CN102818754B - 一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法及装置，设计一种可以提高发动机油液内金属磨粒在线动态监测精度的集成绝对电磁检测技术、差动电磁检测技术和阵列电磁检测技术的检测装置，采用绝对电磁检测、差动电磁检测和阵列电磁检测的集成组合检测方式对发动机油液内的金属磨粒进行在线动态检测，装置的抗干扰能力与监测精度和灵敏度大大提高，可以有效实时测量通过发动机回油管道的金属磨粒的质量，同时利用铜、铝、铁等金属磨粒的磁导率和电导率不同的特点进行材质分选，进而判断出发动机的磨损情况，当磨损量达到预置的上限阈值时，发出警报，从而能够及时地消除由于发动机的磨损而存在的安全隐患，保证了发动机的正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种无损检测方法及装置，特别是涉及一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法及装置。
背景技术
发动机是一种能够把其它形式的能转化为另一种能的机器，是一种产生动力的机械装置，发动机广泛使用在各类交通运输工具上，比如飞机、轮船、火车、汽车等等。发动机属于交通运输工具中的“心脏”部件，发动机的工作状况将直接影响到交通运输工具的行驶和安全，如果发动机的组成部件在使用过程中产生了较大的磨损，就会影响到发动机的正常工作，因此，对发动机的磨损状态进行监测和故障诊断，才能保障发动机的正常工作。现有技术中，对发动机的磨损状态进行检测通常是采用油液检测法，油液检测法是在不解体发动机的情况下对发动机磨损状况进行监测的一种方法，它通过抽取发动机中的润滑油对发动机磨损状态进行分析判断，现有技术的油液检测法主要有油液光谱分析方法和油液铁谱分析方法。上述的两种方法中，无论是那一种，都需要从发动机中抽取润滑油，然后再到实验室内中对抽取的润滑油中的金属磨粒进行分析，属于对发动机油液的离线检测，这种离线检测方式的检测周期过长，不能及时发现发动机存在的安全隐患。在线电磁油液监测装置检测速度快，易于实现动态监测，目前国外已有少量的在线电磁检测装置和方法，但装置方法较为单一，所设计的电磁检测传感器多为单一的检测线圈，由于发动机通常工作环境较为恶劣，因此，存在正常的磨损，即产生相对均匀的微小磨粒群，而绝对电磁检测线圈可检测连续通过的微小金属磨粒群的浓度变化，这点在现有方法装置中没有体现；差动电磁检测线圈对较大金属磨粒（例如大于100μm）的检测灵敏度较绝对式高，同时抗干扰能力较强，因为电磁检测线圈对电磁场的感应非常灵敏，振动和外部电磁噪声会产生干扰信号发送至电磁检测仪，差动电磁检测线圈组的优点在于，经过的实测金属磨粒产生的二次反射磁场信号与干扰信号区别很大，差动电磁检测线圈组接收并传输至电磁检测仪的实测金属磨粒产生的二次反射磁场信号，在电磁检测仪阻抗平面显示模式中为一个类似8字型的检测信号图形，即两个强度相同、相位相反的信号拼接的图形，而干扰信号不会出现上述对称的8字型信号图形，电磁检测仪可以通过设置报警闸门的方式识别区分，但当部分金属磨粒偏离发动机回油管中轴线流动时，由于涡流效应的影响，检测信号会偏大，导致误判，影响发动机的正常工作，由于上述等诸多原因，在线电磁油液监测装置至今无法真正得到推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法及装置，设计一种可以提高发动机油液内金属磨粒在线动态监测精度的集成绝对电磁检测技术、差动电磁检测技术和阵列电磁检测技术的监测装置，采用绝对电磁检测、差动电磁检测和阵列电磁检测的集成组合检测方式对发动机油液内的金属磨粒进行在线动态监测，用“记忆”特征信号的方式，建立相应数据库，实时比对回油管内通过的各种形态不同、厚薄不均、材质各异的金属磨粒，通过对各种金属磨粒的分选和分析，及时判断出发动机的磨损情况，以确定是否产生报警信号，从而能够及时地消除由于发动机的磨损而存在的安全隐患，保证了发动机的正常工作。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的装置，装置由圆管型电磁集成传感器、传感器线缆、电磁检测仪组成；所述圆管型电磁集成传感器由外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组、传感器输出多芯插座、非金属圆管、金属屏蔽管、二个金属转接环组成；所述的外套式绝对电磁检测线圈由一个外缠绕电磁检测线圈组成，其绝对输出端连接至传感器输出多芯插座，外套式绝对电磁检测线圈的材质为紫铜漆包线，尺寸规格和缠绕匝数根据相关电磁检测频率、精度和灵敏度要求确定，外套式绝对电磁检测线圈的轴向覆盖宽度比外套式差动电磁检测线圈组的轴向覆盖宽度大；所述的外套式差动电磁检测线圈组由二个外缠绕电磁检测线圈反相连接组成，其差动输出端连接至传感器输出多芯插座，二个外缠绕电磁检测线圈的材质、尺寸、缠绕匝数完全相同，材质为紫铜漆包线，尺寸规格和缠绕匝数根据相关电磁检测频率、精度和灵敏度要求确定；所述的环形柔性阵列电磁探头组由多个阵元线圈均匀排列固定在柔性电路板上组成，环形柔性阵列电磁探头组周向均匀包裹固定在非金属圆管外表，每个阵元线圈的输出端通过柔性电路板分别连接至传感器输出多芯插座；每个阵元线圈的材质、尺寸、缠绕匝数完全相同，材质为紫铜漆包线或其它导线，尺寸规格和缠绕匝数根据相关电磁检测频率和灵敏度要求制定；阵元线圈的数量根据非金属圆管的直径和检测精度要求确定，非金属圆管直径越大、检测精度要求越高阵元线圈的数量越多；所述的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组分别固定缠绕在非金属圆管外表面与金属屏蔽管之间；所述非金属圆管内径与发动机回油管内径相同，非金属圆管的长度大于外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组、传感器输出多芯插座的宽度的总和；金属屏蔽管长度与非金属圆管长度相同，传感器输出多芯插座固定在非金属圆管外表面，并穿透金属屏蔽管管壁，用于连接传感器线缆；传感器输出多芯插座的芯数规格根据外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组的输出端数量确定；所述的二个金属转接环固定在金属屏蔽管两端，金属转接环的内径与发动机回油管的外径相同，金属转接环内表面有螺纹，用于连接发动机回油管；所述的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组、非金属圆管、金属屏蔽管、二个金属转接环同轴。
