CN108152361B - 在线发动机油液金属磨粒及温度集成监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种在线发动机油液金属磨粒及温度集成监测装置及方法，装置包括两个涡流检测线圈、平衡电桥电路、涡流检测仪，基于电磁涡流检测原理和金属阻抗温度检测原理，采用两个涡流检测线圈结合平衡电桥电路的独特设计，无需加装温度传感器，就实现油液金属磨粒和油液温度的集成监测，实现机器健康状态的综合评估。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测装置及方法，特别是涉及一种在线发动机油液金属磨粒及温度集成监测装置及方法。
背景技术
油液监测技术是通过分析被监测机器的在用润滑剂（或工作介质）的性能变化和携带的磨损微粒的情况，获得机器的润滑和磨损状态的信息，评价机器的工况和预测故障，并确定故障原因、类型和零件的技术。最初的油液监测只是油污染分析，主要是分析油品的理化指标如粘度、水分、酸值、闪点、机械杂质等，随着工业生产大型化、复杂化，不仅需要对油液金属磨粒状态进行检测，油液在线检测的同时，往往需要检测其当下油液温度，减少和避免因油液温度因素引发的安全事故，而现有的油液检测传感器只能实现在线油液金属磨粒状态检测等功能，并无法同时实现油液温度测量这一功能。
发明内容
本发明的目的在于通过一种在线发动机油液金属磨粒及温度集成监测装置及方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在线油液金属磨粒及温度集成监测装置，包括两个涡流检测线圈、平衡电桥电路、涡流检测仪，其特征在于：所述两个涡流检测线圈套在被监测油管外周面上，两个涡流检测线圈分别作为平衡电桥电路的相邻桥臂上的电感接入平衡电桥电路中；平衡电桥电路设置两个输出端，分别为差分输出端和绝对输出端；所述差分输出端为平衡电桥电路相邻桥臂的平衡输出端，用于监测输出油液金属磨粒的差分涡流感应信号；所述绝对输出端为平衡电桥电路中的一个涡流检测线圈的桥臂的输出端，用于监测输出该涡流检测线圈的阻抗，通过监测该涡流检测线圈阻抗的变化间接监测油液温度的变化；平衡电桥电路的差分输出端连接涡流检测仪的差分检测通道，平衡电桥电路的绝对输出端连接涡流检测仪的绝对检测通道；平衡电桥电路的输入端连接涡流检测仪的信号发生器激励端。
在线油液金属磨粒及温度集成监测方法，采用上述装置，其特征在于：监测方法有间断监测法和连续监测法，
所述间断监测法为，涡流检测仪的信号发生器采用间断激励方式激励涡流检测线圈，即涡流检测仪的信号发生器发出激励电流通过平衡电桥电路激励两个涡流检测线圈，两个涡流检测线圈将油液中的金属磨粒的差分涡流感应信号通过平衡电桥电路的差分输出端传输至涡流检测仪，而后涡流检测仪的信号发生器中断激励；在中断激励期间涡流检测仪检测连接其绝对检测通道的平衡电桥电路的绝对输出端的涡流检测线圈的阻抗值，此阻抗值为油液温度和激励电流导致的涡流检测线圈升温叠加影响的结果；如此，涡流检测仪通过间断激励方式交替检测油液中的金属磨粒的差分涡流感应信号和其中一个涡流检测线圈的阻抗值；当油液中的金属磨粒质量和数量发生变化时，金属磨粒的差分涡流感应信号将发生变化，通过金属磨粒的差分涡流感应信号参数变化曲线，监测机器的安全状态；当油液的温度发生变化时，涡流检测线圈温度也随之发生变化，导致涡流检测线圈的阻抗值发生变化，通过涡流检测线圈的阻抗值变化曲线，即可间接监测油液温度变化；通过油液中的金属磨粒和油液温度的集成监测，实现机器健康状态的综合评估；
