本實(shí)用新型涉及一種油液在線監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)，屬于液壓設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：機(jī)器零件的失效形式中，磨損引起的失效占70％以上。金屬磨損微粒中隱含著機(jī)械裝備運(yùn)行狀態(tài)信息，能反映設(shè)備的磨損現(xiàn)狀與趨勢，同時(shí)也是診斷設(shè)備故障、進(jìn)行預(yù)測維修、對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。因此，對(duì)油液中的金屬磨損微粒進(jìn)行在線監(jiān)測已成為液壓系統(tǒng)卡緊卡澀故障診斷和預(yù)判的重要手段。利用線圈電感變化可檢測油液中鐵磁質(zhì)顆粒與抗磁質(zhì)顆粒，同時(shí)可確定磨損顆粒的質(zhì)量分析、尺寸分布、總數(shù)量，可方便實(shí)現(xiàn)非侵入在線監(jiān)測。中國發(fā)明專利第201210167540.X號(hào)公開了一種基于電感量測量的在線油液顆粒傳感器，當(dāng)油液中的金屬磨損顆粒流經(jīng)測試線圈時(shí)，使得測試線圈電感量變大，高頻測試電路振蕩頻率變小，振蕩回路電流變大，金屬磨損顆粒流過后，高頻測試部分重新回到原來的穩(wěn)幅振蕩狀態(tài)，進(jìn)而獲得顆粒數(shù)量、顆粒尺寸分布與顆粒產(chǎn)生速率，實(shí)現(xiàn)油中顆粒在線監(jiān)測。然而，該監(jiān)測方法存在以下幾方面的不足：1.金屬磨損微粒流經(jīng)測試線圈時(shí)引起的磁場波動(dòng)十分微弱，檢測線圈的輸出結(jié)果受微粒通過速度影響較大，管道中油液的壓力和流量波動(dòng)將嚴(yán)重影響電感法微粒檢測的有效性和一致性。2.機(jī)械潤滑油中的金屬磨損磨粒按照其電磁特性可分為鐵磁質(zhì)微粒(如鐵)和非鐵磁質(zhì)微粒(如銅、鋁)。鐵磁質(zhì)微粒增強(qiáng)傳感器線圈的等效電感，而非鐵磁質(zhì)微粒則削弱傳感器線圈的等效電感。當(dāng)兩種微粒同時(shí)通過檢測線圈時(shí)，該監(jiān)測裝置將失效。3.正常情況下金屬磨損微粒的粒徑較小，在5um左右，且主要為球磨粒，其纖度小于其他磨粒，傳感器線圈對(duì)其檢測能力相對(duì)較弱。如專利文獻(xiàn)1只能處理10um左右的金屬微粒，無法監(jiān)測零部件的早期磨損。4.螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿其軸線方向?yàn)榉蔷鶆蚍植?，這將導(dǎo)致嚴(yán)重的測量誤差；同時(shí)同一型號(hào)的電感對(duì)鐵質(zhì)顆粒的檢測能力要大于對(duì)銅質(zhì)顆粒的檢測能力，這同樣會(huì)帶來測量誤差。因此，為解決上述技術(shù)問題，確有必要提供一種創(chuàng)新的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用非接觸的測量方式、信號(hào)一致性好、可靠性高、檢測信號(hào)強(qiáng)且誤差小的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)，其設(shè)置在液壓管路上，其包括濾波器、分離吸附模塊、旋轉(zhuǎn)塑形模塊、檢測線圈、參考線圈、消磁模塊、流量傳感器以及ECU；其中，所述濾波器、分離吸附模塊、旋轉(zhuǎn)塑形模塊、檢測 線圈、流量傳感器、消磁模塊依次設(shè)置在液壓管路上；所述檢測線圈、參考線圈相串聯(lián)；所述ECU分別電性連接并控制濾波器、分離吸附模塊、旋轉(zhuǎn)塑形模塊、檢測線圈、參考線圈、消磁模塊和流量傳感器；所述濾波器包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、插入式H型濾波器以及插入式串聯(lián)H型濾波器；其中，所述輸入管連接于外殼的一端；所述輸出管連接于外殼的另一端；所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內(nèi)；所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一C型容腔濾波器；所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯(lián)共振容腔I、串聯(lián)共振容腔II以及并聯(lián)共振容腔；所述串聯(lián)共振容腔I和串聯(lián)共振容腔II之間通過一彈性隔板隔開；所述彈性薄壁的軸向上均勻開有若干錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔由錐形彈性阻尼孔管和縫孔組成；所述彈性隔板靠近輸入管側(cè)設(shè)有錐形插入管，所述錐形插入管連通串聯(lián)共振容腔I和串聯(lián)共振容腔II；所述插入式H型濾波器位于并聯(lián)共振容腔內(nèi)，其和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔相連通；所述插入式串聯(lián)H型濾波器位于串聯(lián)共振容腔I和串聯(lián)共振容腔II內(nèi)，其亦和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔相連通；所述插入式H型濾波器和插入式串聯(lián)H型濾波器軸向呈對(duì)稱設(shè)置，并組成插入式串并聯(lián)H型濾波器；所述分離吸附模塊由依次連接的機(jī)械離心模塊、磁化模塊、磁吸附模塊、起電模塊以及電吸附模塊組成。本實(shí)用新型的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置為：所述輸入管和輸出管的軸線不在同一軸線上；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔開口較寬處位于串聯(lián)共振容腔I和并聯(lián)共振容腔內(nèi)，其錐度角為10°；其錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量比彈性薄壁的楊氏模量要大，能隨流體壓力變化拉伸或壓縮；縫孔的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量要大，能隨流體壓力開啟或關(guān)閉；所述錐形插入管開口較寬處位于串聯(lián)共振容腔II內(nèi)，其錐度角為10°；所述錐形插入管和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔的位置相互錯(cuò)開；所述彈性薄壁的內(nèi)側(cè)設(shè)有一膠體阻尼層；所述膠體阻尼層的內(nèi)層和外層分別為外層彈性薄壁和內(nèi)層彈性薄壁，外層彈性薄壁和內(nèi)層彈性薄壁之間由若干支柱固定連接；所述外層彈性薄壁和內(nèi)層彈性薄壁之間的夾層內(nèi)填充有加防凍劑的純凈水，純凈水內(nèi)懸浮有多孔硅膠；所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端和外殼相連；所述膠體阻尼層靠近輸出管的一端設(shè)有一活塞。