文档介绍：中图分类号: 论文编号:102870512-S159
学科分类号:080203
硕士学位论文
基于平面线圈的油液监测
传感器的研究
研究生姓名郭海林
学科、专业机械设计及理论
研究方向设备故障诊断
指导教师王晓雷教授
南京航空航天大学
研究生院机电学院
二О一二年三月
中图分类号: 论文编号:102870512-S159
学科分类号:080203
硕士学位论文
基于平面线圈的油液监测
传感器的研究
(人力资源和社会保障部高层次留学人才回国资助
和青蓝工程资助)
研究生姓名郭海林
学科、专业机械设计及理论
研究方向设备故障诊断
指导教师王晓雷教授
南京航空航天大学
研究生院机电学院
二О一二年三月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Mechanical and Electrical Engineering
Research on Oil Monitoring Sensor
Based on Planar Coil
(Supported by Department of Human Resources and Social Security to study
high-level talents home financing and Qing Lan Project)
A Thesis in
Mechanical Designing and Theory
by
Guo Hailin
Advised by
Prof. Wang Xiaolei
Submitted in Partial Fulfillment
of the Requirements
for the Degree of
Master of Engineering
March, 2012
承诺书
本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进
行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致
谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成
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或证书而使用过的材料。
本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部
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等复制手段保存、汇编学位论文。
(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)
作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
油液监测是设备故障诊断的一种有效方法。通过对润滑油理化性能指标的评价和润滑油中
磨损颗粒的分析,实现润滑油的按质换油和机器的预知性维修,减少了定期换油带来的浪费和
设备维修的费用。随着油液监测技术的发展,传统的离线监测已不能满足使用要求,在线监测
技术已经是一种不可或缺的技术手段,而传感器正是油液监测的核心部件。基于电感测量的磨
粒监测传感器可以有效监测磨损颗粒,为机器的预知维修提供依据。本文提出了一种平面线圈
型的传感器用于监测油液中的铁磁性颗粒,为油液监测提供了一种新的检测元件。
本文采用光刻及腐蚀工艺在基体上加工出平面线圈,用 Ansoft 有限元分析软件对平面线圈
进行了磁场仿真,得出平面线圈的磁感应强度分布规律,设计了相应的测量电路,包括信号发
生电路、转换电桥、整流电路、滤波电路、放大电路,并且制作成 PCB 板,对传感器的性能进
行了测试。测量了传感器对铁颗粒、铜颗粒、二氧化硅颗粒、钡铁氧体颗粒的输出情况,发现
传感器对铁颗粒最敏感。由于实际油液中的颗粒含量比较少,需要提高平面线圈型传感器的灵
敏度,从线圈匝数、磁芯、线圈层数、线圈尺寸、测量电路几个角度进行了分析,得到提高灵
敏度的方法。目前传感器的灵敏度为 ,分辨率为 5mg,测量范围为 0~,并且通
过后续的优化,可以进一步提高灵敏度。平面线圈电感式传感器可以有效测量铁磁性颗粒。
最后搭建了简易的油液在线监测平台,对油液中的铁磁性颗粒进行了测试。实验结果表明,
平面线圈传感器可以测量含有一定铁磁性颗粒浓度的润滑油。
关键词:油液监测,平面线圈,Ansoft,传感器,测量电路
I
基于平面线圈的油液监测传感器的研究
A