一种多功能油液检测装置及其制作方法与流程

本发明涉及设备油液系统故障检测技术领域，具体而言，尤其涉及一种多功能油液检测装置及其制作方法。

背景技术：

液压系统故障主要是由于液压油的污染造成的，液压油中污染物主要来源于液压系统内部残留和生成的污染物以及外界侵入的污染物，污染物主要为固体颗粒、水分和气泡。对油液中污染物的检测，不但可以准确评估液压系统的运行状态，还可以根据污染物的性质诊断系统故障。目前的电感式检测装置只能对液压油中的金属颗粒进行检测，而电容式检测装置则可对液压油中的水滴和气泡进行检测，电阻式可对液压油中的金属颗粒及金属氧化物进行检测。如若要对金属颗粒，金属氧化物，水滴和气泡进行全面检测，则需要在同一设备上设置电感式、电容式和电阻式三种检测装置，这大大增加了检测设备的复杂性以及提高了设备成本。

技术实现要素：

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种多功能油液检测装置，既可以作为电感式油液检测装置，也可以作为电容式油液检测装置，还可以作为电阻式油液检测装置，其具有结构简单、成本低的特点。并且相对现有的电感式和电容式油液检测装置，本发明具有更高的检测精度。

本发明采用的技术手段如下：

一种多功能油液检测装置，包括传感装置、检测功能切换单元以及激励-检测单元；所述传感装置主要由锥形流道入口、流道、传感单元、基底、模型材料和流道出口组成；所述传感装置通过模型材料固定在基底上，所述流道一端设置有锥形流道入口，另一端设置有流道出口，所述流道垂直通过传感单元的中心孔；所述检测功能切换单元能根据需要对电感、电阻和电容三种检测功能进行随意切换；

使用时，所述激励-检测单元在电感检测功能时对平面电感线圈施加激励，并测量电感信号；在电阻检测功能时对平面电感线圈施加激励，并测量电阻信号；在电容检测功能时对平面电感线圈及环状硅钢片施加激励，并测量电容信号。

进一步地，所述传感单元主要由平面电感线圈和环状硅钢片组成，所述平面电感线圈和环状硅钢片紧密贴合，所述流道从平面电感线圈和环状硅钢片的中心孔垂直穿过。

进一步地，所述平面电感线圈由漆包线绕制而成，线圈内径为300-2000微米，漆包线线径为50-200微米，匝数为20-600匝，内孔直径为300-2000微米；所述流道的直径为300-2000微米。

进一步地，所述环状硅钢片的内孔直径与所述平面电感线圈的内孔直径相同，厚度为50-2000微米。

进一步地，所述环状硅钢片也可由其他导电软磁性物质代替。

本发明还提供了一种多功能油液检测装置的制作方法，包括如下步骤：

s1：将锥形流道入口模具、流道模具、已紧密贴合的环状硅钢片和平面电感线圈按既定的位置固定在基底上；将平面电感线圈的两个引线端和环状硅钢片的一个引线端分别与绝缘导线焊接；

s2：向基底灌注模型材料，将其放置在烘箱中用80℃的温度烘烤1小时，使模型材料固化；

s3：将流道模具从加热固化好的模型材料中抽出，形成流道；用打孔器在流道另一端打孔制作流道出口；

s4：通过绝缘导线将平面电感线圈和环状硅钢片的引线端与激励-检测单元连接，给平面电感线圈及环状硅钢片施加交流电激励，实现对电感、电容和电阻信号的同时检测。

进一步地，所述模型材料为聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明的多功能油液检测装置，通过将平面电感线圈和环状硅钢片的结合，可以在同一检测装置上实现电感、电容和电阻三种模式检测的功能。

2、本发明的多功能油液检测装置，平面电感线圈作为电感式检测元件，实现对液压油中金属颗粒的检测；

3、本发明的多功能油液检测装置，平面电感线圈和环状硅钢片对液压油中的金属颗粒和金属氧化物进行电阻检测；

4、本发明的多功能油液检测装置，平面电感线圈和环状硅钢片可组成一个电容器，利用电容的边缘效应实现对液压油中水滴和气泡的检测；

5、本发明的多功能油液检测装置，环状硅钢片的设计增加了电感式，电容式和电阻式检测装置的检测精度。

基于上述理由本发明可在油液系统故障检测等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明检测装置结构图。

图2为本发明传感单元结构图。

图3为本发明检测装置及其传感单元的系统图。

图4是本发明实现的对100-110微米铁颗粒的电感检测信号对比图。

图5是本发明实现的对190-200微米铜颗粒的电阻检测信号对比图。

图6是本发明装置实现的对110-120微米水滴和160-170微米气泡的电阻检测信号图。

图中：1、锥形流道入口；2、流道；3、传感单元；4、流道出口；5、模型材料；6、基底；7、平面电感线圈；8、环状硅钢片；9、检测功能切换单元；10、激励-检测单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例