本實(shí)用新型的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置為：所述機(jī)械離心模塊采用旋流離心模塊；所述旋流離心模塊包括旋流管壁、第一導(dǎo)流片、第二導(dǎo)流片、步進(jìn)電機(jī)以及流量傳感器；其中，所述第一導(dǎo)流片設(shè)有3片，該3片第一導(dǎo)流片沿管壁內(nèi)圓周隔120°均勻分布，其安放角設(shè)為18°；所述第二導(dǎo)流片和第一導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)相同，其設(shè)置在第一導(dǎo)流片后，并和第一導(dǎo)流片錯(cuò)開60°連接在管壁內(nèi)，其安放角設(shè)為36℃；所述第一導(dǎo)流片的長邊與管壁相連，短邊沿管壁的軸線延伸；其前緣挫成鈍形，后緣加工成翼形，其高度為管壁直徑的0.4倍，長度為管壁直徑的1.8倍；所述步進(jìn)電機(jī)連接并驅(qū)動(dòng)第一導(dǎo)流片和第二導(dǎo)流片，以調(diào)節(jié)安放角；所述流量傳感器設(shè)置在管壁內(nèi)的中央。本實(shí)用新型的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置為：所述磁化模塊包括鋁質(zhì)管道、若干繞組、鐵質(zhì)外殼以及法蘭；其中，所述若干繞組分別繞在鋁質(zhì)管道外；所述鐵質(zhì)外殼包覆于鋁質(zhì)管道上；所述法蘭焊接在鋁質(zhì)管道的兩端。本實(shí)用新型的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn) 一步設(shè)置為：所述磁吸附模塊采用同極相鄰型吸附環(huán)，該同極相鄰型吸附環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽；所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產(chǎn)生同性磁極；所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點(diǎn)。本實(shí)用新型的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置為：所述磁吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)，該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵；所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產(chǎn)生同性磁極；所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點(diǎn)；所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間；所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間；所述電磁鐵連接并能推動(dòng)電擊錘，使電擊錘敲擊鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)壁。本實(shí)用新型的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置為：所述起電模塊包括若干電極以及一電極控制器；所述若干電極安裝于液壓管路上，其分別連接至電極控制器。本實(shí)用新型的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置為：所述電吸附模塊包括鋁質(zhì)管道、陽極板、陰極板以及極板控制器；其中，所述陽極板、陰極板分別設(shè)置在鋁質(zhì)管道上，并呈相對(duì)設(shè)置；所述陽極板、陰極板分別電性連接至極板控制器上；所述極板控制器電性連接至ECU，并由ECU控制。本實(shí)用新型的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置為：所述旋轉(zhuǎn)塑形模塊包括鋁質(zhì)管道、若干繞組、鐵質(zhì)外殼、法蘭以及若干旋轉(zhuǎn)塑形電流輸出模塊；其中，所述若干繞組分別繞在鋁質(zhì)管道外；所述鐵質(zhì)外殼包覆于鋁質(zhì)管道上；所述法蘭焊接在鋁質(zhì)管道的兩端；每一旋轉(zhuǎn)塑形電流輸出模塊連接至一繞組。本實(shí)用新型的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)還設(shè)置為：所述檢測線圈的繞組由正繞組和逆繞組組成，各繞組連接至一激勵(lì)電流輸出模塊，該激勵(lì)電流輸出模塊由ECU模塊控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型引入油液壓力流量波動(dòng)抑制技術(shù)和微粒分時(shí)釋放措施，以保證檢測的有效性和一致性；通過機(jī)械離心、磁化吸附、起電吸附等技術(shù)將鐵磁質(zhì)微粒和非鐵磁質(zhì)微粒分離，以防止兩種微?；ハ喔蓴_影響檢測結(jié)果；通過顆粒聚合和旋轉(zhuǎn)磁場塑形增加顆粒粒徑并改變其形態(tài)，以提高檢測的靈敏度；通過改進(jìn)螺線管線圈結(jié)構(gòu)調(diào)整螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿其軸線方向的均勻性，以減少檢測誤差；傳感器設(shè)計(jì)為兩線圈結(jié)構(gòu)——檢測線圈和參考線圈，輸出為兩者的差值，以克服電路零位誤差?！靖綀D說明】圖1是本實(shí)用新型的采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中的濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2中沿A-A的剖面圖。圖4-1是圖3中插入式H型濾波器示意圖。