一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法，包括首次标定和实测两个过程。
所述首次标定过程为，在首次使用装置时，装置需要进行标定，首次标定过程包括如下步骤：
a．将圆管型电磁集成传感器的两端与标定用的发动机回油管连接固定，用传感器线缆连接圆管型电磁集成传感器与电磁检测仪，开启电磁检测仪，电磁检测仪向圆管型电磁集成传感器中的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组施加预置频率的脉冲激励信号，使圆管型电磁集成传感器中的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组分别产生相应的瞬态交变电磁场；
b．让含有已知材质和质量的标定金属磨粒群的标准发动机油液以恒定的速度通过所述标定用的圆管型电磁集成传感器，所述的已知材质和质量的标定金属磨粒群内含有材质相同、质量均匀相近的已微小标定金属磨粒群和若干个间隔一定距离且质量较大的已标定大金属磨粒，通常标定金属磨粒群将沿着圆管型电磁集成传感器的中轴线流动；已知质量标定金属磨粒群将依次流过外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组；
c. 首先，已知材质和质量的标定金属磨粒群流经外套式绝对电磁检测线圈时，受到外套式绝对电磁检测线圈产生的瞬态交变电磁场的激励而产生相应的二次反射磁场，外套式绝对电磁检测线圈拾取该二次反射磁场的绝对信号，并将该绝对信号传送至电磁检测仪；电磁检测仪将所述绝对信号处理成与该标定金属磨粒群的已知材质和已知质量平均值成对应关系的检测数据，并显示相应的绝对信号图形或数值，检测数据包括信号强度数据和信号相位数据，信号强度数据对应已知质量平均值，信号相位数据对应已知材质。一般情况下，油液中微小金属磨粒群在流动时相对均匀，外套式绝对电磁检测线圈可检测之；而大金属磨粒的个数相对较少，故由叠加原理可知，外套式差动电磁检测线圈组可予区分开。因此，外套式绝对电磁检测线圈专为检测微小金属磨粒群的平均值，外套式差动电磁检测线圈组专为检测大金属磨粒，环形柔性阵列电磁探头组用来修正差动线圈的检测数据；
d．随后，已知材质和质量的标定金属磨粒群在流经外套式差动电磁检测线圈组时，受到外套式差动电磁检测线圈组产生的瞬态交变电磁场的激励而产生相应的二次反射磁场，由于外套式差动电磁检测线圈组是由二个外套式电磁检测线圈反相连接组成，所产生的两个瞬态交变电磁场强度相同、相位相反，所以已知材质和质量的标定金属磨粒群受到激励而产生的两个二次反射磁场强度相同、相位相反；当已知材质和质量的标定金属磨粒群中的所述标定微小金属磨粒群以恒定的速度均匀流经外套式差动电磁检测线圈组时，产生的二次反射磁场强度均匀无变化；当已知材质和质量的标定金属磨粒群中的所述已标定大金属磨粒流过外套式差动电磁检测线圈组时，二次反射磁场强度突然增大，外套式差动电磁检测线圈组拾取该突然增大的二次反射磁场的差动比较检测信号，并将该差动比较检测信号传送至电磁检测仪；电磁检测仪将该差动比较检测信号处理成与该标定金属磨粒群中的所述已标定大金属磨粒的已知材质和已知质量的数值成对应关系的检测数据并显示相应的差动比较检测信号图形，检测数据包括信号强度数据和信号相位数据，信号强度数据对应已知质量，信号相位数据对应已知材质；
e．接下来，已知质量标定金属磨粒群在流经环形柔性阵列电磁探头组时，已知质量标定金属磨粒群受到环形柔性阵列电磁探头组中每个阵元线圈产生的瞬态交变电磁场的激励而产生相对应的二次反射磁场，环形柔性阵列电磁探头组中每个阵元线圈各自拾取相对应的二次反射磁场，并将该的二次反射磁场信号传输至电磁检测仪，电磁检测仪将所述二次反射磁场信号处理成与该标定金属磨粒群的已知质量的数值成对应关系的检测数据；当标定金属磨粒群以恒定的速度沿着圆管型电磁集成传感器中轴线流动时，标定金属磨粒群与环形柔性阵列电磁探头组中每个阵元线圈间的距离相等，产生的每个二次反射磁场信号强度相同，电磁检测仪不记录这些二次反射磁场信号检测数据；当标定金属磨粒群中的所述已标定大金属磨粒偏离圆管型电磁集成传感器的中轴线流动时，所述已标定大金属磨粒与环形柔性阵列电磁探头组中每个阵元线圈间的距离不相等，产生的每个二次反射磁场信号强度不相同，距离所述已标定大金属磨粒最近的阵元线圈接收的二次反射磁场信号强度最大，电磁检测仪分析记录这些二次反射磁场信号强度的差值，将差值转换为所述已标定大金属磨粒质量的修正值，修正替换所述已标定大金属磨粒偏离中轴线流经外套式差动电磁检测线圈组时产生的偏大的信号强度数据。因为二次反射磁场信号强度与金属磨粒的大小以及电磁检测线圈和金属磨粒之间的距离成正比，金属磨粒越大二次反射磁场信号强度越大，电磁检测线圈和金属磨粒之间的距离越近二次反射磁场信号强度越大，发动机回油管内流动的大部分金属磨粒会沿着发动机回油管的中轴线流动，但处于运动状态的发动机（例如飞行中的飞机发动机）由于改变移动速度和晃动等原因，发动机回油管中的大金属磨粒会将会偏离回油管中轴线流动，大金属磨粒与差动电磁检测线圈组之间的距离变小，二次反射磁场信号强度变大，电磁检测仪是根据信号强度判定金属磨粒的尺寸，因此，此时电磁检测仪判定的大金属磨粒尺寸将大于实际的大金属磨粒尺寸，出现误判误报警；
f．不断地改变通过所述标定用的发动机回油管道的已知材质标定金属磨粒群的已知质量的数值，重复步骤b、步骤c、步骤d、步骤e，从而获得若干个与已知材质标定金属磨粒群的已知质量的不同的数值成一一对应关系的检测数据；
g．由电磁检测仪信号处理软件将上述若干个检测数据和与该若干个检测数据成一一对应关系的标定金属磨粒群的已知质量的数值处理成一条以信号强度数据为横坐标，标定金属磨粒群的质量的数值为纵坐标的关系曲线，其中，两点之间平滑处理，电磁检测仪记录保存该关系曲线；
h．通过电磁检测仪信号处理软件设定已知材质标定金属磨粒群总质量的上限阈值。
在装置首次运行前进行标定后，所有标定参数已经保存到电磁检测仪中，之后将装置中的圆管型电磁集成传感器与实测用的发动机回油管连接固定，电磁检测仪固定在操作人员工作室内，由操作人员监控。此后每次启动装置后电磁检测仪直接调用标定的检测参数进行监测工作，通常无需再次进行标定。
所述实测过程中，包括如下步骤：
i．将圆管型电磁集成传感器的两端与实测用的发动机回油管连接固定，电磁检测仪向圆管型电磁集成传感器中的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组施加预置频率的脉冲激励信号，使圆管型电磁集成传感器中的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组分别产生相应的瞬态交变电磁场；