所述连续监测法为，涡流检测仪的信号发生器采用连续激励方式激励涡流检测线圈，即涡流检测仪的信号发生器连续发出激励电流通过平衡电桥电路激励两个涡流检测线圈，两个涡流检测线圈将油液中的金属磨粒的差分涡流感应信号通过平衡电桥电路的差分输出端传输至涡流检测仪，与此同时涡流检测仪连续检测连接其绝对检测通道的平衡电桥电路的绝对输出端的涡流检测线圈的信号，此信号为油液温度变化导致的涡流检测线圈的阻抗值变化与涡流检测线圈上激励信号叠加的结果，由于油温导致的涡流检测线圈阻抗变化的频率远低于激励信号频率，涡流检测仪分离提取油温导致的涡流检测线圈阻抗值变化；当油液中的金属磨粒质量和数量发生变化时，金属磨粒的差分涡流感应信号将发生变化，通过金属磨粒的差分涡流感应信号参数变化曲线，监测机器的安全状态；当油液的温度发生变化时，涡流检测线圈温度也随之发生变化，导致涡流检测线圈的阻抗值发生变化，通过涡流检测线圈的阻抗值变化曲线，即可间接监测油液温度变化；通过油液中的金属磨粒和油液温度的集成监测，实现机器健康状态的综合评估。
本发明的有益效果是，在线发动机油液金属磨粒及温度集成监测装置及方法，基于电磁涡流检测原理和金属阻抗温度检测原理，采用两个涡流检测线圈结合平衡电桥电路的独特设计，无需加装温度传感器，就实现油液金属磨粒和油液温度的集成监测，实现机器健康状态的综合评估。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明实施例的装置示意图。
图中，L1.涡流检测线圈，L2. 涡流检测线圈，A.平衡电桥电路，B.涡流检测仪，E.金属磨粒的差分涡流感应信号，T.涡流检测线圈的阻抗。
具体实施方式
实施例，如图1所示，在线油液金属磨粒及温度集成监测装置，包括两个涡流检测线圈L1、L2、平衡电桥电路A、涡流检测仪B，其特征在于：所述两个涡流检测线圈L1、L2套在被监测油管外周面上，两个涡流检测线圈L1、L2分别作为平衡电桥电路A的相邻桥臂上的电感接入平衡电桥电路A中；平衡电桥电路A设置两个输出端，分别为差分输出端和绝对输出端；所述差分输出端为平衡电桥电路A相邻桥臂的平衡输出端，用于监测输出油液金属磨粒的差分涡流感应信号E；所述绝对输出端为平衡电桥电路A中的一个涡流检测线圈L1的桥臂的输出端，用于监测输出该涡流检测线圈L1的阻抗T，通过监测该涡流检测线圈L1阻抗T的变化间接监测油液温度的变化；平衡电桥电路A的差分输出端连接涡流检测仪B的差分检测通道，平衡电桥电路A的绝对输出端连接涡流检测仪B的绝对检测通道；平衡电桥电路A的输入端连接涡流检测仪B的信号发生器激励端。
在线油液金属磨粒及温度集成监测方法，采用上述装置，其特征在于：监测方法有间断监测法和连续监测法，
所述间断监测法为，涡流检测仪B的信号发生器采用间断激励方式激励涡流检测线圈L1、L2，即涡流检测仪B的信号发生器发出激励电流通过平衡电桥电路A激励两个涡流检测线圈L1、L2，两个涡流检测线圈L1、L2将油液中的金属磨粒的差分涡流感应信号E通过平衡电桥电路A的差分输出端传输至涡流检测仪B，而后涡流检测仪B的信号发生器中断激励；在中断激励期间涡流检测仪B检测连接其绝对检测通道的平衡电桥电路的绝对输出端的涡流检测线圈L1的阻抗值，此阻抗值为油液温度和激励电流导致的涡流检测线圈L1升温叠加影响的结果；如此，涡流检测仪B通过间断激励方式交替检测油液中的金属磨粒的差分涡流感应信号E和其中一个涡流检测线圈L1的阻抗值；当油液中的金属磨粒质量和数量发生变化时，金属磨粒的差分涡流感应信号E将发生变化，通过金属磨粒的差分涡流感应信号E参数变化曲线，监测机器的安全状态；当油液的温度发生变化时，涡流检测线圈L1温度也随之发生变化，导致涡流检测线圈L1的阻抗值发生变化，通过涡流检测线圈L1的阻抗值变化曲线，即可间接监测油液温度变化；通过油液中的金属磨粒和油液温度的集成监测，实现机器健康状态的综合评估；