圖4-2是圖3中插入式串聯(lián)H型濾波器示意圖。圖5是插入式H型濾波器和插入式串聯(lián)H型濾波器頻率特性組合圖。其中，實(shí)線為插入式串聯(lián)H型濾波器頻率特性。圖6是插入式串并聯(lián)H型濾波器頻率特性圖。圖7是C型容腔濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是彈性薄壁的橫截面示意圖。圖9是膠體阻尼層的縱截面示意圖。圖10是圖2中錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔的示意圖。圖10(a)至圖10(c)是錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔的工作狀態(tài)圖。圖11是圖1中的分離吸附模塊的連接示意圖。圖12-1是圖11中的機(jī)械離心模塊的橫向示意圖。圖12-2是圖11中的機(jī)械離心模塊的徑向示意圖。圖13是圖11中的磁化模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14-1是圖11中的磁吸附模塊為同極相鄰型吸附環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14-2是圖11中的磁吸附模塊為帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖15是圖11中的起電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖16是圖11中的電吸附模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖17是圖1中的旋轉(zhuǎn)塑形模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖18-1是圖1中的檢測線圈的繞組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖18-2是圖18-1中的激勵(lì)電流輸出模塊的電路圖。圖19是圖1中的ECU模塊的連接關(guān)系圖?！揪唧w實(shí)施方式】請參閱說明書附圖1至附圖19所示，本實(shí)用新型為一種采用變結(jié)構(gòu)濾波、分離和塑形的雙線圈油液監(jiān)控系統(tǒng)，其設(shè)置在液壓管路9上，其由濾波器8、分離吸附模塊2、旋轉(zhuǎn)塑形模塊3、檢測線圈4、參考線圈5、消磁模塊6、流量傳感器7以及ECU1等幾部分組成。其中，所述濾波器8、分離吸附模塊2、旋轉(zhuǎn)塑形模塊3、檢測線圈4、流量傳感器7、消磁模塊6依次設(shè)置在液壓管路9上。所述ECU1分別電性連接并控制濾波器8、分離吸附模塊2、旋轉(zhuǎn)塑形模塊3、檢測線圈4、參考線圈5、消磁模塊6和流量傳感器7。由于油液的流速對(duì)檢測特性影響很大，隨著油液流速的增大，檢測的靈敏度以及輸出電壓都將發(fā)生明顯變化；同時(shí)，油液的流量也對(duì)檢測輸出有較大的影響，當(dāng)流量增大時(shí)，輸出電壓也會(huì)隨著改變，這對(duì)檢測結(jié)果的一致性和有效性影響很大，為此，本實(shí)用新型在檢測前增加了濾波器8穩(wěn)定液壓系統(tǒng)壓力和流量。所述濾波器8由輸入管81、外殼89、輸出管811、彈性薄壁87、插入式H型濾波器812以及插入式串聯(lián)H型濾波器813等幾部分組成。其中，所述輸入管81連接于外殼89的一端，用于輸入油液；所述輸出管811連接于外殼89的另一端，其和分離吸附模塊2對(duì)接。所述彈性薄壁87沿外殼的徑向安裝于外殼89內(nèi)。所述輸入管81和輸出管811的軸線不在同一軸線上，這樣可以提高10％以上的濾波效果。所述輸入管81、輸出管811和彈性薄壁87共同形成一C型容腔濾波器，從而衰減液壓系統(tǒng)高頻壓力脈動(dòng)。按集總參數(shù)法處理后得到的濾波器透射系數(shù)為：γ=11+(2πfZ·SVLVSIa)2]]>a—介質(zhì)中音速LV—C型容腔長度SV—C型容腔體積Z—特性阻抗γ—透射系數(shù)f—壓力波動(dòng)頻率SI—輸入管橫截面積。由上式可見，不同頻率的壓力脈動(dòng)波通過該濾波器時(shí)，透射系數(shù)隨頻率而不同。頻率越高，則透射系數(shù)越小，這表明高頻的壓力脈動(dòng)波在經(jīng)過濾波器時(shí)衰減得越厲害，從而起到了消除高頻壓力脈動(dòng)的作用。所述C型容腔濾波器的設(shè)計(jì)原理如下：當(dāng)管道中壓力脈動(dòng)頻率較高時(shí)，波動(dòng)的壓力作用在流體上對(duì)流體產(chǎn)生壓縮效應(yīng)。當(dāng)變化的流量通過輸入管81進(jìn)入C型容腔時(shí)，液流超過平均流量，擴(kuò)大的容腔可以吸收多余液流，而在低于平均流量時(shí)放出液流，從而吸收壓力脈動(dòng)能量。所述彈性薄壁87通過受迫機(jī)械振動(dòng)來削弱液壓系統(tǒng)中高頻壓力脈動(dòng)。按集總參數(shù)法處理后得到的彈性薄壁固有頻率為：fm=k2h2πR2·E12ρ(1+η)(1-μ2)]]>k—彈性薄壁結(jié)構(gòu)系數(shù)h—彈性薄壁厚度R—彈性薄壁半徑E—彈性薄壁的楊氏模量ρ—彈性薄壁的質(zhì)量密度η—彈性薄壁的載流因子μ—彈性薄壁的泊松比。代入實(shí)際參數(shù)，對(duì)上式進(jìn)行仿真分析可以發(fā)現(xiàn)，彈性薄壁87的固有頻率通常比H型濾波器的固有頻率高，而且其衰減頻帶也比H型濾波器寬。在相對(duì)較寬的頻帶范圍內(nèi)，彈性薄壁對(duì)壓力脈動(dòng)具有良好的衰減效果。同時(shí)，本實(shí)用新型的濾波器結(jié)構(gòu)中的彈性薄壁半徑較大且較薄，其固有頻率更靠近中頻段，可實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)中的中高頻壓力脈動(dòng)的有效衰減。所述彈性薄壁87的設(shè)計(jì)原理如下：管道中產(chǎn)生中頻壓力脈動(dòng)時(shí)，C型容腔對(duì)壓力波動(dòng)的衰減能力較弱，流入濾波器C型容腔的周期性脈動(dòng)壓力持續(xù)作用在彈性薄壁87的內(nèi)外壁上，彈性薄壁87按脈動(dòng)壓力的頻率做周期性振動(dòng)，該受迫振動(dòng)消耗了流體的壓力脈動(dòng)能量，從而實(shí)現(xiàn)中頻段壓力濾波。由虛功原理可知，彈性薄壁消耗流體脈動(dòng)壓力能量的能力和其受迫振動(dòng)時(shí)的勢能和動(dòng)能之和直接相關(guān)，為了提高中頻段濾波性能，彈性薄壁的半徑設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)大于管道半徑，且薄壁的厚度較小，典型值為小于0.1mm。