j．当电磁检测仪接收到外套式绝对电磁检测线圈发送的绝对信号时，判定为有实测金属磨粒群通过实测用的发动机回油管，将读取的二次反射磁场的检测数据通过所述关系曲线，得到实测用的发动机回油管中通过的实测金属磨粒的质量的数值，将该数值保存在电磁检测仪的存储介质中；所述的实测金属磨粒群内含有大量实测微小金属磨粒群和少量的较大质量的实测大金属磨粒，通常实测金属磨粒群将沿着圆管型电磁集成传感器的中轴线流动；
k．当电磁检测仪接收到外套式差动电磁检测线圈组发送的差动比较信号时，判定为有实测大金属磨粒通过实测用的发动机回油管，将读取的二次反射磁场的检测数据通过所述关系曲线，得到实测用的发动机回油管中通过的实测大金属磨粒的质量的数值，将该数值保存在电磁检测仪的存储器中；
l．当圆管型电磁集成传感器中的环形柔性阵列电磁探头组每个阵元线圈分别采集到的二次反射磁场信号强度相同时，电磁检测仪不记录这些二次反射磁场信号检测数据；当圆管型电磁集成传感器中的环形柔性阵列电磁探头组每个阵元线圈分别采集到的二次反射磁场信号强度不相同时，说明有实测大金属磨粒偏离圆管型电磁集成传感器中轴线通过了环形柔性阵列电磁探头组，电磁检测仪分析记录每个阵元线圈分别采集到的二次反射磁场信号强度的差值，将差值转换为相应实测大金属磨粒质量的修正值，并通过该修正值修正实测大金属磨粒偏离中轴线通过外套式差动电磁检测线圈组时产生的偏大的检测数据，并通过所述关系曲线，得到修正后的实测用的发动机回油管中通过的实测大金属磨粒的质量的数值，将该数值保存在电磁检测仪的存储介质中；
m．在一个预置的时间段内，对所有得到的通过圆管型电磁集成传感器的实测金属磨粒群的质量的数值进行累加计算，获得一个累加值，将该累加值与预置的已知质量标定金属磨粒群总质量的上限阈值进行比较判断，当该累加值大于或等于所述已知质量标定金属磨粒群总质量的上限阈值时，电磁检测仪发出报警信号。
进一步的，在所述首次标定过程中，所述已知材质和质量的标定金属磨粒群可以是铜、铝和铁金属磨粒，分别对铜、铝和铁金属磨粒执行所述步骤a、步骤b、步骤c、步骤d、步骤e、步骤f、步骤g、步骤h，由此分别得到一条以信号强度数据为横坐标、铜的质量的数值为纵坐标的铜的关系曲线，一条以信号强度数据为横坐标、铝的质量的数值为纵坐标的铝的关系曲线，一条以信号强度数据为横坐标、铁的质量的数值为纵坐标的铁的关系曲线，铜、铝和铁磨粒的材质通过信号相位数据区分；在实测过程中，分别执行步骤i、步骤j、步骤k、步骤l、步骤m得到实测用的发动机回油管中的实测金属磨粒群的二次反射磁场的检测数据，通过信号相位数据分析归类标定金属磨粒群的材质，并分别通过标定的铜的关系曲线、铝的关系曲线和铁的关系曲线，分别得到铜的质量的数值、铝的质量的数值和铁的质量的数值，实测过程中，由于发动机部件由各种金属组成，发动机油液中会含有多种金属磨粒，分类监测这些金属磨粒对于评估发动机工作状态与使用寿命有着非常重要的作用。
进一步的，在所述实测过程中，执行步骤i、步骤j、步骤k、步骤l之后，在步骤m中设置至少二个预置的时间段，在每个预置的时间段都对所有得到的通过圆管型电磁集成传感器的实测金属磨粒群的质量的数值进行累加计算，从而获得至少二个累加值，将所有累加值再进行累计获得总累加值，再将总累加值除以预置的时间段的数量，获得平均累加值，将该平均累加值与预置的已知材质和质量的标定金属磨粒群总质量的上限阈值进行比较判断，当该平均累加值大于或等于所述已知材质和质量的标定金属磨粒群总质量的上限阈值时，电磁检测仪发出报警信号，这种设置多个预置时间段的方法，可以进一步提高监测精度。
本发明的有益效果是，一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法及装置，采用绝对电磁检测、差动电磁检测和阵列电磁检测的集成组合检测方式对发动机油液内的金属磨粒进行在线动态检测，用“记忆”特征信号的方式，建立相应数据库，实时比对回油管内通过的各种形态不同、厚薄不均、材质各异的金属磨粒，通过对各种金属磨粒的分选和分析，及时判断出发动机的磨损情况，以确定是否产生报警信号，从而能够及时地消除由于发动机的磨损而存在的安全隐患。由于有效解决了高温、振动、外部电磁干扰等影响检测精度与灵敏度的问题，使得电磁检测方法可以真正应用于发动机油液在线动态监测工作，实时监控发动机的工作状态，保障其安全运行。
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法及装置不局限于实施例。
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是本发明第一个实施例的装置原理图。
图2是本发明第一个实施例的圆管型电磁集成传感器示意图。
图3是本发明第一个实施例的圆管型电磁集成传感器内部结构示意图。
图4是本发明第一个实施例的标定过程示意图。
图5是本发明第一个实施例的实测过程示意图。
图中，1.圆管型电磁集成传感器，2.传感器线缆，3.电磁检测仪，4.外套式绝对电磁检测线圈，5. 外套式差动电磁检测线圈组，6.环形柔性阵列电磁探头组，7.阵元线圈，8.柔性电路板，9.传感器输出多芯插座，10.非金属圆管，11.金属屏蔽管，12.金属转接环，13.标定用的发动机回油管，14.标准发动机油液，15. 标定金属磨粒群，16. 已标定微小金属磨粒群，17.已标定大金属磨粒，18.实测用的发动机回油管，19.实测发动机油液，20.实测金属磨粒群，21. 实测微小金属磨粒群，22. 实测大金属磨粒。
具体实施方式
在图1、图2、图3所示第一实施例中，一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法及装置，装置由圆管型电磁集成传感器（1）、传感器线缆（2）、电磁检测仪（3）组成；所述圆管型电磁集成传感器（1）由外套式绝对电磁检测线圈（4）、外套式差动电磁检测线圈组（5）、环形柔性阵列电磁探头组（6）、传感器输出多芯插座（9）、非金属圆管（10）、金属屏蔽管（11）、二个金属转接环（12）组成；所述的外套式绝对电磁检测线圈（4）由一个外缠绕电磁检测线圈组成，其绝对输出端连接至传感器输出多芯插座（9），外套式绝对电磁检测线圈（4）的材质为紫铜漆包线，尺寸规格和缠绕匝数根据相关电磁检测频率、精度和灵敏度要求确定，外套式绝对电磁检测线圈（4）的轴向覆盖宽度一般比外套式差动电磁检测线圈组（5）的轴向覆盖宽度大。所述的外套式差动电磁检测线圈组（5）由二个外缠绕电磁检测线圈反相连接组成，其差动输出端连接至传感器输出多芯插座（9），二个外缠绕电磁检测线圈的材质、尺寸、缠绕匝数完全相同，材质为紫铜漆包线，尺寸规格和缠绕匝数根据相关电磁检测频率、精度和灵敏度要求确定。