所述连续监测法为，涡流检测仪B的信号发生器采用连续激励方式激励涡流检测线圈L1、L2，即涡流检测仪B的信号发生器连续发出激励电流通过平衡电桥电路A激励两个涡流检测线圈L1、L2，两个涡流检测线圈L1、L2将油液中的金属磨粒的差分涡流感应信号E通过平衡电桥电路A的差分输出端传输至涡流检测仪B，与此同时涡流检测仪B连续检测连接其绝对检测通道的平衡电桥电路的绝对输出端的涡流检测线圈L1的信号，此信号为油液温度变化导致的涡流检测线圈L1的阻抗值变化与涡流检测线圈L1上激励信号叠加的结果，由于油温导致的涡流检测线圈L1阻抗变化的频率远低于激励信号频率，涡流检测仪B分离提取油温导致的涡流检测线圈L1阻抗值变化；当油液中的金属磨粒质量和数量发生变化时，金属磨粒的差分涡流感应信号E将发生变化，通过金属磨粒的差分涡流感应信号E参数变化曲线，监测机器的安全状态；当油液的温度发生变化时，涡流检测线圈L1温度也随之发生变化，导致涡流检测线圈L1的阻抗值发生变化，通过涡流检测线圈L1的阻抗值变化曲线，即可间接监测油液温度变化；通过油液中的金属磨粒和油液温度的集成监测，实现机器健康状态的综合评估。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域任何技术人员对本发明的技术方案所作的任何修改、等同替换和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.在线油液金属磨粒及温度集成监测方法，采用的在线油液金属磨粒及温度集成监测装置，包括两个涡流检测线圈、平衡电桥电路、涡流检测仪，其特征在于：所述两个涡流检测线圈套在被监测油管外周面上，两个涡流检测线圈分别作为平衡电桥电路的相邻桥臂上的电感接入平衡电桥电路中；平衡电桥电路设置两个输出端，分别为差分输出端和绝对输出端；所述差分输出端为平衡电桥电路相邻桥臂的平衡输出端，用于监测输出油液金属磨粒的差分涡流感应信号；所述绝对输出端为平衡电桥电路中的一个涡流检测线圈的桥臂的输出端，用于监测输出该涡流检测线圈的阻抗，通过监测该涡流检测线圈阻抗的变化间接监测油液温度的变化；平衡电桥电路的差分输出端连接涡流检测仪的差分检测通道，平衡电桥电路的绝对输出端连接涡流检测仪的绝对检测通道；平衡电桥电路的输入端连接涡流检测仪的信号发生器激励端，
其中，监测方法有间断监测法和连续监测法，
所述间断监测法为，涡流检测仪的信号发生器采用间断激励方式激励涡流检测线圈，即涡流检测仪的信号发生器发出激励电流通过平衡电桥电路激励两个涡流检测线圈，两个涡流检测线圈将油液中的金属磨粒的差分涡流感应信号通过平衡电桥电路的差分输出端传输至涡流检测仪，而后涡流检测仪的信号发生器中断激励；在中断激励期间涡流检测仪检测连接其绝对检测通道的平衡电桥电路的绝对输出端的涡流检测线圈的阻抗值，此阻抗值为油液温度和激励电流导致的涡流检测线圈升温叠加影响的结果；如此，涡流检测仪通过间断激励方式交替检测油液中的金属磨粒的差分涡流感应信号和其中一个涡流检测线圈的阻抗值；当油液中的金属磨粒质量和数量发生变化时，金属磨粒的差分涡流感应信号将发生变化，通过金属磨粒的差分涡流感应信号参数变化曲线，监测机器的安全状态；当油液的温度发生变化时，涡流检测线圈温度也随之发生变化，导致涡流检测线圈的阻抗值发生变化，通过涡流检测线圈的阻抗值变化曲线，即可间接监测油液温度变化；通过油液中的金属磨粒和油液温度的集成监测，实现机器健康状态的综合评估；
所述连续监测法为，涡流检测仪的信号发生器采用连续激励方式激励涡流检测线圈，即涡流检测仪的信号发生器连续发出激励电流通过平衡电桥电路激励两个涡流检测线圈，两个涡流检测线圈将油液中的金属磨粒的差分涡流感应信号通过平衡电桥电路的差分输出端传输至涡流检测仪，与此同时涡流检测仪连续检测连接其绝对检测通道的平衡电桥电路的绝对输出端的涡流检测线圈的信号，此信号为油液温度变化导致的涡流检测线圈的阻抗值变化与涡流检测线圈上激励信号叠加的结果，由于油温导致的涡流检测线圈阻抗变化的频率远低于激励信号频率，涡流检测仪分离提取油温导致的涡流检测线圈阻抗值变化；当油液中的金属磨粒质量和数量发生变化时，金属磨粒的差分涡流感应信号将发生变化，通过金属磨粒的差分涡流感应信号参数变化曲线，监测机器的安全状态；当油液的温度发生变化时，涡流检测线圈温度也随之发生变化，导致涡流检测线圈的阻抗值发生变化，通过涡流检测线圈的阻抗值变化曲线，即可间接监测油液温度变化；通过油液中的金属磨粒和油液温度的集成监测，实现机器健康状态的综合评估。
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