進(jìn)一步的，所述彈性薄壁87和外殼89之間形成串聯(lián)共振容腔I84、串聯(lián)共振容腔II83以及并聯(lián)共振容腔85，所述容腔83、84、85橫跨整個(gè) 濾波器，由此可以得到較大的共振容腔體積，加強(qiáng)衰減效果。所述串聯(lián)共振容腔I84和串聯(lián)共振容腔II83之間通過一彈性隔板810隔開。所述彈性薄壁87的軸向上均勻開有若干錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86，所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86開口較寬處位于串聯(lián)共振容腔I84和并聯(lián)共振容腔85內(nèi)，其錐度角為10°。所述彈性隔板810靠近輸入管81側(cè)設(shè)有錐形插入管82，所述錐形插入管82連通串聯(lián)共振容腔I84和串聯(lián)共振容腔II83。所述錐形插入管82開口較寬處位于串聯(lián)共振容腔II83內(nèi)，其錐度角為10°，所述錐形插入管82和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86的位置相互錯(cuò)開。所述插入式H型濾波器812位于并聯(lián)共振容腔85內(nèi)，其和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86相連通。按集總參數(shù)法處理后得到的濾波器固有角頻率為：ωr=aSL(V-LS)(rad/s)---(1)]]>a—介質(zhì)中音速L—阻尼孔長S—阻尼孔橫截面積V—并聯(lián)共振容腔體積。所述插入式串聯(lián)H型濾波器813位于串聯(lián)共振容腔I84和串聯(lián)共振容腔II83內(nèi)，其亦和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86相連通。按集總參數(shù)法處理后，濾波器的兩個(gè)固有角頻率為：ω1=πa2k1+k2+[k1-k2]2+4(V4-14πd32l3)2l1l3d12d32---(2)]]>ω2=πa2k1+k2-[k1-k2]2+4(V4-14πd32l3)2l1l3d12d32---(3)]]>其中：k1=l1(V2+V4-14πd12l1-14πd32l3)d12]]>k2=(V4-14πd32l3)l3d32]]>a—介質(zhì)中音速l1—阻尼孔長d1—阻尼孔直徑l3—插入管長d3—插入管直徑V2—串聯(lián)共振容腔1體積V4—串聯(lián)共振容腔2體積。所述插入式H型濾波器812和插入式串聯(lián)H型濾波器813軸向呈對(duì)稱設(shè)置，并組成插入式串并聯(lián)H型濾波器，用于展寬濾波頻率范圍并使整體結(jié)構(gòu)更緊湊。本實(shí)用新型沿圓周界面分布了多個(gè)插入式串并聯(lián)H型濾波器 (圖中只畫出了2個(gè))，彼此之間用隔板820隔開。由圖5插入式H型濾波器和插入式串聯(lián)H型濾波器頻率特性及公式(1)(2)(3)均可發(fā)現(xiàn)，插入式串聯(lián)H型濾波器有2個(gè)固有角頻率，在波峰處濾波效果較好，而在波谷處則基本沒有濾波效果；插入式H型濾波器有1個(gè)固有角頻率，同樣在波峰處濾波效果較好，而在波谷處則基本沒有濾波效果；選擇合適的濾波器參數(shù)，使插入式H型濾波器的固有角頻率剛好落在插入式串聯(lián)H型濾波器的2個(gè)固有角頻率之間，如圖6所示，既在一定的頻率范圍內(nèi)形成了3個(gè)緊鄰的固有共振頻率峰值，在該頻率范圍內(nèi)，無論壓力脈動(dòng)頻率處于波峰處還是波谷處均能保證較好的濾波效果。多個(gè)插入式串并聯(lián)H型濾波器構(gòu)成的濾波器組既可覆蓋整個(gè)中低頻段，實(shí)現(xiàn)中低頻段的全頻譜濾波。進(jìn)一步的，所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86由錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15組成，錐形較窄端開口于彈性薄壁87。其中錐形彈性阻尼孔管16的楊氏模量比彈性薄壁87的楊氏模量要大，能隨流體壓力變化拉伸或壓縮；縫孔15的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管16的楊氏模量要大，能隨流體壓力開啟或關(guān)閉。故當(dāng)壓力脈動(dòng)頻率落在高頻段時(shí)，C型容腔濾波器結(jié)構(gòu)起濾波作用，錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖10(a)狀態(tài)；而當(dāng)脈動(dòng)頻率落在中頻段時(shí)，濾波器結(jié)構(gòu)變?yōu)镃型容腔濾波器結(jié)構(gòu)和彈性薄壁87濾波結(jié)構(gòu)共同起作用，錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖10(a)狀態(tài)；當(dāng)脈動(dòng)頻率落在某些特定的低頻頻率時(shí)，濾波器結(jié)構(gòu)變?yōu)椴迦胧酱⒙?lián)H型濾波器、C型容腔濾波器結(jié)構(gòu)和彈性薄壁濾波結(jié)構(gòu)共同起作用，錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖10(b)狀態(tài)，由于插入式串并聯(lián)H型濾波器的固有頻率被設(shè)計(jì)為和這些特定低頻脈動(dòng)頻率一致，對(duì)基頻能量大的系統(tǒng)可起到較好的濾波效果；當(dāng)脈動(dòng)頻率落在某些特定頻率以外的低頻段時(shí)，錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖10(c)狀態(tài)。這樣的變結(jié)構(gòu)濾波器設(shè)計(jì)既保證了液壓系統(tǒng)的全頻段全工況濾波，又降低了正常工況下濾波器的壓力損失，保證了系統(tǒng)的液壓剛度。所述彈性薄壁87的內(nèi)側(cè)設(shè)有一膠體阻尼層88。所述膠體阻尼層88的內(nèi)層和外層分別為外層彈性薄壁81和內(nèi)層彈性薄壁82，外層彈性薄壁81和內(nèi)層彈性薄壁82之間由若干支柱814固定連接。外層彈性薄壁81和內(nèi)層彈性薄壁82之間的夾層內(nèi)填充有加防凍劑的純凈水816，純凈水816內(nèi)懸浮有多孔硅膠815。