CN104165820A - 一种检测润滑油中铁粉含量的传感器及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测润滑油中铁粉含量的传感器，包括石英晶振片、筒状壳体和三层支架结构，以及安装在所述筒状壳体内部的永磁结构、探针、频率检测电路和接线端子，所述三层支架结构为筒状，将其安装在所述筒状壳体的顶部，所述石英晶振片安装在所述三层支架结构中部横截面处，所述石英晶振片下方设置所述永磁结构和所述探针。所述探针与其下方的所述频率检测电路连接，所述频率检测电路与所述接线端子连接。本发明采用先进的石英晶体微天平传感器技术检测润滑油中的铁粉含量，实现了石英晶体微天平传感器的检测功能，并将其成功应用于润滑油的铁粉含量检测，具有灵敏度高，精确度高，稳定性好，寿命长等优点。

Description

一种检测润滑油中铁粉含量的传感器及检测方法

 

技术领域

本发明涉及润滑油检测技术领域，尤其是一种检测润滑油中铁粉含量的传感器及检测方法。

背景技术

润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，起着润滑、冷却、密封、缓冲等重要作用。因此，润滑油的品质关系着机械产品的使用安全和寿命，同时，润滑油在使用过程中的性能状态也反映了机械设备的运行状况，比如，检测润滑油液中的铁粉含量，可直接反映机械设备的磨损状态，对及时发现设备的故障隐患有重要价值。传统的润滑油检测大多是采用昂贵的分析设备和繁琐的检测程序，虽然分析准确度高，但也存在成本高、周期长等缺点。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种检测润滑油中铁粉含量的传感器及检测方法，采用先进的石英晶体微天平传感器技术检测润滑油中的铁粉含量，实现了石英晶体微天平传感器的检测功能，并将其成功应用于润滑油的铁粉含量检测，具有灵敏度高，精确度高，稳定性好，寿命长等优点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案： 

一种检测润滑油中铁粉含量的传感器，包括石英晶振片、筒状壳体和三层支架结构，以及安装在所述筒状壳体内部的永磁结构、探针、频率检测电路和接线端子，

所述三层支架结构为筒状，将其安装在所述筒状壳体的顶部，所述石英晶振片安装在所述三层支架结构中部横截面处，

所述石英晶振片下方设置所述永磁结构和所述探针。

所述探针与其下方的所述频率检测电路连接，所述频率检测电路与所述接线端子连接。

进一步地，所述三层支架包括均为环形的底层支架、中层支架和顶层支架，

所述底层支架安装在所述筒状壳体内，在其顶面上、环绕其中间孔洞设有环形槽，所述环形槽内安装有O型密封圈，

所述中层支架设置在所述底层支架上方，在所述中层支架底面、环绕其中间孔洞设有环形槽，所述环形槽内安装有O型密封圈，

所述石英晶振片夹在所述底层支架与所述中层支架之间，被所述底层支架和中层支架上的两个O型密封圈夹紧，

所述顶层支架与所述筒状壳体顶部螺纹连接，所述顶层支架底面与其下方的所述中层支架压力接触。

进一步地，所述永磁结构位于所述石英晶振片的中间位置，所述探针有两个，位于所述永磁结构两侧。

所述一种检测润滑油中铁粉含量的传感器的检测方法，包括如下步骤：

a.取多组不同已知含铁浓度的油样进行测量，将测得每组所述已知含铁浓度的油样对应的输出频率；

b. 将a步骤中每一组所述已知含铁浓度的油样的浓度和输出频率分别对应平面坐标系内一点的x和y坐标值，将各所述已知含铁浓度的油样对应的各点绘制到平面坐标系中，用平滑曲线连接所述各点获得函数图像，并根据所述函数图像和所述已知含铁浓度的油样的浓度和输出频率计算得出函数式；

c．取未知含铁浓度的油样并测得该未知含铁浓度的油样的输出频率，将该测得的输出频率带入步骤b中获得的函数式中，计算获得该未知含铁浓度的油样的浓度。

本发明一种检测润滑油中铁粉含量的传感器及检测方法，采用先进的石英晶体微天平传感器技术检测润滑油中的铁粉含量，实现了石英晶体微天平传感器的检测功能，并将其成功应用于润滑油的铁粉含量检测，具有灵敏度高，精确度高，稳定性好，寿命长等优点。

