液压油污染物双线圈多参数阻抗检测传感器-仪器仪表学报.pdf

第３８卷　第７期 仪 器 仪 表 学 报 Ｖｏｌ３８Ｎｏ７ ２０１７年７月 ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｊｕｌ．２０１７ 液压油污染物双线圈多参数阻抗检测传感器 曾　霖，张洪朋，赵旭鹏，滕怀波，虞子雷 （大连海事大学轮机工程学院　大连　１１６０２６） 摘　要：提出了一种液压油污染物多参数测量传感器，该传感器在平面型微流体电感传感器基础上增加了一个单层电感线圈， 并将两个单层线圈正对排布在直微通道两侧，在电感参数检测的基础上将两个单层电感线圈等效为一对圆环形电容极板，引入 了电容参数检测，从而实现了对液压油中铁磁性金属颗粒、非铁磁性金属颗粒、水滴和气泡４种污染物的检测。对该多参数传 感器进行了设计，并结合仿真和实验对检测位置进行了优化，电容参数检测实验实现了液压油中１８０ ｍ水滴和２４０ ｍ气泡 μ μ 的区分检测；电感参数检测实验实现了液压油中８０ ｍ铁颗粒和１５０ ｍ铜颗粒的区分检测。该研究对液压油多污染物的区 μ μ 分检测提供了一种新方法。 关键词：液压油；颗粒污染物；多参数检测；双线圈；微传感器 中图分类号：ＴＰ２１２．１　ＴＨ７３　　　文献标识码：Ａ　　国家标准学科分类代码：４６０．４０２０ Ｄｏｕｂｌｅｃｏｉｌｍｕｌｔｉｐａｒａｍｅｔｅｒｉｍｐｅｄａｎｃｅｓｅｎｓｏｒｆｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｏｉｌ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ＺｅｎｇＬｉｎ，ＺｈａｎｇＨｏｎｇｐｅｎｇ，ＺｈａｏＸｕｐｅｎｇ，ＴｅｎｇＨｕａｉｂｏ，ＹｕＺｉｌｅｉ （ＭａｒｉｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｕｌｔｉｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｅｎｓｏｒｆｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｏｉｌｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｌａｎａｒｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ ｓｅｎｓｏｒ，ａｓｉｎｇｌｅｌａｙｅｒｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｃｏｉｌｉｓａｄｄｅｄｉｎｔｈｅｓｅｎｓｏｒ．Ｔｗｏｓｉｎｇｌｅｌａｙｅｒｃｏｉｌｓａｒｅａｒｒａｎｇｅｄｏｎｂｏｔｈｓｉｄｅｓｏｆｔｈｅｓｔｒａｉｇｈｔｍｉｃｒｏ ｃｈａｎｎｅｌ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｔｗｏｓｉｎｇｌｅｌａｙｅｒｉｎｄｕｃｔｏｒｃｏｉｌｓａｒｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｔｏａｐａｉｒｏｆｒｉｎｇｓｈａｐｅｄ ｃａｐａｃｉｔｏｒｐｌａｔｅｓ，ｔｈｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｕｌｔｉｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｎｓｏｒａｃｈｉｅｖｅｓｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｆｏｕｒ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ（ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｔａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｎｏｎｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｔａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｗａｔｅｒｄｒｏｐｌｅｔｓａｎｄａｉｒｂｕｂｂｌｅｓ）ｉｎｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｏｉｌ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｏｆｍｕｌｔｉｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｎｓｏｒｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ａｎｄｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆ１８０ ｍｗａｔｅｒｄｒｏｐｌｅｔｓａｎｄ２４０ ｍａｉｒｂｕｂｂｌｅｓ；ａｎｄｔｈｅ