所述膠體阻尼層88靠近輸出管811的一端和外殼89相連；所述膠體阻尼層88靠近輸出管811的一端還設(shè)有一活塞817。由于外層彈性薄壁81和內(nèi)層彈性薄壁82間距很小且由支柱814固定連接，在壓力脈動(dòng)垂直作用于薄壁時(shí)，內(nèi)外壁產(chǎn)生近乎一致的形變，膠體阻尼層厚度幾乎保持不變，對(duì)壓力脈動(dòng)沒有阻尼作用；膠體阻尼層88的活塞817只感應(yīng)水平方向的流量脈動(dòng)，流量脈動(dòng)增強(qiáng)時(shí)，活塞817受壓使膠體阻尼層收縮，擠壓作用使得膠體阻尼層88中的水由納米級(jí)輸送通道進(jìn)入微米級(jí)中央空隙；流量脈動(dòng)減弱時(shí)，活塞817受反壓，此時(shí)膠體阻尼層膨脹，膠體阻尼層中的水從中央空隙經(jīng)通道排出。在此過程中，由于硅膠815微通道吸附的力學(xué)效應(yīng)、通道表面分子尺度的粗糙效應(yīng)及化學(xué)非均質(zhì)效應(yīng)，活塞跟隨膠體阻尼層收縮和膨脹過程中做“氣-液-固”邊界的界面功，從而對(duì)流量脈動(dòng)實(shí)現(xiàn)衰減，其實(shí)質(zhì)上是一個(gè)并行R型濾波器。該濾波器相對(duì)于一般的液體阻尼器的優(yōu)勢在于：它通過“氣-液-固”邊界的界面功的方式衰減流量脈動(dòng)，可以在不產(chǎn)生熱量的情況下吸收大量機(jī)械能， 且能量消耗不依賴于活塞速度，衰減效率有了顯著提高。本實(shí)用新型還能實(shí)線工況自適應(yīng)壓力脈動(dòng)衰減。當(dāng)液壓系統(tǒng)工況變化時(shí)，既執(zhí)行元件突然停止或運(yùn)行，以及閥的開口變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致管路系統(tǒng)的特性阻抗發(fā)生突變，從而使原管道壓力隨時(shí)間和位置變化的曲線也隨之改變，則壓力峰值的位置亦發(fā)生變化。由于本實(shí)用新型的濾波器的軸向長度設(shè)計(jì)為大于系統(tǒng)主要壓力脈動(dòng)波長，且濾波器的插入式串并聯(lián)H型濾波器組的容腔長度、C型容腔濾波器的長度和彈性薄壁87的長度和濾波器軸線長度相等，保證了壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍內(nèi)；而錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86開在彈性薄壁87上，沿軸線方向均勻分布，在彈性隔板810的軸向上均勻開有多個(gè)相同參數(shù)的錐形插入管82，錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86和錐形插入管82位置相互錯(cuò)開，使得壓力峰值位置變化對(duì)濾波器的性能幾乎沒有影響，從而實(shí)現(xiàn)了工況自適應(yīng)濾波功能?？紤]到三種濾波結(jié)構(gòu)軸向尺寸和濾波器相當(dāng)，這一較大的尺寸也保證了液壓濾波器具備較強(qiáng)的壓力脈動(dòng)衰減能力。采用本實(shí)用新型的液壓濾波器進(jìn)行液壓脈動(dòng)濾波的方法如下：1)，液壓流體通過輸入管進(jìn)入C型容腔濾波器，擴(kuò)大的容腔吸收多余液流，完成高頻壓力脈動(dòng)的濾波；2)，通過彈性薄壁87受迫振動(dòng)，消耗流體的壓力脈動(dòng)能量，完成中頻壓力脈動(dòng)的濾波；3)，通過插入式串并聯(lián)H型濾波器組，通過錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔、錐形插入管和流體產(chǎn)生共振，消耗脈動(dòng)能量，完成低頻壓力脈動(dòng)的濾波；4)，將濾波器的軸向長度設(shè)計(jì)為大于液壓系統(tǒng)主要壓力脈動(dòng)波長，且插入式串并聯(lián)H型濾波器長度、C型容腔濾波器長度和彈性薄壁87長度同濾波器長度相等，使壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工況改變時(shí)壓力脈動(dòng)的濾波。5)，通過錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔的錐形彈性阻尼孔管的伸縮和縫孔的開關(guān)，完成壓力脈動(dòng)自適應(yīng)濾波。機(jī)械潤滑油中的金屬磨損磨粒按照其電磁特性可分為鐵磁質(zhì)微粒(如鐵)和非鐵磁質(zhì)微粒(如銅、鋁)。鐵磁質(zhì)微粒增強(qiáng)傳感器線圈的等效電感，而非鐵磁質(zhì)微粒則削弱傳感器線圈的等效電感。當(dāng)兩種微粒同時(shí)通過檢測線圈時(shí)，該監(jiān)測裝置將失效。為此，本實(shí)用新型用分離吸附模塊2來分離這兩種微粒。所述分離吸附模塊2由依次連接的機(jī)械離心模塊21、磁化模塊22、磁吸附模塊23、起電模塊24以及電吸附模塊25組成。其中，所述機(jī)械離心模塊21使油液在離心作用下，質(zhì)量較大的固體顆粒被甩向腔壁，其采用沿程起旋的方式，其設(shè)計(jì)原理如下：在管道中設(shè)置一定高度和長度的扭曲的導(dǎo)流片，并使葉面切線與軸線成一定角度，因管流邊界發(fā)生改變可使流體產(chǎn)生圓管螺旋流，該螺旋流可分解為繞管軸的周向流動(dòng)和軸向平直流動(dòng)，流體中攜帶的顆粒物產(chǎn)生偏軸線向心螺旋運(yùn)動(dòng)。該旋流離心裝置21由旋流管壁211、第一導(dǎo)流片212、第二導(dǎo)流片213、步進(jìn)電機(jī)214以及流量傳感器215等幾部分組成，所述步進(jìn)電機(jī)214和流量傳感器215電性連接至ECU1。其中，所述第一導(dǎo)流片212設(shè)有3片，該3片第一導(dǎo)流片212沿管壁211內(nèi)圓周隔120°均勻分布，其安放角(第一導(dǎo)流片212和旋流管壁211之間的夾角)設(shè)為18°，以保證最佳切向流動(dòng)。所述第二導(dǎo)流片213和第一導(dǎo)流片212結(jié)構(gòu)相同，其設(shè)置在第一導(dǎo)流片212后，并和第一導(dǎo)流片212 錯(cuò)開60°連接在管壁211內(nèi)，其安放角設(shè)為36℃，用于減少阻力并加大周向流動(dòng)的強(qiáng)度。另外，可根據(jù)實(shí)際分離效果同樣再設(shè)置第三或更多的導(dǎo)流片，安放角逐次增加。所述步進(jìn)電機(jī)214連接并驅(qū)動(dòng)第一導(dǎo)流片212和第二導(dǎo)流片213，以調(diào)節(jié)安放角，從而可獲得更好的離心效果，獲知使導(dǎo)流片212、213適應(yīng)不同的工況。