附图说明

图1为本发明所述一种检测润滑油中铁粉含量的传感器示意图；

图2为根据七组已知含铁浓度的油样的浓度和输出频率绘制的二元二次函图像及得出的函数式，

图中每个黑点表示每组已知含铁浓度的油样对应的点，图右侧即为函数式。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1所示的一种检测润滑油中铁粉含量的传感器，包括筒状壳体8和三层支架结构，以及安装在所述筒状壳体8内部的永磁结构5、探针6、频率检测电路7和接线端子9，

三层支架结构为筒状安装在筒状壳体8的顶部，石英晶振片1安装在三层支架结构中部横截面处，

石英晶振片1下方设置永磁结构5和探针6，探针6与石英晶振片1接触，作用是电气连接石英晶振片1与频率检测电路7，

石英晶振片1为AT切型，基频为1MHz至20MHz；石英晶振片两侧镀有以铬为基底的镀金膜，通过图形设计将两侧电极引至同一侧，便于安装应用。

探针6与其下方的频率检测电路7连接，频率检测电路7与接线端子9连接，

本实施例中永磁结构5为永磁钢，其设置目的是将待测润滑油油样中的铁粉可靠吸附于石英晶振片表面。

三层支架包括均为环形的底层支架4、中层支架3和顶层支架2，

底层支架4安装在筒状壳体8内，在其顶面上、环绕其中间孔洞设有环形槽，环形槽内安装有O型密封圈10，

中层支架3设置在底层支架4上方，在中层支架3底面、环绕其中间孔洞设有环形槽，环形槽内安装有O型密封圈10，

石英晶振片1夹在底层支架4与中层支架3之间，被底层支架4和中层支架3上的两个O型密封圈10夹紧，

顶层支架2与筒状壳体8顶部螺纹连接，顶层支架2底面与其下方的中层支架3压力接触。

永磁结构5位于石英晶振片1的中间位置，探针6有两个，位于永磁结构5两侧。

使用时，将待测油样滴到石英晶振片1上与永磁结构5相反一侧表面，当待测油样中铁粉含量不同时，积累在石英晶振片1表面的铁粉量不同，由此引起的频率变化量也就不同，频率检测电路7通过镀金的探针6与石英晶振片1连接，实时输出石英晶振片1的振荡频率。

一种检测润滑油中铁粉含量的传感器的检测方法包括如下步骤：

a.取多组不同已知含铁浓度的油样进行测量，测得每组已知含铁浓度的油样对应的输出频率；

已知含铁浓度的油样组数可依据需要进行不同的选取，可取六组、七组或八组等等，本实施例中分别取已知含铁浓度的油样七组，每组10ml，浓度依次为0ppm、23.5 ppm、47.5 ppm、71.5 ppm、96.5 ppm、117 ppm和147.5 ppm，由一种检测润滑油中铁粉含量的传感器测量依次输出的频率为4995862Hz、4996002 Hz、4996148 Hz、4996265 Hz、4996329 Hz、4996388 Hz和4996492Hz。

b.将a步骤中每一组已知含铁浓度的油样的浓度和输出频率分别对应平面坐标系内一点的x和y坐标值，将各已知含铁浓度的油样对应的各点绘制到平面坐标系中，用平滑曲线连接各点获得函数图像，并根据函数图像和已知含铁浓度的油样的浓度和输出频率计算得出函数式；

