一種液體油中鐵磁磨粒的檢測(cè)方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種液體油中鐵磁磨粒的檢測(cè)方法和裝置。
【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(rùn)滑油中。機(jī)械磨損過(guò)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(rùn)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(cè)潤(rùn)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(cè)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(cè)方式都屬于離線(xiàn)式檢測(cè)。離線(xiàn)式檢測(cè)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(guò)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(rùn)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(lái)制成鐵譜片，通過(guò)顯微鏡來(lái)觀(guān)測(cè)分析油液中的鐵磁顆粒分布情況。這種檢測(cè)方式雖然可以得到較高的檢測(cè)精度，但過(guò)程繁瑣，分析周期過(guò)長(zhǎng)。

【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(wèn)題之一。
[0005]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)便、檢測(cè)精度高的液體油中的鐵磁磨粒的檢測(cè)方法。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例的液體油中的鐵磁磨粒的檢測(cè)方法，包括以下步驟:步驟1:取第一待檢測(cè)油樣和第二待檢測(cè)油樣，第一待檢測(cè)油樣經(jīng)處理去除鐵磁磨?；蛴么朋w吸住鐵磁磨粒使其不落入盛油腔內(nèi)。步驟2:檢測(cè)第一待檢測(cè)油樣中鐵磁磨粒的第一振動(dòng)信號(hào)和第二待檢測(cè)油樣中鐵磁磨粒的第二振動(dòng)信號(hào)，并將第一振動(dòng)信號(hào)和第二振動(dòng)信號(hào)分別傳輸給處理器單元。步驟3:對(duì)第一振動(dòng)信號(hào)和第二振動(dòng)信號(hào)作減量化處理，并以處理結(jié)果作為第二振動(dòng)信號(hào)的相對(duì)變化量。步驟4:根據(jù)第二振動(dòng)信號(hào)的相對(duì)變化量與第二待檢測(cè)油中的鐵磁磨粒的含量之間的預(yù)設(shè)對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線(xiàn)得到第二待檢測(cè)油中的鐵磁磨粒的含量。
[0007]進(jìn)一步地，步驟2包括檢測(cè)第一檢測(cè)單元檢測(cè)第一待檢測(cè)油樣中鐵磁磨粒的第一振動(dòng)信號(hào)和第二檢測(cè)單元檢測(cè)第二待檢測(cè)油樣中鐵磁磨粒的第二振動(dòng)信號(hào)同步進(jìn)行，并將第一振動(dòng)信號(hào)和所述第二振動(dòng)信號(hào)同步傳輸給處理器單元。
[0008]進(jìn)一步地，步驟3包括選取相同時(shí)間段內(nèi)的第一振動(dòng)信號(hào)變化量與第二振動(dòng)信號(hào)變化量，并對(duì)其做減量化處理，處理結(jié)果為第二振動(dòng)信號(hào)的相對(duì)變化量。
[0009]本發(fā)明中，上述步驟3中所述的時(shí)間段為:從待檢測(cè)油樣滴滿(mǎn)盛油腔開(kāi)始，到振動(dòng)信號(hào)穩(wěn)定上升為止。
[0010]本發(fā)明中，還包括在步驟I前，將第一待檢測(cè)油樣和第二待檢測(cè)油樣進(jìn)行震蕩，以使鐵磁磨粒均勻懸浮于待檢測(cè)油樣中的步驟。
[0011]本發(fā)明中，當(dāng)振動(dòng)信號(hào)不足以反映待檢測(cè)油樣中的鐵磁磨粒的含量時(shí)，多次重復(fù)步驟I和步驟2。
[0012]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(cè)裝置。