所述流量傳感器215設(shè)置在管壁211內(nèi)的中央，ECU1通過讀取流量傳感器215的數(shù)值分析旋流分離效果，并據(jù)此控制步進(jìn)電機(jī)214，步進(jìn)電機(jī)214調(diào)節(jié)各導(dǎo)流片212、213的安放角，以獲得更加分離效果。進(jìn)一步的，所述第一導(dǎo)流片212的長邊與管壁211相連，短邊213沿管壁211的軸線延伸；為減小阻力，其前緣挫成鈍形；為避免繞流，后緣加工成翼形；其高度為管壁211直徑的0.4倍，使形成的螺旋流具有較大的強(qiáng)度；長度為管壁211直徑的1.8倍，以保證較大的對(duì)油液的作用范圍。所述磁化模塊22將油液中攜帶的鐵磁性金屬磨損微粒的強(qiáng)力磁化，并使微米級(jí)的磨損微粒聚合成大顆粒，可提高敏感裝置的輸出信號(hào)強(qiáng)度。所述磁化裝置22由鋁質(zhì)管道221、若干繞組222、鐵質(zhì)外殼223以及法蘭224組成。其中，所述鋁質(zhì)管道221使油液從其中流過而受到磁化處理，且鋁的磁導(dǎo)率很低，可以使管道221中獲得較高的磁場強(qiáng)度。所述若干繞組222分別繞在鋁質(zhì)管道221外，由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣漆制成。所述鐵質(zhì)外殼223包覆于鋁質(zhì)管道221上，鐵質(zhì)的材料會(huì)屏蔽掉大部分的磁通。所述法蘭224焊接在鋁質(zhì)管道221的兩端。所述磁吸附模塊23用于吸附聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒，其可采用同極相鄰型吸附環(huán)。該同極相鄰型吸附環(huán)由鋁質(zhì)環(huán)形管道231、正向螺線管232、反向螺線管233以及鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽234等部件組成。其中，所述正向螺線管232和反向螺線管233分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道231內(nèi)并由ECU1控制，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管232和反向螺線管233相鄰處產(chǎn)生同性磁極。所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽234布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道231的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管232和反向螺線管233相鄰處、以及正向螺線管232和反向螺線管233軸線的中間點(diǎn)。所述同極相鄰型吸附環(huán)的設(shè)計(jì)原理如下：通電正向螺線管232、反向螺線管233，相鄰的正向螺線管232、反向螺線管233通有方向相反的電流，使得正向螺線管232、反向螺線管233相鄰處產(chǎn)生同性磁極；同時(shí)，鋁質(zhì)環(huán)形管道231能夠改善磁路，加大管道內(nèi)壁處的磁場強(qiáng)度，增強(qiáng)鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽234對(duì)顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管232、反向螺線管233電流由ECU1直接控制，可根據(jù)顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化，以獲得最佳吸附性能。進(jìn)一步的，所述磁吸附模塊23也可采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)，該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)由鋁質(zhì)環(huán)形管道231、正向螺線管232、反向螺線管233、鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽234、隔板235、電擊錘236以及電磁鐵237等部件組成。其中，所述正向螺線管232和反向螺線管233分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道231內(nèi)并由ECU1控制，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管232和反向螺線管233相鄰處產(chǎn)生同性磁極。所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽234布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道231的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管232和反向螺線管233相鄰處、以及正向螺線管232和反向螺線管233軸線的中間點(diǎn)。所述電擊錘236和電磁鐵237位于隔板235之間。所述電磁鐵237連接并能推動(dòng)電擊錘236，使電擊錘236敲擊鋁質(zhì)環(huán)形管道232內(nèi)壁。所述ECU1電 性連接并控制正向螺線管232、反向螺線管233和電磁鐵237。所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)的設(shè)計(jì)原理如下：通電正向螺線管232、反向螺線管233，相鄰的正向螺線管232、反向螺線管233通有方向相反的電流，使得正向螺線管232、反向螺線管233相鄰處產(chǎn)生同性磁極；同時(shí)，鋁質(zhì)環(huán)形管道231能夠改善磁路，加大管道內(nèi)壁處的磁場強(qiáng)度，增強(qiáng)鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽234對(duì)顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管232、反向螺線管233電流由ECU1直接控制，可根據(jù)顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化，以獲得最佳吸附性能。而通過電擊錘236的設(shè)置，防止顆粒在鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽234處大量堆積，影響吸附效果。