一种基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器及其制作方法

本发明涉及油液状态监测，具体而言，尤其涉及一种基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器及其制作方法。

背景技术：

1、油液在机械设备中起着传递动力、润滑等作用，在机械设备中广泛应用。齿轮箱是风力涡轮机的关键部件。长期在这样的恶劣环境运行，内齿轮经过长期的啮合摩擦会产生金属磨粒。金属磨粒污染润滑系统，会导致风力涡轮机齿轮箱的润滑效果急剧下降。这最终将导致整个风力涡轮机停机，并造成巨大的经济损失。齿轮箱中的润滑油是保证齿轮正常啮合运行的一个必不可少的因素。约51％的齿轮故障与润滑不足引起的异常磨损有关。润滑剂中金属颗粒的特征包含了许多关于齿轮箱磨损的信息。因此，检测油中的金属颗粒对于风力涡轮机齿轮箱的状态监测和故障诊断以及延长风力涡轮机的使用寿命至关重要。油液污染物携带着大量机器设备运行信息。因此，液压油颗粒污染物的检测对预防和检查液压机械故障具有重要的意义。

2、目前，针对油液颗粒污染物进行检测的方法主要包括光学检测法、声学检测法以及电容检测法等。相比于其它检测法，电感检测法具有能够区分不同金属颗粒、灵敏度高、结构简单、性能可靠等优点。但有着检测精度不高，通量少的弊端。

技术实现思路

1、根据上述提出现有油液状态监测装置中检测精度低，通量少的技术问题，提供一种基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器。本发明传感器中微流体芯片的坡莫合金芯设置在螺线管线圈中心，具备多个微流道；利用螺线管线圈检测电感变化，坡莫合金芯聚集磁场，提高检测精度；在高精度下，多个通道同时检测，大大提高检测通量。在保证较高精度的前提下大大提高微流道检测通量。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器，包括：微流体检测芯片和激励单元，其中：

4、所述微流体检测芯片，包括设置在pdms胶基底上的芯片主体、设置在芯片主体上的多个微流道和电感检测单元，其中：

5、电感检测单元，包括螺线管线圈和坡莫合金芯；多个微流道分别依次围绕坡莫合金芯设置，使得坡莫合金芯的外壁紧贴每个微流道的侧壁；多个微流道从螺线管线圈的内孔穿过，且每个与螺线管线圈接触的接触面均与螺线管线圈紧密贴合；

6、每个微流道的两端均设置有开口，两端的开口分别汇集连接两个开口端，分别作为微流道入口和油槽出口。

7、所述激励单元，通过绝缘导线连接电感检测单元；当带有金属颗粒的油液由微流道经过检测区域时，电感检测单元进行电感检测，激励单元给螺线管线圈既定的电压和频率的交流电激励，检测螺线管线圈的电感变化，采集螺线管线圈的电感信号，实现对油液中铁磁性金属颗粒、非铁磁性金属颗粒的高精度和高吞吐量的区分检测。

8、进一步地，所述微流道的数量根据所述坡莫合金的直径以及微流道的直径来确定。

9、进一步地，所述微流道的直径为0.1-2毫米。

10、进一步地，所述坡莫合金的直径为0.1-5毫米，高度为0.07-100毫米，用于增强磁场。

11、进一步地，所述螺线管线圈由漆包线绕制而成，螺线管线圈的内径0.5-5毫米，漆包线的直径为0.05-0.2毫米，漆包线的匝数为120-300匝。

12、本发明还提供了一种基于所述基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器的制作方法，包括：

13、s1、将多个微流道模具、螺线管线圈和坡莫合金芯按既定的位置固定在pdms胶基底上；

14、s2、向pdms胶基底灌注模型材料，其中螺线管线圈和坡莫合金芯的引线布置在模型材料外部，使其不被模型材料浇注；

15、s3、将浇注模型材料的微流道模具，放置在烘箱中用80℃的温度烘烤1小时，使模型材料固化；

16、s4、将多个微流道模具从加热固化好的模型材料中抽出，用打孔器在微流道两端打孔，形成微流道入口和油槽出口。

17、进一步地，所述模型材料为聚二甲基硅氧烷。

18、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

19、1、本发明提供的基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器，在不影响检测精度的情况下，能够实现基于微流体芯片油液监测技术中流道通量的明显提升。对船机设备故障预防与诊断具有重要的意义。

20、2、本发明传感器中微流体芯片的坡莫合金芯设置在螺线管线圈中心，具备多个微流道；利用螺线管线圈检测电感变化，坡莫合金芯聚集磁场，提高检测精度；在高精度下，多个通道同时检测，大大提高检测通量。在保证较高精度的前提下大大提高微流道检测通量。

21、基于上述理由本发明可在油液状态监测等领域广泛推广。

技术特征：

1.一种基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器，其特征在于，包括：微流体检测芯片和激励单元，其中：

2.根据权利要求1所述的一种基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器，其特征在于，所述微流道(3)的数量根据所述坡莫合金(5)的直径以及微流道(3)的直径来确定。

3.根据权利要求2所述的一种基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器，其特征在于，所述微流道(3)的直径为0.1-2毫米。

4.根据权利要求2所述的一种基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器，其特征在于，所述坡莫合金(5)的直径为0.1-5毫米，高度为0.07-100毫米，用于增强磁场。

5.根据权利要求1所述的一种基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器，其特征在于，所述螺线管线圈(4)由漆包线绕制而成，螺线管线圈(4)的内径0.5-5毫米，漆包线的直径为0.05-0.2毫米，漆包线的匝数为120-300匝。

6.一种基于权利要求1-5中任意一项权利要求所述基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器的制作方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器的制作方法，其特征在于，所述模型材料为聚二甲基硅氧烷。

技术总结本发明提供一种基于坡莫合金芯的多通道高精度油液检测传感器及其制作方法。本发明传感器，包括：微流体检测芯片和激励单元，微流体检测芯片，包括芯片主体、多个微流道和电感检测单元，电感检测单元包括螺线管线圈和坡莫合金芯；多个微流道分别依次围绕坡莫合金芯设置，使得坡莫合金芯的外壁紧贴每个微流道的侧壁；多个微流道从螺线管线圈的内孔穿过，且每个与螺线管线圈接触的接触面均与螺线管线圈紧密贴合；每个微流道的两端均设置有开口，两端的开口分别汇集连接两个开口端，分别作为微流道入口和油槽出口。激励单元通过绝缘导线连接电感检测单元；本发明传感器实现对油液中铁磁性金属颗粒、非铁磁性金属颗粒的高精度和高吞吐量的区分检测。技术研发人员：白晨朝,张洪朋,阚向明,王晨勇,刘子颂,邱子怡,王吉喆,李伟,张舒垚受保护的技术使用者：大连海事大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1