[0013]本發(fā)明提供的液體油中鐵磁磨粒的檢測(cè)裝置包括用于對(duì)待檢測(cè)油中鐵磁磨粒的含量進(jìn)行檢測(cè)的第一檢測(cè)單元和第二檢測(cè)單元、用于接收并處理檢測(cè)單元輸出的檢測(cè)信號(hào)的處理器單元;其中，第一檢測(cè)單元和第二檢測(cè)單元分別包括:殼體和石英晶體傳感器，石英晶體傳感器設(shè)在殼體內(nèi)以將殼體分隔為檢測(cè)腔和具有敞口的盛油腔，石英晶體傳感器的第一電極與盛油腔連通，石英晶體傳感器的第二電極與檢測(cè)腔連通;磁體，磁體設(shè)在檢測(cè)腔內(nèi)，用于將待檢測(cè)油中的鐵磁磨粒吸引到第一電極的上表面上，以改變石英晶體傳感器的石英晶片的振動(dòng);主控板，主控板設(shè)在檢測(cè)腔內(nèi)且與處理器單元信號(hào)連接，主控板用于檢測(cè)石英晶片的振動(dòng)信號(hào)，處理器單元對(duì)第一振動(dòng)信號(hào)和第二振動(dòng)信號(hào)作減量化處理，并以處理結(jié)果作為第二振動(dòng)信號(hào)的相對(duì)變化量，根據(jù)第二振動(dòng)信號(hào)的相對(duì)變化量與第二待檢測(cè)油中的鐵磁磨粒的含量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到待檢測(cè)油中的鐵磁磨粒的含量。
[0014]本發(fā)明中，振動(dòng)信號(hào)包括石英晶片的振動(dòng)頻率、振幅或振動(dòng)相位的至少一種。
[0015]本發(fā)明中，主控板為模擬電路主控板或數(shù)字電路主控板。
[0016]本發(fā)明中，磁體為人造永磁鐵、天然磁石或電磁鐵。
[0017]本發(fā)明提出的液體油中鐵磁磨粒的檢測(cè)方法，操作簡(jiǎn)便，并通過(guò)對(duì)參照油樣和測(cè)試油樣進(jìn)行減量化處理，從而消除了背景噪音，提高了靈敏度。通過(guò)本發(fā)明提供的檢測(cè)裝置，可以對(duì)更換潤(rùn)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(shuō)明】
[0018]圖1所示為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的液體油中的鐵磁磨粒的檢測(cè)方法的流程圖；
[0019]圖2所示為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的液體油中的鐵磁磨粒的檢測(cè)裝置的示意圖；
[0020]圖3所示為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一對(duì)傳感器接收待檢測(cè)油樣的時(shí)間-頻率變化曲線(xiàn)。
【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(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)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(lái)詳細(xì)說(shuō)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(cè)方法。
[0023]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例所示的液體油中鐵磁磨粒的檢測(cè)方法100，包括如下步驟:
[0024]步驟101:取第一待檢測(cè)油樣201和第二待檢測(cè)油樣201’，其中，第一待檢測(cè)油樣201經(jīng)處理去除鐵磁磨?；蛴么朋w202吸住鐵磁磨粒使其不落入盛油腔211內(nèi)。
[0025]步驟102:檢測(cè)第一待檢測(cè)油樣201中鐵磁磨粒300的第一振動(dòng)信號(hào)和第二待檢測(cè)油樣201，中鐵磁磨粒300，的第二振動(dòng)信號(hào)，并將第一振動(dòng)信號(hào)和第二振動(dòng)信號(hào)分別傳輸給處理器單元400。
[0026]步驟103:對(duì)第一振動(dòng)信號(hào)和第二振動(dòng)信號(hào)作減量化處理，并以處理結(jié)果作為第二振動(dòng)信號(hào)的相對(duì)變化量。
[0027]步驟104:根據(jù)第二振動(dòng)信號(hào)的相對(duì)變化量與第二待檢測(cè)油樣201’中的鐵磁磨粒300’的含量之間的預(yù)設(shè)對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線(xiàn)得到第二待檢測(cè)油樣201 ’中的鐵磁磨粒300’的含量。
[0028]優(yōu)選地，步驟2可以同步用第一檢測(cè)單元200檢測(cè)第一待檢測(cè)油樣201中鐵磁磨粒300的第一振動(dòng)信號(hào)，用第二檢測(cè)單元200’檢測(cè)第二待檢測(cè)油樣201’中鐵磁磨粒300’的第二振動(dòng)信號(hào)，并將第一振動(dòng)信號(hào)和所述第二振動(dòng)信號(hào)傳輸給處理器單元400。第一檢測(cè)單元與第二檢測(cè)單元同步進(jìn)行能夠避免因時(shí)間差帶來(lái)計(jì)算過(guò)程中不必要的誤差，從而提高檢測(cè)的精確度。
[0029]優(yōu)選地，步驟3包括選取相同時(shí)間段內(nèi)的第一振動(dòng)信號(hào)變化量與第二振動(dòng)信號(hào)變化量，并對(duì)其做減量化處理，處理結(jié)果為第二振動(dòng)信號(hào)的相對(duì)變化量。取相同的時(shí)間段進(jìn)行處理可以避免時(shí)間的誤差所導(dǎo)致精確度降低。