此時(shí)，通過電磁鐵237控制電擊錘236敲擊管道231的內(nèi)壁，使得被吸附的顆粒向兩側(cè)分散開。同時(shí)，在清洗管道231時(shí)，電擊錘236的敲擊還可以提高清洗效果。所述磁吸附模塊23吸附完成后，ECU1控制電磁鐵斷電，順磁性鋁質(zhì)管道失去磁性，附著在管道內(nèi)壁上磁性聚合大顆粒將脫離管壁并以低速隨油液沿管壁進(jìn)入起電模塊24。所述起電模塊24使液壓油中的非鐵磁性金屬磨損微粒帶電，其由若干電極241以及一電極控制器242組成。所述若干電極241安裝于液壓管路9上，其分別連接至電極控制器242。所述電極控制器242電性連接向電極241施加電壓，使油液中的顆粒物質(zhì)帶電。所述電吸附模塊25將油液中的非鐵磁性金屬磨損顆粒吸附在管壁上，其由鋁質(zhì)管道251、陽極板252、陰極板253以及極板控制器254組成。其中，所述陽極板252、陰極板253分別設(shè)置在鋁質(zhì)管道251上，并呈相對(duì)設(shè)置；所述陽極板252、陰極板253分別電性連接至極板控制器254上；所述極板控制器254電性連接至ECU1，并由ECU1控制。所述電吸附模塊25的工作原理如下：帶電的非鐵磁質(zhì)金屬磨損微粒隨油液以速度V沿管壁流入電吸附模塊25，電吸附模塊25的陰陽兩個(gè)電極525、253受極板控制器254控制產(chǎn)生和速度V方向垂直的均勻電場，則帶電微粒在電場離心模塊中受到垂直于速度方向的電場力的作用，使帶電顆粒在該力的作用下向極板做拋物線運(yùn)動(dòng)，帶電微粒沿運(yùn)動(dòng)方向吸附其它微粒形成聚合大顆粒。該拋物線運(yùn)動(dòng)具體是指帶電微粒在軸向跟隨油液做直線運(yùn)動(dòng)，徑向則在電場力作用下做勻速或變速運(yùn)動(dòng)，通過極板控制器254改變電場強(qiáng)度即可改變運(yùn)動(dòng)速度，使帶電聚合大顆粒吸附到管壁上。吸附完成后，當(dāng)ECU1控制極板控制器254斷電時(shí)，附著在管道內(nèi)壁上磁性聚合大顆粒將脫離管壁并以低速隨油液沿管壁進(jìn)入旋轉(zhuǎn)塑形模塊3。所述旋轉(zhuǎn)塑形模塊3用于提高檢測的靈敏度。研究表明：傳感器線圈的電感變化率與磨粒半徑的三次方成正比。同時(shí)，磁介質(zhì)的形態(tài)越趨向于細(xì)長狀，其退磁因子越小，磁化強(qiáng)度越大，磁化場場強(qiáng)越大。對(duì)傳感器等效電感的變化影響越大。該旋轉(zhuǎn)塑形模塊3由鋁質(zhì)管道31、若干繞組32、鐵質(zhì)外殼33、法蘭34以及若干旋轉(zhuǎn)塑形電流輸出模塊35等幾部分組成。其中，所述若干繞組32分別繞在鋁質(zhì)管道31外；所述鐵質(zhì)外殼33包覆于鋁質(zhì)管道31上；所述法蘭34焊接在鋁質(zhì)管道31的兩端；每一旋轉(zhuǎn)塑形電流輸出模塊35連接至一繞組32。所述旋轉(zhuǎn)塑形模塊3的設(shè)計(jì)原理如下：聚合大顆粒隨油液進(jìn)入旋轉(zhuǎn)塑形模塊3后，ECU1控制旋轉(zhuǎn)塑形電流輸出模塊35，使旋轉(zhuǎn)塑形電流輸出模塊35中流過三相對(duì)稱電流，該電流在鋁質(zhì)管道31內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。磁化顆粒在旋轉(zhuǎn)磁場作用下受到磁場力的作用，并在該力的作用下以螺旋狀 前進(jìn)，磁化微粒沿磁力線方向形成了很多針狀結(jié)構(gòu)，這些針狀結(jié)構(gòu)在磁場旋轉(zhuǎn)時(shí)將跟隨磁場做螺旋運(yùn)動(dòng)，具體是在軸向跟隨油液做直線運(yùn)動(dòng)，徑向則跟隨旋轉(zhuǎn)磁場做螺旋運(yùn)動(dòng)。調(diào)整三相對(duì)稱電流即可改變螺旋運(yùn)動(dòng)的速度和軌跡。當(dāng)運(yùn)動(dòng)的針狀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)軌跡上的金屬微粒遭遇時(shí)，彼此結(jié)合成大顆粒聚合物。通過旋轉(zhuǎn)塑形模塊3，使油液中的金屬微粒的粒徑增大同時(shí)形態(tài)變?yōu)榧?xì)長針狀結(jié)構(gòu)，使得金屬微粒的纖度也大大增加，進(jìn)一步增強(qiáng)了雙線圈式檢測的靈敏度。金屬磨損微粒在油路中為非均勻分布，流型變化十分復(fù)雜，當(dāng)微粒大小和材質(zhì)變化時(shí)，其引起的磁場變化是很微弱的，若檢測磁場不均勻?qū)?dǎo)致嚴(yán)重的測量誤差，使檢測靈敏度降低；同時(shí)雙線圈式微粒檢測要求檢測線圈和參考線圈的特性完全一致，這一般是很難達(dá)到的，為此需要設(shè)計(jì)的檢測線圈7具有在線自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能。具體的說，所述檢測線圈7的繞組由正繞組71和逆繞組72組成，各繞組連接至一激勵(lì)電流輸出模塊73，該激勵(lì)電流輸出模塊73由ECU模塊控制，其使用的數(shù)字電位計(jì)為AD5206，具有6通道的輸出，可以和ECU1之間實(shí)現(xiàn)單總線數(shù)據(jù)傳輸。ECU通過單總線實(shí)現(xiàn)對(duì)磁化繞組的多塊激勵(lì)電流輸出模塊73的電流設(shè)定和輸出。運(yùn)放AD8601和MOS管2N7002通過負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運(yùn)放OPA549。所述檢測線圈7的工作原理如下：為了產(chǎn)生同極性方向的磁場并同時(shí)彌補(bǔ)缺口造成的磁場不均衡，正繞組71和逆繞組72內(nèi)的電流特性相同，在液壓管道9的軸線方向上排列有多對(duì)正逆繞組，通過不同激勵(lì)電流輸出模塊73控制電流，就可以形成系統(tǒng)要求的均勻磁場。進(jìn)一步的，所述檢測線圈4、參考線圈5相串聯(lián)，兩者組成一個(gè)傳感器。當(dāng)檢測線圈4中無磨粒時(shí)，由于檢測線圈4和參考線圈5特性相同，沒有輸出電壓。而當(dāng)磨粒進(jìn)入檢測線圈4時(shí)，則引起傳感器輸出電壓的變化，這個(gè)變化量是相對(duì)穩(wěn)定的。當(dāng)油液中通過有金屬大顆粒時(shí)，引起磁場擾動(dòng)，導(dǎo)致傳感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。利用鐵磁質(zhì)和非鐵磁質(zhì)金屬微粒對(duì)原磁場的相反影響，導(dǎo)致輸出信號(hào)相位相反，可區(qū)分油液中磨損顆粒類型；磁介質(zhì)顆粒越大，纖度越大，對(duì)磁場影響越大，輸出信號(hào)的幅值越大，檢測的靈敏度越高。