一种带温度补偿功能的油液检测传感器及其检测方法

本发明涉及船舶油液检测传感器，尤其涉及一种带温度补偿功能的油液检测传感器及其检测方法。

背景技术：

1、机械设备投入运行，必然会出现摩擦磨损现象。在正常磨损时，油中的磨屑尺寸较小，数量增加缓慢。然而，当机械设备进入工作寿命末期或即将发生故障时，磨屑的数量会急剧增加，磨屑的尺寸也会越来越大。船上的机械故障是严重的，甚至造成人员伤亡和财产损失。因此，研究检测大型海洋机械设备油中的磨粒，对于海洋机械设备的故障和延长使用寿命具有重要意义。现有的检测方法主要分为在线监测和离线检测方法。主要的离线检测方法有光谱分析、铁谱分析仪和实验室显微镜观察，这些方法中的大多数需要提前收集油样，然后送到实验室进行测试。在线监测可以为机械设备提供实时检测信息，目前在线监测油液传感器主要分为声学传感器、光学传感器和电阻抗传感器。

2、然而，所有上述研究都是在实验室环境中进行的，未考虑实际运行过程中传感器本身和检测介质的温度变化对检测结果的影响。传感器发热的问题主要集中在高阻线圈上，在强交流电激励下会过热，导致检测线圈特性不稳定。当船舶等大型机械设备的润滑油系统开始工作时，需要将润滑油提前加热到40℃左右，对关键部件进行润滑和冷却后，润滑油温度可达到70℃甚至更高。对于低阻线圈，检测线圈的温度会逐渐收敛到检测介质的温度，温差可能会改变线圈的参数特性，影响检测结果。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种带温度补偿功能的油液检测传感器及其检测方法。

2、本发明是通过以下技术方案予以实现：

3、一种带温度补偿功能的油液检测传感器，包括传感器检测单元，所述传感器检测单元包括微流体芯片、激励单元和传感单元；所述微流体芯片包括微流道、用于固定微流道的基底和模型材料，所述传感单元包括并联设置的螺线管线圈和电容，所述螺线管线圈套设于微流道外，所述激励单元通过绝缘导线与传感单元电连接。

4、根据上述技术方案，优选地，所述螺线管线圈套设于微流道外，螺线管线圈垂直于微流道，且与微流道同心；所述螺线管线圈为多层绕组线圈，由漆包线绕制而成，线圈内径为8-12mm，漆包线线径为0.05-0.07mm，匝数为100-200匝，所述微通道直径为7-11mm。

5、根据上述技术方案，优选地，所述电容为陶瓷电容，容值为0.1-0.3μf，所述电容与螺线管线圈并联构成lc谐振电路。

6、根据上述技术方案，优选地，所述激励单元为波形发生器，用于为所述螺线管线圈施加高频交流电激励。

7、根据上述技术方案，优选地，所述基底用于固定微流体芯片和传感单元，其材质为玻璃，位于所述微流道下方；所述模型材料为聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯，模型材料浇注在所述微流体芯片和传感单元的外部。

8、根据上述技术方案，优选地，还包括信号调理电路，与传感器检测单元电连接，通过数据采集卡传输信号至电脑端；所述信号调理电路包括差分放大器、锁相放大器、运算放大器以及带通滤波器。

9、本申请还公开了一种带温度补偿功能的油液检测传感器的检测方法，基于上述一种带温度补偿功能的油液检测传感器，包括如下步骤：

10、s1.将所述微通道设置在u型管中间位置，并将所述u型管放置在水浴锅中加热；

11、s2.待检测油液从u型管一侧流入，流经所述传感器检测单元；

12、s3.对所述传感器检测单元施加高频交流电激励，通过改变水浴锅的加热温度改变传感器性能；

13、s4.实时信号经过所述信号调理电路传输至电脑端，观察电感信号变化，实现温度补偿功能。

14、根据上述技术方案，优选地，步骤s4后，经过检测后的油液流入储油罐，用于后续使用。

15、本发明的有益效果是：

16、本发明具有速度快、精度高、成本低等优点，可以快速、准确、低成本、免维护的检测润滑脂中的污染物，通过检测分析油液中的金属颗粒的信息，判断机械设备磨损情况，预防机械设备出现重大故障。同时，本装置便携化，使用方便，适用范围广，且符合实际应用中油液检测环境，减少了温度对检测结果的影响，具有较高的应用推广价值。

技术特征：

1.一种带温度补偿功能的油液检测传感器，其特征在于，包括传感器检测单元，所述传感器检测单元包括微流体芯片(8)、激励单元和传感单元；

2.根据权利要求1所述一种带温度补偿功能的油液检测传感器，其特征在于，所述螺线管线圈(3)套设于微流道(4)外，螺线管线圈(3)垂直于微流道(4)，且与微流道(4)同心；

3.根据权利要求1所述一种带温度补偿功能的油液检测传感器，其特征在于，所述电容(5)为陶瓷电容(5)，容值为0.1-0.3μf，所述电容(5)与螺线管线圈(3)并联构成lc谐振电路。

4.根据权利要求1所述一种带温度补偿功能的油液检测传感器，其特征在于，所述激励单元为波形发生器，用于为所述螺线管线圈(3)施加高频交流电激励。

5.根据权利要求1至4中任意一项的所述一种带温度补偿功能的油液检测传感器，其特征在于，所述基底(1)用于固定微流体芯片(8)和传感单元，其材质为玻璃，位于所述微流道(4)下方；

6.根据权利要求1所述一种带温度补偿功能的油液检测传感器，其特征在于，还包括信号调理电路，与传感器检测单元电连接，通过数据采集卡传输信号至电脑端；

7.一种带温度补偿功能的油液检测传感器的检测方法，基于权利要求6所述一种带温度补偿功能的油液检测传感器，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述一种带温度补偿功能的油液检测传感器的检测方法，其特征在于，步骤s4后，经过检测后的油液(11)流入储油罐，用于后续使用。

技术总结本发明涉及一种带温度补偿功能的油液检测传感器及其检测方法，包括传感器检测单元，传感器检测单元包括微流体芯片、激励单元和传感单元，微流体芯片包括微流道、用于固定微流道的基底和模型材料，传感单元包括并联设置的螺线管线圈和电容，螺线管线圈套设于微流道外，激励单元通过绝缘导线与传感单元电连接。本发明具有速度快、精度高、成本低等优点，可以快速、准确、低成本、免维护的检测润滑脂中的污染物，通过检测分析油液中的金属颗粒的信息，判断机械设备磨损情况，预防机械设备出现重大故障。同时，本装置便携化，使用方便，适用范围广，且符合实际应用中油液检测环境，减少了温度对检测结果的影响，具有较高的应用推广价值。技术研发人员：张洪朋,白晨朝,丁琳受保护的技术使用者：大连理工大学人工智能大连研究院技术研发日：技术公布日：2024/11/4