所述的环形柔性阵列电磁探头组（6）由多个阵元线圈（7）均匀排列固定在柔性电路板（8）上组成，环形柔性阵列电磁探头组（6）周向均匀包裹固定在非金属圆管（10）外表，每个阵元线圈（7）的输出端通过柔性电路板（8）分别连接至传感器输出多芯插座（9）；每个阵元线圈（7）的材质、尺寸、缠绕匝数完全相同，材质为紫铜漆包线或其它导线，尺寸规格和缠绕匝数根据相关电磁检测频率和灵敏度要求制定；阵元线圈（7）的数量根据非金属圆管（10）的直径和检测精度要求确定，非金属圆管（10）直径越大、检测精度要求越高阵元线圈（7）的数量越多；所述的外套式绝对电磁检测线圈（4）、外套式差动电磁检测线圈组（5）、环形柔性阵列电磁探头组（6）分别固定缠绕在非金属圆管（10）外表面与金属屏蔽管（11）之间；所述非金属圆管（10）内径与发动机回油管（13，18）内径相同，非金属圆管（10）的长度大于外套式绝对电磁检测线圈（4）、外套式差动电磁检测线圈组（5）、环形柔性阵列电磁探头组（6）、传感器输出多芯插座（9）的宽度的总和；金属屏蔽管（11）长度与非金属圆管（10）长度相同，传感器输出多芯插座（9）固定在非金属圆管（10）外表面，并穿透金属屏蔽管（11）管壁，用于连接传感器线缆（2）；传感器输出多芯插座（9）的芯数规格根据外套式绝对电磁检测线圈（4）、外套式差动电磁检测线圈组（5）、环形柔性阵列电磁探头组（6）的输出端数量确定；所述的二个金属转接环（12）固定在金属屏蔽管（11）两端，金属转接环（12）的内径与发动机回油管（13，18）的外径相同，金属转接环（12）内表面有螺纹，用于连接发动机回油管（13，18）；所述的外套式绝对电磁检测线圈（4）、外套式差动电磁检测线圈组（5）、环形柔性阵列电磁探头组（6）、非金属圆管（10）、金属屏蔽管（11）、二个金属转接环（12）同轴。
所述一种提高发动机油液内金属磨粒在线动态监测精度的方法，包括首次标定和实测两个过程。
图4所示第一实施例中，所述首次标定过程包括如下步骤：
a．将圆管型电磁集成传感器（1）的两端与标定用的发动机回油管（13）连接固定，用传感器线缆（2）连接圆管型电磁集成传感器（1）与电磁检测仪（3），开启电磁检测仪（3），电磁检测仪（3）向圆管型电磁集成传感器（1）中的外套式绝对电磁检测线圈（4）、外套式差动电磁检测线圈组（5）、环形柔性阵列电磁探头组（6）施加预置频率的脉冲激励信号，使圆管型电磁集成传感器（1）中的外套式绝对电磁检测线圈（4）、外套式差动电磁检测线圈组（5）、环形柔性阵列电磁探头组（6）分别产生相应的瞬态交变电磁场；
b．让含有已知材质和质量的标定金属磨粒群（15）的标准发动机油液（14）以恒定的速度通过所述标定用的圆管型电磁集成传感器（1），所述的已知材质和质量的标定金属磨粒群（15）内含有材质相同、质量均匀相近的已标定微小金属磨粒群（16）和若干个间隔一定距离且质量较大的已标定大金属磨粒（17），通常标定金属磨粒群（15）将沿着圆管型电磁集成传感器（1）的中轴线流动；已知质量标定金属磨粒群（15）将依次流过外套式绝对电磁检测线圈（4）、外套式差动电磁检测线圈组（5）、环形柔性阵列电磁探头组（6）；
c. 首先，已知材质和质量的标定金属磨粒群（15）流经外套式绝对电磁检测线圈（4）时，受到外套式绝对电磁检测线圈（4）产生的瞬态交变电磁场的激励而产生相应的二次反射磁场，外套式绝对电磁检测线圈（4）拾取该二次反射磁场的绝对信号，并将该绝对信号传送至电磁检测仪（3）；电磁检测仪（3）将所述绝对信号处理成与该标定金属磨粒群（15）的已知材质和已知质量平均值成对应关系的检测数据，并显示相应的绝对信号图形或数值，检测数据包括信号强度数据和信号相位数据，信号强度数据对应已知质量平均值，信号相位数据对应已知材质；
d．随后，已知材质和质量的标定金属磨粒群（15）在流经外套式差动电磁检测线圈组（5）时，受到外套式差动电磁检测线圈组（5）产生的瞬态交变电磁场的激励而产生相应的二次反射磁场，由于外套式差动电磁检测线圈组（5）是由二个外套式电磁检测线圈反相连接组成，所产生的两个瞬态交变电磁场强度相同、相位相反，所以已知材质和质量的标定金属磨粒群（15）受到激励而产生的两个二次反射磁场强度相同、相位相反；当已知材质和质量的标定金属磨粒群中的所述已标定微小金属磨粒群（16）以恒定的速度均匀流经外套式差动电磁检测线圈组（5）时，产生的二次反射磁场强度均匀无变化；当已知材质和质量的标定金属磨粒群（15）中的所述已标定大金属磨粒（17）流过外套式差动电磁检测线圈组（5）时，二次反射磁场强度突然增大，外套式差动电磁检测线圈组（5）拾取该突然增大的二次反射磁场的差动比较检测信号，并将该差动比较检测信号传送至电磁检测仪（3）；电磁检测仪（3）将该差动比较检测信号处理成与该标定金属磨粒群（15）中的所述已标定大金属磨粒（17）的已知材质和已知质量的数值成对应关系的检测数据并显示相应的差动比较检测信号图形，检测数据包括信号强度数据和信号相位数据，信号强度数据对应已知质量，信号相位数据对应已知材质；
e．接下来，已知质量标定金属磨粒群（15）在流经环形柔性阵列电磁探头组（6）时，已知质量标定金属磨粒群（15）受到环形柔性阵列电磁探头组（6）中每个阵元线圈（7）产生的瞬态交变电磁场的激励而产生相对应的二次反射磁场，环形柔性阵列电磁探头组（6）中每个阵元线圈（7）各自拾取相对应的二次反射磁场，并将该的二次反射磁场信号传输至电磁检测仪（3），电磁检测仪（3）将所述二次反射磁场信号处理成与该标定金属磨粒群（15）的已知质量的数值成对应关系的检测数据；当标定金属磨粒群（15）以恒定的速度沿着圆管型电磁集成传感器（1）中轴线流动时，标定金属磨粒群（15）与环形柔性阵列电磁探头组（6）中每个阵元线圈（7）间的距离相等，产生的每个二次反射磁场信号强度相同，电磁检测仪（3）不记录这些二次反射磁场信号检测数据；当标定金属磨粒群（15）中的所述已标定大金属磨粒（17）偏离圆管型电磁集成传感器（1）的中轴线流动时，所述已标定大金属磨粒（17）与环形柔性阵列电磁探头组（6）中每个阵元线圈（7）间的距离不相等，产生的每个二次反射磁场信号强度不相同，距离所述已标定大金属磨粒（17）最近的阵元线圈（7）接收的二次反射磁场信号强度最大，电磁检测仪（3）分析记录这些二次反射磁场信号强度的差值，将差值转换为所述已标定大金属磨粒（17）质量的修正值，修正替换所述已标定大金属磨粒（17）偏离中轴线流经外套式差动电磁检测线圈组（4）时产生的偏大的信号强度数据；
f．不断地改变通过所述标定用的发动机回油管道（13）的已知材质标定金属磨粒群（15）的已知质量的数值，重复步骤b、步骤c、步骤d、步骤e，从而获得若干个与已知材质标定金属磨粒群（15）的已知质量的不同的数值成一一对应关系的检测数据；
g．由电磁检测仪（3）信号处理软件将上述若干个检测数据和与该若干个检测数据成一一对应关系的标定金属磨粒群（15）的已知质量的数值处理成一条以信号强度数据为横坐标，标定金属磨粒群（15）的质量的数值为纵坐标的关系曲线，其中，两点之间平滑处理，电磁检测仪（3）记录保存该关系曲线；
