一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器及檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器，包括石英晶振片、筒狀殼體和三層支架結構，以及安裝在所述筒狀殼體內(nèi)部的永磁結構、探針、頻率檢測電路和接線端子，所述三層支架結構為筒狀，將其安裝在所述筒狀殼體的頂部，所述石英晶振片安裝在所述三層支架結構中部橫截面處，所述石英晶振片下方設置所述永磁結構和所述探針。所述探針與其下方的所述頻率檢測電路連接，所述頻率檢測電路與所述接線端子連接。本發(fā)明采用先進的石英晶體微天平傳感器技術檢測潤滑油中的鐵粉含量，實現(xiàn)了石英晶體微天平傳感器的檢測功能，并將其成功應用于潤滑油的鐵粉含量檢測，具有靈敏度高，精確度高，穩(wěn)定性好，壽命長等優(yōu)點。
【專利說明】一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器及檢測方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及潤滑油檢測【技術領域】，尤其是一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器及檢測方法。
【背景技術】
[0003]潤滑油是用在各種類型機械上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體潤滑劑，起著潤滑、冷卻、密封、緩沖等重要作用。因此，潤滑油的品質(zhì)關系著機械產(chǎn)品的使用安全和壽命，同時，潤滑油在使用過程中的性能狀態(tài)也反映了機械設備的運行狀況，比如，檢測潤滑油液中的鐵粉含量，可直接反映機械設備的磨損狀態(tài)，對及時發(fā)現(xiàn)設備的故障隱患有重要價值。傳統(tǒng)的潤滑油檢測大多是采用昂貴的分析設備和繁瑣的檢測程序，雖然分析準確度高，但也存在成本高、周期長等缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器及檢測方法，采用先進的石英晶體微天平傳感器技術檢測潤滑油中的鐵粉含量，實現(xiàn)了石英晶體微天平傳感器的檢測功能，并將其成功應用于潤滑油的鐵粉含量檢測，具有靈敏度高，精確度聞，穩(wěn)定性好，壽命長等優(yōu)點。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術方案:
一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器，包括石英晶振片、筒狀殼體和三層支架結構，以及安裝在所述筒狀殼體內(nèi)部的永磁結構、探針、頻率檢測電路和接線端子，
所述三層支架結構為筒狀，將其安裝在所述筒狀殼體的頂部，所述石英晶振片安裝在所述三層支架結構中部橫截面處，
所述石英晶振片下方設置所述永磁結構和所述探針。
[0006]所述探針與其下方的所述頻率檢測電路連接，所述頻率檢測電路與所述接線端子連接。
[0007]進一步地，所述三層支架包括均為環(huán)形的底層支架、中層支架和頂層支架，
所述底層支架安裝在所述筒狀殼體內(nèi)，在其頂面上、環(huán)繞其中間孔洞設有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽內(nèi)安裝有O型密封圈，
所述中層支架設置在所述底層支架上方，在所述中層支架底面、環(huán)繞其中間孔洞設有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽內(nèi)安裝有O型密封圈，
所述石英晶振片夾在所述底層支架與所述中層支架之間，被所述底層支架和中層支架上的兩個O型密封圈夾緊，
所述頂層支架與所述筒狀殼體頂部螺紋連接，所述頂層支架底面與其下方的所述中層支架壓力接觸。
[0008]進一步地，所述永磁結構位于所述石英晶振片的中間位置，所述探針有兩個，位于所述永磁結構兩側。
[0009]所述一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器的檢測方法，包括如下步驟:
a.取多組不同已知含鐵濃度的油樣進行測量，將測得每組所述已知含鐵濃度的油樣對應的輸出頻率；
b.將a步驟中每一組所述已知含鐵濃度的油樣的濃度和輸出頻率分別對應平面坐標系內(nèi)一點的X和y坐標值，將各所述已知含鐵濃度的油樣對應的各點繪制到平面坐標系中，用平滑曲線連接所述各點獲得函數(shù)圖像，并根據(jù)所述函數(shù)圖像和所述已知含鐵濃度的油樣的濃度和輸出頻率計算得出函數(shù)式；
c.取未知含鐵濃度的油樣并測得該未知含鐵濃度的油樣的輸出頻率，將該測得的輸出頻率帶入步驟b中獲得的函數(shù)式中，計算獲得該未知含鐵濃度的油樣的濃度。