利用鐵磁質(zhì)和非鐵磁質(zhì)金屬微粒對(duì)原磁場的相反影響，導(dǎo)致輸出信號(hào)相位相反，可區(qū)分油液中磨損顆粒類型，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)一致性好、可靠性高、檢測信號(hào)強(qiáng)且誤差小的雙管插入式變結(jié)構(gòu)雙線圈油液在線監(jiān)控系統(tǒng)。由于磁滯現(xiàn)象的存在，當(dāng)鐵磁材料磁化到飽和狀態(tài)后，即使撤消外加磁場，材料中的磁感應(yīng)強(qiáng)度仍回不到零點(diǎn)，需要外加磁場消磁。為了防止磁化微粒進(jìn)入液壓回路，對(duì)污染敏感液壓元件造成損傷，設(shè)計(jì)了消磁模塊9，包括剩磁傳感器和消磁器。ECU1根據(jù)消磁器出口處剩磁傳感器的檢測值控制消磁器的消磁強(qiáng)度。此處采用的消磁方法為電磁退磁，方法是通過加一適當(dāng)?shù)姆聪虼艌?，使得材料中的磁感?yīng)強(qiáng)度重新回到零點(diǎn)，且磁場強(qiáng)度或電流必須按順序反轉(zhuǎn)和逐步降低。采用上述監(jiān)控裝置對(duì)液壓油進(jìn)行監(jiān)控的具體方法如下：1)，液壓管路9中的油液通過濾波器8，濾波器8衰減液壓系統(tǒng)中的高、中、低頻段的脈動(dòng)壓力，以及抑制流量波動(dòng)；2)，之后油液進(jìn)入分離吸附模塊2的機(jī)械離心模塊21，使油液中的磨損顆粒聚合并實(shí)現(xiàn)初步離心，使質(zhì)量較大的聚合大顆粒甩向管壁附近；3)，通過磁化模塊22使鐵磁性金屬聚合大顆粒被強(qiáng)力磁化；4)，磁吸附模塊23吸附磁化的金屬聚合大微粒；5)，通過起電模塊24，使油液中的非鐵磁性金屬磨損微粒帶電聚合；6)，隨后帶電顆粒以速度v流入電吸附模塊25，電吸附模塊25受ECU1控制產(chǎn)生和速度v方向垂直的均勻磁場，帶電顆粒在分離裝置中受到垂直于速度方向和磁場方向的洛侖磁力的作用，使帶電顆粒在該力的作用下向鋁質(zhì)管壁運(yùn)動(dòng)，從而使油液中的非鐵磁性金屬磨損微粒從油液中“分離”出來，吸附在管壁上。7)，在磁吸附和電吸附到足夠的微粒濃度后，ECU1先控制電吸附模塊25將電場方向先反向，再取消電場，則吸附在管壁上的非鐵磁性金屬磨損微粒從靜止開始脫離管壁緩慢進(jìn)入旋轉(zhuǎn)塑形模塊3，而電吸附模塊25此時(shí)則恢復(fù)原先的電場。同時(shí)，ECU1控制磁吸附模塊23斷電，順磁性鋁質(zhì)管道失去磁性，附著在管道內(nèi)壁上磁性聚合大顆粒將脫離管壁，起電模塊24的斷電，鐵磁性顆粒以低速隨油液流過起電模塊24和電吸附模塊25，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)塑形模塊3。隨后，磁吸附模塊和起電模塊恢復(fù)原先工作狀態(tài)。8)，帶電的非鐵磁性微粒和磁化的鐵磁性微粒先后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)塑形模塊3，此時(shí)ECU1控制三相對(duì)稱繞組中流過三相對(duì)稱電流，該電流在鋁質(zhì)管道內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。磁化顆粒在旋轉(zhuǎn)磁場作用下受到磁場力的作用，并在該力的作用下以螺旋狀前進(jìn)，磁化微粒沿磁力線方向形成了很多針狀結(jié)構(gòu)，這些針狀結(jié)構(gòu)在磁場旋轉(zhuǎn)時(shí)將跟隨磁場做螺旋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)的針狀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)軌跡上的金屬微粒遭遇時(shí)，彼此結(jié)合成大顆粒聚合物。9)，通過旋轉(zhuǎn)塑形模塊3，使油液中的金屬微粒的粒徑增大同時(shí)形態(tài)變?yōu)榧?xì)長針狀結(jié)構(gòu)，使得金屬微粒的纖度也大大增加，進(jìn)一步增強(qiáng)了雙線圈式檢測的靈敏度。隨后這兩類微粒以低速、高濃度、大顆粒和大纖度的狀態(tài)分批進(jìn)入檢測線圈4，ECU1控制激勵(lì)電流保持檢測線圈4的磁場均勻性，同時(shí)由于同一型號(hào)的電感對(duì)鐵質(zhì)顆粒的檢測能力要大于對(duì)銅質(zhì)顆粒的檢測能力，需要ECU調(diào)節(jié)激勵(lì)電流來補(bǔ)償這一差異，以保持輸出的一致性。流量傳感器7用于檢測測量時(shí)的流量參數(shù)，用于測量結(jié)果修正。10)，檢測線圈4中無磨粒時(shí)，傳感器的零位電壓存在一定的波動(dòng)，由于檢測線圈4和參考線圈5特性相同，沒有輸出電壓。而當(dāng)磨粒進(jìn)入檢測線圈時(shí)，則引起傳感器輸出電壓的變化，這個(gè)變化量是相對(duì)穩(wěn)定的。當(dāng)油液中通過有金屬大顆粒時(shí)，引起磁場擾動(dòng)，導(dǎo)致產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。利用鐵磁質(zhì)和非鐵磁質(zhì)金屬微粒對(duì)原磁場的相反影響，導(dǎo)致輸出信號(hào)相位相反，可區(qū)分油液中磨損顆粒類型；磁介質(zhì)顆粒越大，纖度越大，對(duì)磁場影響越大，輸出信號(hào)的幅值越大，檢測的靈敏度越高。利用鐵磁質(zhì)和非鐵磁質(zhì)金屬微粒對(duì)原磁場的相反影響，導(dǎo)致輸出信號(hào)相位相反，可區(qū)分油液中磨損顆粒類型。從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)一致性好、可靠性高、檢測信號(hào)強(qiáng)且誤差小的雙管插入式變結(jié)構(gòu)雙線圈油液在線監(jiān)控系統(tǒng)。11)，通過消磁模塊9消除磁性微粒磁性，防止磁化微粒進(jìn)入液壓回路，對(duì)污染敏感液壓元件造成損傷。以上的具體實(shí)施方式僅為本創(chuàng)作的較佳實(shí)施例，并不用以限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng)作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本創(chuàng)作的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3