如图2所示，将a步骤中各已知含铁浓度的油样对应平面坐标系中七个点依次为（0，4995862）、（23.5，4996002）、（47.5，4996148）、（71.5，4996265）、（96.5，4996329），（117，4996388）和（147.5，4996492），将这七个点依次绘制到x轴表示铁粉含量单位为ppm、y轴为输出频率单位为Hz的平面直角坐标系中，并用平滑曲线将该七个点连接获得二元二次函数图像以及二元二次函数式。图2函数式中5E+06为4995865的科学计数法表示，即5×10⁶；R² 为曲线拟合程度的指标，反应估计值与对应的实际数据之间的拟合程度，取值为0至1之间的数值，越接近 1 时，其拟合程度就越高，反之则拟合程度较低。

c．取未知含铁浓度的油样并测得该未知含铁浓度的油样的输出频率，将该测得的输出频率带入步骤b中获得的函数式中，计算获得该未知含铁浓度的油样的浓度。

如取10ml未知含铁浓度的油样测得其输出频率为4996062Hz，则可根据二元二次函数式算得未知含铁浓度的油样对应含铁浓度为33ppm；如取10ml未知含铁浓度的油样测得其输出频率为4996420Hz，则可根据二元二次函数式算得未知含铁浓度的油样对应含铁浓度为121ppm。

本发明一种检测润滑油中铁粉含量的传感器及检测方法，采用先进的石英晶体微天平传感器技术检测润滑油中的铁粉含量，实现了石英晶体微天平传感器的检测功能，并将其成功应用于润滑油的铁粉含量检测，具有灵敏度高，精确度高，稳定性好，寿命长等优点。

Claims (4)

1.一种检测润滑油中铁粉含量的传感器，其特征在于，包括石英晶振片、筒状壳体和三层支架结构，以及安装在所述筒状壳体内部的永磁结构、探针、频率检测电路和接线端子，

所述三层支架结构为筒状，将其安装在所述筒状壳体的顶部，所述石英晶振片安装在所述三层支架结构中部横截面处，

所述石英晶振片下方设置所述永磁结构和所述探针；

所述探针与其下方的所述频率检测电路连接，所述频率检测电路与所述接线端子连接。

2.如权利要求1所述一种检测润滑油中铁粉含量的传感器，其特征在于，所述三层支架包括均为环形的底层支架、中层支架和顶层支架，

所述底层支架安装在所述筒状壳体内，在其顶面上、环绕其中间孔洞设有环形槽，所述环形槽内安装有O型密封圈，

所述中层支架设置在所述底层支架上方，在所述中层支架底面、环绕其中间孔洞设有环形槽，所述环形槽内安装有O型密封圈，

所述石英晶振片夹在所述底层支架与所述中层支架之间，被所述底层支架和中层支架上的两个O型密封圈夹紧，

所述顶层支架与所述筒状壳体顶部螺纹连接，所述顶层支架底面与其下方的所述中层支架压力接触。

3.如权利要求1或2所述一种检测润滑油中铁粉含量的传感器，其特征在于，所述永磁结构位于所述石英晶振片的中间位置，所述探针有两个，位于所述永磁结构两侧。

4.如权利要求1所述一种检测润滑油中铁粉含量的传感器的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.取多组不同已知含铁浓度的油样进行测量，测得每组所述已知含铁浓度的油样对应的输出频率；

b.每一组所述已知含铁浓度的油样的浓度和输出频率分别对应平面坐标系内一点的x和y坐标值，将各所述已知含铁浓度的油样对应的各点绘制到平面坐标系中，用平滑曲线连接所述各点获得函数图像，并根据所述函数图像和所述已知含铁浓度的油样的浓度和输出频率计算得出函数式；

c．取未知含铁浓度的油样并测得该未知含铁浓度的油样的输出频率，将该测得的输出频率带入步骤b中获得的函数式中，计算获得该未知含铁浓度的油样的浓度。