h．通过电磁检测仪（3）信号处理软件设定已知材质标定金属磨粒群（15）总质量的上限阈值。
在装置首次运行前进行标定后，所有标定参数已经保存到电磁检测仪（3）中，之后将装置中的圆管型电磁集成传感器（1）与实测用的发动机回油管（18）连接固定，电磁检测仪（3）固定在操作人员工作室内，由操作人员监控。此后每次启动装置后电磁检测仪（3）直接调用标定的检测参数进行监测工作，通常无需再次进行标定。
图5所示第一实施例中，所述实测过程包括如下步骤：
i．将圆管型电磁集成传感器（1）的两端与实测用的发动机回油管（18）连接固定，电磁检测仪（3）向圆管型电磁集成传感器（1）中的外套式绝对电磁检测线圈（4）、外套式差动电磁检测线圈组（5）、环形柔性阵列电磁探头组（6）施加预置频率的脉冲激励信号，使圆管型电磁集成传感器（1）中的外套式绝对电磁检测线圈（4）、外套式差动电磁检测线圈组（5）、环形柔性阵列电磁探头组（6）分别产生相应的瞬态交变电磁场；
j．当电磁检测仪（3）接收到外套式绝对电磁检测线圈（4）发送的绝对信号时，判定为有实测金属磨粒群（20）通过实测用的发动机回油管（18），将读取的二次反射磁场的检测数据通过所述关系曲线，得到实测用的发动机回油管（18）中通过的实测金属磨粒（20）的质量的数值，将该数值保存在电磁检测仪（3）的存储介质中；所述的实测金属磨粒群（20）内含有大量实测微小金属磨粒群（21）和少量的较大质量的实测大金属磨粒（22），通常实测金属磨粒群（20）将沿着圆管型电磁集成传感器（1）的中轴线流动；
k．当电磁检测仪（3）接收到外套式差动电磁检测线圈组（5）发送的差动比较信号时，判定为有实测大金属磨粒（22）通过实测用的发动机回油管（18），将读取的二次反射磁场的检测数据通过所述关系曲线，得到实测用的发动机回油管（18）中通过的实测大金属磨粒（22）的质量的数值，将该数值保存在电磁检测仪（3）的存储器中；
l．当圆管型电磁集成传感器（1）中的环形柔性阵列电磁探头组（6）每个阵元线圈（7）分别采集到的二次反射磁场信号强度相同时，电磁检测仪（3）不记录这些二次反射磁场信号检测数据；当圆管型电磁集成传感器（1）中的环形柔性阵列电磁探头组（6）每个阵元线圈（7）分别采集到的二次反射磁场信号强度不相同时，说明有实测大金属磨粒（22）偏离圆管型电磁集成传感器（1）中轴线通过了环形柔性阵列电磁探头组（6），电磁检测仪（3）分析记录每个阵元线圈（7）分别采集到的二次反射磁场信号强度的差值，将差值转换为相应实测大金属磨粒（22）质量的修正值，并通过该修正值修正实测大金属磨粒（22）偏离中轴线通过外套式差动电磁检测线圈组（5）时产生的偏大的检测数据，并通过所述关系曲线，得到修正后的实测用的发动机回油管（18）中通过的实测大金属磨粒（22）的质量的数值，将该数值保存在电磁检测仪（3）的存储介质中；
m．在一个预置的时间段内，对所有得到的通过圆管型电磁集成传感器（1）的实测金属磨粒群（20）的质量的数值进行累加计算，获得一个累加值，将该累加值与预置的已知质量标定金属磨粒群（15）总质量的上限阈值进行比较判断，当该累加值大于或等于所述已知质量标定金属磨粒群（15）总质量的上限阈值时，电磁检测仪（3）发出报警信号。
在第二实施例中，本发明与第一实施例的不同之处在于：
进一步的，在所述首次标定过程中，所述已知材质和质量的标定金属磨粒群（15）可以是铜、铝和铁金属磨粒，分别对铜、铝和铁金属磨粒执行所述步骤a、步骤b、步骤c、步骤d、步骤e、步骤f、步骤g、步骤h，由此分别得到一条以信号强度数据为横坐标、铜的质量的数值为纵坐标的铜的关系曲线，一条以信号强度数据为横坐标、铝的质量的数值为纵坐标的铝的关系曲线，一条以信号强度数据为横坐标、铁的质量的数值为纵坐标的铁的关系曲线，铜、铝和铁磨粒的材质通过信号相位数据区分；在实测过程中，分别执行步骤i、步骤j、步骤k、步骤l、步骤m得到实测用的发动机回油管（18）中的实测金属磨粒群（20）的二次反射磁场的检测数据，通过信号相位数据分析归类标定金属磨粒群（15）的材质，并分别通过标定的铜的关系曲线、铝的关系曲线和铁的关系曲线，分别得到铜的质量的数值、铝的质量的数值和铁的质量的数值，实测过程中，由于发动机部件由各种金属组成，发动机油液中会含有多种金属磨粒，分类监测这些金属磨粒对于评估发动机工作状态与使用寿命有着非常重要的作用。
在第三实施例中，本发明与第一实施例的不同之处在于：
进一步的，在所述实测过程中，执行步骤i、步骤j、步骤k、步骤l之后，在步骤m中设置至少二个预置的时间段，在每个预置的时间段都对所有得到的通过圆管型电磁集成传感器（1）的实测金属磨粒群（20）的质量的数值进行累加计算，从而获得至少二个累加值，将所有累加值再进行累计获得总累加值，再将总累加值除以预置的时间段的数量，获得平均累加值，将该平均累加值与预置的已知材质和质量的标定金属磨粒群（15）总质量的上限阈值进行比较判断，当该平均累加值大于或等于所述已知材质和质量的标定金属磨粒群（15）总质量的上限阈值时，电磁检测仪（3）发出报警信号，这种设置多个预置时间段的方法，可以进一步提高监测精度。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法及装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的装置，其特征在于：装置由圆管型电磁集成传感器、传感器线缆、电磁检测仪组成；所述圆管型电磁集成传感器由外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组、传感器输出多芯插座、非金属圆管、金属屏蔽管、二个金属转接环组成；所述的外套式绝对电磁检测线圈由一个外缠绕电磁检测线圈组成，其绝对输出端连接至传感器输出多芯插座，外套式绝对电磁检测线圈的材质为紫铜漆包线，尺寸规格和缠绕匝数根据相关电磁检测频率、精度和灵敏度要求确定，外套式绝对电磁检测线圈的轴向覆盖宽度比外套式差动电磁检测线圈组的轴向覆盖宽度大；所述的外套式差动电磁检测线圈组由二个外缠绕电磁检测线圈反相连接组成，其差动输出端连接至传感器输出多芯插座，二个外缠绕电磁检测线圈的材质、尺寸、缠绕匝数完全相同，材质为紫铜漆包线，尺寸规格和缠绕匝数根据相关电磁检测频率、精度和灵敏度要求确定；所述的环形柔性阵列电磁探头组由多个阵元线圈均匀排列固定在柔性电路板上组成，环形柔性阵列电磁探头组周向均匀包裹固定在非金属圆管外表，每个阵元线圈的输出端通过柔性电路板分别连接至传感器输出多芯插座；每个阵元线圈的材质、尺寸、缠绕匝数完全相同，材质为紫铜漆包线或其它导线，尺寸规格和缠绕匝数根据相关电磁检测频率和