時也會影響傳感器的檢測結(jié)果，本文又建立了三維模型進行仿

4、真實驗，得到了徑向位置為影響因素時傳感器的誤差。最終經(jīng)過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)測系統(tǒng)的傳感器分析了可行性，提供了傳感器實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上，設計了傳感器的結(jié)構(gòu)和初步前置放大電路，對輸出信號進行初步的處理放大。
　　由于最終選擇的激勵電源為220V、2500Hz的交流電源，實驗室目前未完成該電源的制