[0030]本實(shí)施例中，上述步驟3中所述的時(shí)間段為:從待檢測(cè)油樣滴滿(mǎn)盛油腔開(kāi)始，到振動(dòng)信號(hào)穩(wěn)定上升為止。當(dāng)待檢測(cè)油樣滴滿(mǎn)盛油腔時(shí)，鐵磁磨粒的含量是最高的，傳感器的振動(dòng)信號(hào)最大，從而相對(duì)誤差就小。當(dāng)振動(dòng)信號(hào)穩(wěn)定上升時(shí)，鐵磁磨粒的振動(dòng)維持穩(wěn)定，振動(dòng)信號(hào)也維持穩(wěn)定，此時(shí)的數(shù)據(jù)精確度更高。
[0031]本實(shí)施例中，還包括在步驟101前，將第一待檢測(cè)油樣201和第二待檢測(cè)油樣201’，以使鐵磁磨粒均勻懸浮于待檢測(cè)油樣中的步驟，這樣能夠避免因鐵磁磨粒的分布不均勻而導(dǎo)致振動(dòng)信號(hào)時(shí)強(qiáng)時(shí)弱所帶來(lái)的不精確。
[0032]本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙駝?dòng)信號(hào)的相對(duì)變化量不足以反映第二待檢測(cè)油樣中的鐵磁磨粒300’的含量時(shí)，多次重復(fù)步驟101步驟102，直至能夠得到第二待檢測(cè)油201’中的鐵磁磨粒300’的含量。
[0033]例如:將預(yù)定量的第二待檢測(cè)油201’滴加到第一電極2201’的上表面上，磁體230’將第二待檢測(cè)油201’中的鐵磁磨粒吸引到第一電極2201’的上表面上。磁體230’與鐵磁磨粒300 ’之間互相吸引，對(duì)石英晶片2203 ’具有束縛，以改變石英晶片2203 ’的固有振動(dòng)。用第二振動(dòng)信號(hào)的變化量減去第一振動(dòng)信號(hào)的變化量，得到第二振動(dòng)信號(hào)的相對(duì)變化量。
[0034]如3所示，例如:測(cè)試時(shí)間Δ t = ^-^，在測(cè)試時(shí)間Atft，第一振動(dòng)信號(hào)的振幅Δ fx的變化4 6 = Af1S第一待檢測(cè)油樣的振動(dòng)信號(hào)，即為參照傳感器的噪音，第二振動(dòng)信號(hào)的振幅的變化為Δ f2= A fn2+ Δ fs，同時(shí)，Δ f2 = f2-fl即為測(cè)試傳感器的輸出，Δ fn2為測(cè)試傳感器的噪音，由于參照傳感器和測(cè)試傳感器的特征相似，參照傳感器的背景噪音Afnl和測(cè)試傳感器的背景噪音Afn2相等，又因?yàn)閰⒄諅鞲衅饕呀?jīng)用磁體去除了鐵磁顆粒，去除鐵磁磨粒的傳感器的噪音即傳感器背景噪音，A fn2= Δ fnl= Δ ，所以經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的測(cè)試傳感器的相對(duì)變化為Δ fs= A f2_A fnl，亦即，Δ fs = f2-fl-f4+f3o
[0035]當(dāng)?shù)诙龣z測(cè)油201’中的鐵磁磨粒300’的相對(duì)含量足夠多時(shí)，石英晶片2203’的相對(duì)振動(dòng)變化足夠大，從而得到一個(gè)最終變化率，例如設(shè)定為I。
[0036]在上述石英晶片的相對(duì)振動(dòng)變化率的區(qū)間[O，I]內(nèi)，每一個(gè)數(shù)值都對(duì)應(yīng)一個(gè)鐵磁磨粒300，的相對(duì)含量。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)相對(duì)振動(dòng)變化率為0.1時(shí)，則表明液體油中已有鐵磁磨粒300 ’產(chǎn)生；當(dāng)相對(duì)振動(dòng)變化率為0.8時(shí)系統(tǒng)可以發(fā)出警報(bào)，則應(yīng)該對(duì)油進(jìn)行更換。也有可能，此時(shí)機(jī)械部件磨損嚴(yán)重，則應(yīng)當(dāng)考慮對(duì)機(jī)械部件進(jìn)行維修/更換。
[0037]上述振動(dòng)變化率包括:石英晶片的振動(dòng)頻率、振幅或振動(dòng)相位中的至少一個(gè)的變化率。
[0038]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，處理器單元400可以為CPU、FPGA、DSP、ARM或ASIC，或者其他具有相同功能的微處理器芯片實(shí)現(xiàn)，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的具體情況進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)，此處不作贅述。
[0039]下面參考附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)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(cè)裝置。
[0040]圖2所示為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的液