灵敏度要求制定；阵元线圈的数量根据非金属圆管的直径和检测精度要求确定，非金属圆管直径越大、检测精度要求越高阵元线圈的数量越多；所述的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组分别固定缠绕在非金属圆管外表面与金属屏蔽管之间；所述非金属圆管内径与发动机回油管内径相同，非金属圆管的长度大于外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组、传感器输出多芯插座的宽度的总和；金属屏蔽管长度与非金属圆管长度相同，传感器输出多芯插座固定在非金属圆管外表面，并穿透金属屏蔽管管壁，用于连接传感器线缆；传感器输出多芯插座的芯数规格根据外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组的输出端数量确定；所述的二个金属转接环固定在金属屏蔽管两端，金属转接环的内径与发动机回油管的外径相同，金属转接环内表面有螺纹，用于连接发动机回油管；所述的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组、非金属圆管、金属屏蔽管、二个金属转接环同轴。
2.一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法，其特征在于：所述监测方法包括首次标定和实测两个过程；
所述首次标定过程为，在首次使用装置时，装置需要进行标定，首次标定过程包括如下步骤：
a．将圆管型电磁集成传感器的两端与标定用的发动机回油管连接固定，用传感器线缆连接圆管型电磁集成传感器与电磁检测仪，开启电磁检测仪，电磁检测仪向圆管型电磁集成传感器中的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组施加预置频率的脉冲激励信号，使圆管型电磁集成传感器中的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组分别产生相应的瞬态交变电磁场；
b．让含有已知材质和质量的标定金属磨粒群的标准发动机油液以恒定的速度通过所述标定用的圆管型电磁集成传感器，所述的已知材质和质量的标定金属磨粒群内含有材质相同、质量均匀相近的已标定微小金属磨粒群和若干个间隔一定距离且质量较大的已标定大金属磨粒，通常标定金属磨粒群将沿着圆管型电磁集成传感器的中轴线流动；已知质量标定金属磨粒群将依次流过外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组；
c. 首先，已知材质和质量的标定金属磨粒群流经外套式绝对电磁检测线圈时，受到外套式绝对电磁检测线圈产生的瞬态交变电磁场的激励而产生相应的二次反射磁场，外套式绝对电磁检测线圈拾取该二次反射磁场的绝对信号，并将该绝对信号传送至电磁检测仪；电磁检测仪将所述绝对信号处理成与该标定金属磨粒群的已知材质和已知质量平均值成对应关系的检测数据，并显示相应的绝对信号图形或数值，检测数据包括信号强度数据和信号相位数据，信号强度数据对应已知质量平均值，信号相位数据对应已知材质；
d．随后，已知材质和质量的标定金属磨粒群在流经外套式差动电磁检测线圈组时，受到外套式差动电磁检测线圈组产生的瞬态交变电磁场的激励而产生相应的二次反射磁场，由于外套式差动电磁检测线圈组是由二个外套式电磁检测线圈反相连接组成，所产生的两个瞬态交变电磁场强度相同、相位相反，所以已知材质和质量的标定金属磨粒群受到激励而产生的两个二次反射磁场强度相同、相位相反；当已知材质和质量的标定金属磨粒群中的所述已标定微小金属磨粒群以恒定的速度均匀流经外套式差动电磁检测线圈组时，产生的二次反射磁场强度均匀无变化；当已知材质和质量的标定金属磨粒群中的所述已标定大金属磨粒流过外套式差动电磁检测线圈组时，二次反射磁场强度突然增大，外套式差动电磁检测线圈组拾取该突然增大的二次反射磁场的差动比较检测信号，并将该差动比较检测信号传送至电磁检测仪；电磁检测仪将该差动比较检测信号处理成与该标定金属磨粒群中的所述已标定大金属磨粒的已知材质和已知质量的数值成对应关系的检测数据并显示相应的差动比较检测信号图形，检测数据包括信号强度数据和信号相位数据，信号强度数据对应已知质量，信号相位数据对应已知材质；
e．接下来，已知质量标定金属磨粒群在流经环形柔性阵列电磁探头组时，已知质量标定金属磨粒群受到环形柔性阵列电磁探头组中每个阵元线圈产生的瞬态交变电磁场的激励而产生相对应的二次反射磁场，环形柔性阵列电磁探头组中每个阵元线圈各自拾取相对应的二次反射磁场，并将该的二次反射磁场信号传输至电磁检测仪，电磁检测仪将所述二次反射磁场信号处理成与该标定金属磨粒群的已知质量的数值成对应关系的检测数据；当标定金属磨粒群以恒定的速度沿着圆管型电磁集成传感器中轴线流动时，标定金属磨粒群与环形柔性阵列电磁探头组中每个阵元线圈间的距离相等，产生的每个二次反射磁场信号强度相同，电磁检测仪不记录这些二次反射磁场信号检测数据；当标定金属磨粒群中的所述已标定大金属磨粒偏离圆管型电磁集成传感器的中轴线流动时，所述已标定大金属磨粒与环形柔性阵列电磁探头组中每个阵元线圈间的距离不相等，产生的每个二次反射磁场信号强度不相同，距离所述已标定大金属磨粒最近的阵元线圈接收的二次反射磁场信号强度最大，电磁检测仪分析记录这些二次反射磁场信号强度的差值，将差值转换为所述已标定大金属磨粒质量的修正值，修正替换所述已标定大金属磨粒偏离中轴线流经外套式差动电磁检测线圈组时产生的偏大的信号强度数据；
f．不断地改变通过所述标定用的发动机回油管道的已知材质标定金属磨粒群的已知质量的数值，重复步骤b、步骤c、步骤d、步骤e，从而获得若干个与已知材质标定金属磨粒群的已知质量的不同的数值成一一对应关系的检测数据；
g．由电磁检测仪信号处理软件将上述若干个检测数据和与该若干个检测数据成一一对应关系的标定金属磨粒群的已知质量的数值处理成一条以信号强度数据为横坐标，标定金属磨粒群的质量的数值为纵坐标的关系曲线，其中，两点之间平滑处理，电磁检测仪记录保存该关系曲线；
h．通过电磁检测仪信号处理软件设定已知材质标定金属磨粒群总质量的上限阈值；
所述实测过程，包括如下步骤：
i．将圆管型电磁集成传感器的两端与实测用的发动机回油管连接固定，电磁检测仪向圆管型电磁集成传感器中的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组施加预置频率的脉冲激励信号，使圆管型电磁集成传感器中的外套式绝对电磁检测线圈、外套式差动电磁检测线圈组、环形柔性阵列电磁探头组分别产生相应的瞬态交变电磁场；