如图1所示，本发明提供了一种多功能油液检测装置，包括传感装置、检测功能切换单元9以及激励-检测单元10；传感装置主要由锥形流道入口1、流道2、传感单元3、基底6、模型材料5和流道出口4组成。传感装置通过模型材料5固定在基底6上，流道2一端设置有锥形流道入口1，另一端设置有流道出口4，流道2垂直通过传感单元3的中心孔；流道2的直径为300-2000微米；检测功能切换单元9能根据需要对电感、电阻和电容三种检测功能进行随意切换；使用时，带有颗粒污染物的油液从锥形流道入口1进入检测装置，经由流道2流过传感单元3，激励-检测单元10在电感检测功能时对平面电感线圈7施加激励，并测量电感信号；在电阻检测功能时对平面电感线圈7施加激励，并测量电阻信号；在电容检测功能时对平面电感线圈7及环状硅钢片8施加激励，并测量电容信号，最后再由流道出口4流出。

如图2所示，传感单元3主要由平面电感线圈7和环状硅钢片8组成；平面电感线圈7和环状硅钢片8紧密贴合，流道2从平面电感线圈7和环状硅钢片8的中心孔处垂直穿过。

作为本发明优选的实施方式，平面电感线圈7由漆包线绕制而成，线圈内径为300-2000微米，漆包线线径为50-200微米，匝数为20-600匝，内孔直径为300-2000微米。环状硅钢片8的内孔直径与平面电感线圈7的内孔直径相同，厚度为50-2000微米；环状硅钢片8也可由其他导电软磁性物质代替。

如图3所示，检测功能切换单元9可根据所需对检测装置的检测功能进行调节。当待测油液通过传感单元3时，激励-检测单元10给平面电感线圈7和环状硅钢片8施加交流电激励，并检测平面电感线圈7和环状硅钢片8所测得的电感、电容和电阻信号，同时可对信号进行分析处理。

作为本发明优选的实施方式，在电感和电阻检测功能下，激励-检测单元10只需给平面电感线圈7施加电压为1-2v，频率为0.1-4.0mhz的高频交流电。在电感检测功能下，当铁磁性颗粒经过传感单元3时，由于磁化作用将产生正向的电感信号脉冲，当非铁磁性颗粒经过传感单元3时，由于涡流作用将产生负向的电感信号脉冲，从而实现对油液中的铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒的区分检测。在电阻检测功能下，当金属颗粒及金属氧化物经过传感单元3时，会产生正向的电阻信号脉冲。

作为本发明优选的实施方式，在电容检测功能下，激励-检测单元10需给平面电感线圈7和环状硅钢片8施加电压为1-2v，频率为0.1-1.0mhz的高频交流电。当水滴经过传感单元3时，将产生正向的电容信号脉冲，当气泡经过传感单元3时，将产生负向的电容信号脉冲，从而实现对油液中的水滴和气泡的区分检测。

如图4所示，本发明装置实现的对100-110微米铁颗粒的电感检测对比图，与不加硅钢片时的电感检测精度有了明显的提升。

如图5所示，本发明装置实现的对190-200微米铜颗粒的电阻检测对比图，与不加硅钢片时的电阻检测精度有了明显的提升。

如图6所示，本发明装置实现的对110-120微米水滴和160-170微米气泡的电容检测信号图。

本发明装置将环状硅钢片8与平面电感线圈7紧密贴合，流道2从平面电感线圈7的中心孔垂直通过。平面电感线圈7作为电感式检测元件，对液压油中的金属颗粒进行检测；平面电感线圈7和环状硅钢片8可以对液压油中的金属颗粒和金属氧化物进行电阻检测；平面电感线圈7和环状硅钢片8可以组成一个电容器，利用电容的边缘效应对液压油中的水滴和气泡进行检测；同时，环状硅钢片8的设计也增加了电感式，电容式和电阻式检测装置的检测精度。

本发明还提供了一种多功能油液检测装置的制作方法，包括如下步骤：

s1：将锥形流道入口模具、流道模具、已紧密贴合的环状硅钢片和平面电感线圈按既定的位置固定在基底上；将平面电感线圈的两个引线端和环状硅钢片的一个引线端分别与绝缘导线焊接；

s2：向基底灌注模型材料，将其放置在烘箱中用80℃的温度烘烤1小时，使模型材料固化；

s3：将流道模具从加热固化好的模型材料中抽出，形成流道；用打孔器在流道另一端打孔制作流道出口；

s4：通过绝缘导线将平面电感线圈和环状硅钢片的引线端与激励-检测单元连接，给平面电感线圈及环状硅钢片施加交流电激励，同时可实现对电感、电容和电阻信号的检测。

作为本发明优选的实施方式，模型材料为聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯，基底的材料为玻璃或其他受热不易变形材料。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。