j．当电磁检测仪接收到外套式绝对电磁检测线圈发送的绝对信号时，判定为有实测金属磨粒群通过实测用的发动机回油管，将读取的二次反射磁场的检测数据通过所述关系曲线，得到实测用的发动机回油管中通过的实测金属磨粒的质量的数值，将该数值保存在电磁检测仪的存储介质中；所述的实测金属磨粒群内含有大量实测微小金属磨粒群和少量的较大质量的实测大金属磨粒，通常实测金属磨粒群将沿着圆管型电磁集成传感器的中轴线流动；
k．当电磁检测仪接收到外套式差动电磁检测线圈组发送的差动比较信号时，判定为有实测大金属磨粒通过实测用的发动机回油管，将读取的二次反射磁场的检测数据通过所述关系曲线，得到实测用的发动机回油管中通过的实测大金属磨粒的质量的数值，将该数值保存在电磁检测仪的存储器中；
l．当圆管型电磁集成传感器中的环形柔性阵列电磁探头组每个阵元线圈分别采集到的二次反射磁场信号强度相同时，电磁检测仪不记录这些二次反射磁场信号检测数据；当圆管型电磁集成传感器中的环形柔性阵列电磁探头组每个阵元线圈分别采集到的二次反射磁场信号强度不相同时，说明有实测大金属磨粒偏离圆管型电磁集成传感器中轴线通过了环形柔性阵列电磁探头组，电磁检测仪分析记录每个阵元线圈分别采集到的二次反射磁场信号强度的差值，将差值转换为相应实测大金属磨粒质量的修正值，并通过该修正值修正实测大金属磨粒偏离中轴线通过外套式差动电磁检测线圈组时产生的偏大的检测数据，并通过所述关系曲线，得到修正后的实测用的发动机回油管中通过的实测大金属磨粒的质量的数值，将该数值保存在电磁检测仪的存储介质中；
m．在一个预置的时间段内，对所有得到的通过圆管型电磁集成传感器的实测金属磨粒群的质量的数值进行累加计算，获得一个累加值，将该累加值与预置的已知质量标定金属磨粒群总质量的上限阈值进行比较判断，当该累加值大于或等于所述已知质量标定金属磨粒群总质量的上限阈值时，电磁检测仪发出报警信号。
3.根据权利要求2所述的一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法，其特征在于：进一步的，在所述首次标定过程中，所述已知材质和质量的标定金属磨粒群可以是铜、铝和铁金属磨粒，分别对铜、铝和铁金属磨粒执行所述步骤a、步骤b、步骤c、步骤d、步骤e、步骤f、步骤g、步骤h，由此分别得到一条以信号强度数据为横坐标、铜的质量的数值为纵坐标的铜的关系曲线，一条以信号强度数据为横坐标、铝的质量的数值为纵坐标的铝的关系曲线，一条以信号强度数据为横坐标、铁的质量的数值为纵坐标的铁的关系曲线，铜、铝和铁磨粒的材质通过信号相位数据区分；在实测过程中，分别执行步骤i、步骤j、步骤k、步骤l、步骤m得到实测用的发动机回油管中的实测金属磨粒群的二次反射磁场的检测数据，通过信号相位数据分析归类标定金属磨粒群的材质，并分别通过标定的铜的关系曲线、铝的关系曲线和铁的关系曲线，分别得到铜的质量的数值、铝的质量的数值和铁的质量的数值。
4.根据权利要求2所述的一种提高发动机油液金属磨粒在线监测精度的方法，其特征在于：进一步的，在所述实测过程中，执行步骤i、步骤j、步骤k、步骤l之后，在步骤m中设置至少二个预置的时间段，在每个预置的时间段都对所有得到的通过圆管型电磁集成传感器的实测金属磨粒群的质量的数值进行累加计算，从而获得至少二个累加值，将所有累加值再进行累计获得总累加值，再将总累加值除以预置的时间段的数量，获得平均累加值，将该平均累加值与预置的已知材质和质量的标定金属磨粒群总质量的上限阈值进行比较判断，当该平均累加值大于或等于所述已知材质和质量的标定金属磨粒群总质量的上限阈值时，电磁检测仪发出报警信号。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11499454B2 (en) * | 2020-02-14 | 2022-11-15 | Cummins Inc. | Systems and methods for reliably detecting wear metal particles in lubrication systems to avoid progressive damage |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103217365B (zh) * | 2013-03-29 | 2015-04-08 | 电子科技大学 | 一种在线油路磨粒监测装置 |
| CN103398923B (zh) * | 2013-07-24 | 2016-03-23 | 中国矿业大学 | 一种油液金属磨粒在线监测系统及其监测方法 |
| CN105300863A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-02-03 | 北京至感传感器技术研究院有限公司 | 液体油中的铁磁磨粒的检测装置和检测方法 |
| CN107576719A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-01-12 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 一种提高在线油液金属磨粒电磁监测准确度的方法 |
| CN107589171B (zh) * | 2017-11-08 | 2019-03-19 | 湖南挚新科技发展有限公司 | 油液管路中所含金属检测系统 |
| CN108152361B (zh) * | 2017-12-28 | 2021-09-21 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 在线发动机油液金属磨粒及温度集成监测装置及方法 |
| CN108426822B (zh) * | 2018-06-15 | 2020-06-12 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 一种油液磨粒偏心灵敏度电磁检测装置及方法 |
| CN109100270B (zh) * | 2018-08-29 | 2020-10-02 | 大连海事大学 | 一种环形微流道油液检测装置及其制作方法 |
| CN109579894A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-04-05 | 西人马联合测控（泉州）科技有限公司 | 一种滑油金属屑末传感器的标定方法及系统 |
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| CN110389168B (zh) * | 2019-07-23 | 2022-11-22 | 电子科技大学 | 一种基于磁性探测原理与电感法的发动机金属屑检测方法 |
| CN111307671B (zh) * | 2019-12-26 | 2025-01-17 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 一种蜂窝状在线油液金属磨粒电磁检测传感器 |
| CN111537402B (zh) * | 2020-06-04 | 2025-03-25 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 一种推回式油液无损电磁检测方法及其装置 |
| CN111914449B (zh) * | 2020-07-17 | 2023-07-28 | 中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所 | 一种微颗粒特征参数识别的数值分析方法 |
| CN112697659A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-23 | 重庆邮电大学 | 一种基于平面感应线圈的金属磨粒检测传感器结构及检测方法 |
| CN112504921B (zh) * | 2020-12-24 | 2022-06-24 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 一种电磁检测油液磨粒的相位幅度分析方法及其检测装置 |
| CN113031108A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 远景能源有限公司 | 一种工作液金属颗粒检测设备的标定系统及方法 |
| CN113029887B (zh) * | 2021-03-19 | 2024-01-16 | 爱德森（厦门）电子有限公司 | 一种油液铁磁性颗粒的检测方法及其检测装置 |
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| CN116046622B (zh) * | 2023-02-21 | 2023-06-13 | 山东中科普锐检测技术有限公司 | 油液磁性颗粒监测单元、智能维护系统及控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0778937A1 (en) * | 1994-08-31 | 1997-06-18 | University Of Edinburgh | Debris monitoring |
| CA2117871C (en) * | 1993-11-01 | 1997-09-23 | Robert W. Kempster | Detection of particles in a fluid |
| WO2007121879A1 (de) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Argo-Hytos Gmbh | Verfahren und sensorvorrichtung zur bestimmung der partikelzahl in einem ölvolumen |
| CN102331389A (zh) * | 2010-11-30 | 2012-01-25 | 蒋伟平 | 一种高灵敏度的油液磨粒在线监测传感器 |
| CN102331390A (zh) * | 2010-11-30 | 2012-01-25 | 蒋伟平 | 流动油液金属颗粒在线监测传感器 |
-
2012
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2117871C (en) * | 1993-11-01 | 1997-09-23 | Robert W. Kempster | Detection of particles in a fluid |
| EP0778937A1 (en) * | 1994-08-31 | 1997-06-18 | University Of Edinburgh | Debris monitoring |
| WO2007121879A1 (de) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Argo-Hytos Gmbh | Verfahren und sensorvorrichtung zur bestimmung der partikelzahl in einem ölvolumen |
| CN102331389A (zh) * | 2010-11-30 | 2012-01-25 | 蒋伟平 | 一种高灵敏度的油液磨粒在线监测传感器 |
| CN102331390A (zh) * | 2010-11-30 | 2012-01-25 | 蒋伟平 | 流动油液金属颗粒在线监测传感器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| In-line oil debris monitor for aircraft engine condition assessment;JL Miller, etc.;《Aerospace Conference Proceedings》;20000325;第6卷;全文 * |
| JL Miller, etc..In-line oil debris monitor for aircraft engine condition assessment.《Aerospace Conference Proceedings》.2000,第6卷49-56. |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11499454B2 (en) * | 2020-02-14 | 2022-11-15 | Cummins Inc. | Systems and methods for reliably detecting wear metal particles in lubrication systems to avoid progressive damage |
| US11828743B2 (en) * | 2020-02-14 | 2023-11-28 | Cummins Inc. | Systems and methods for reliably detecting wear metal particles in lubrication systems to avoid progressive damage |
Also Published As
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