[0010]本發(fā)明一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器及檢測方法，采用先進的石英晶體微天平傳感器技術檢測潤滑油中的鐵粉含量，實現(xiàn)了石英晶體微天平傳感器的檢測功能，并將其成功應用于潤滑油的鐵粉含量檢測，具有靈敏度高，精確度高，穩(wěn)定性好，壽命長等優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所述一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器示意圖；
圖2為根據(jù)七組已知含鐵濃度的油樣的濃度和輸出頻率繪制的二元二次函圖像及得出的函數(shù)式，
圖中每個黑點表示每組已知含鐵濃度的油樣對應的點，圖右側即為函數(shù)式。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本發(fā)明的保護范圍有任何的限制作用。
[0013]如圖1所示的一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器，包括筒狀殼體8和三層支架結構，以及安裝在所述筒狀殼體8內(nèi)部的永磁結構5、探針6、頻率檢測電路7和接線端子9，
三層支架結構為筒狀安裝在筒狀殼體8的頂部，石英晶振片I安裝在三層支架結構中部橫截面處，
石英晶振片I下方設置永磁結構5和探針6，探針6與石英晶振片I接觸，作用是電氣連接石英晶振片I與頻率檢測電路7，
石英晶振片I為AT切型，基頻為IMHz至20MHz ;石英晶振片兩側鍍有以鉻為基底的鍍金膜，通過圖形設計將兩側電極引至同一側，便于安裝應用。
[0014]探針6與其下方的頻率檢測電路7連接，頻率檢測電路7與接線端子9連接， 本實施例中永磁結構5為永磁鋼，其設置目的是將待測潤滑油油樣中的鐵粉可靠吸附于石英晶振片表面。
[0015]三層支架包括均為環(huán)形的底層支架4、中層支架3和頂層支架2，
底層支架4安裝在筒狀殼體8內(nèi)，在其頂面上、環(huán)繞其中間孔洞設有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)安裝有O型密封圈10， 中層支架3設置在底層支架4上方，在中層支架3底面、環(huán)繞其中間孔洞設有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)安裝有O型密封圈10，
石英晶振片I夾在底層支架4與中層支架3之間，被底層支架4和中層支架3上的兩個O型密封圈10夾緊，
頂層支架2與筒狀殼體8頂部螺紋連接，頂層支架2底面與其下方的中層支架3壓力接觸。
[0016]永磁結構5位于石英晶振片I的中間位置，探針6有兩個,位于永磁結構5兩側。
[0017]使用時，將待測油樣滴到石英晶振片I上與永磁結構5相反一側表面，當待測油樣中鐵粉含量不同時，積累在石英晶振片I表面的鐵粉量不同，由此引起的頻率變化量也就不同，頻率檢測電路7通過鍍金的探針6與石英晶振片I連接，實時輸出石英晶振片I的振蕩頻率。
[0018]一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器的檢測方法包括如下步驟:
a.取多組不同已知含鐵濃度的油樣進行測量，測得每組已知含鐵濃度的油樣對應的輸出頻率；
已知含鐵濃度的油樣組數(shù)可依據(jù)需要進行不同的選取，可取六組、七組或八組等等，本實施例中分別取已知含鐵濃度的油樣七組，每組10ml，濃度依次為0ppm、23.5 ppm、47.5ppm、71.5 ppm、96.5 ppm、117 ppm和147.5 ppm,由一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器測量依次輸出的頻率為 4995862Hz、4996002 Hz,4996148 Hz,4996265 Hz,4996329 Hz、4996388 Hz 和 4996492Hz。
[0019]b.將a步驟中每一組已知含鐵濃度的油樣的濃度和輸出頻率分別對應平面坐標系內(nèi)一點的X和y坐標值，將各已知含鐵濃度的油樣對應的各點繪制到平面坐標系中，用平滑曲線連接各點獲得函數(shù)圖像，并根據(jù)函數(shù)圖像和已知含鐵濃度的油樣的濃度和輸出頻率計算得出函數(shù)式；
如圖2所示，將a步驟中各已知含鐵濃度的油樣對應平面坐標系中七個點依次為(0，4995862)、(23.5,4996002), (47.5，4996148)、(71.5,4996265), (96.5,4996329), (117，4996388)和(147.5，4996492)，將這七個點依次繪制到x軸表示鐵粉含量單位為ppm、y軸為輸出頻率單位為Hz的平面直角坐標系中，并用平滑曲線將該七個點連接獲得二元二次函數(shù)圖像以及二元二次函數(shù)式。圖2函數(shù)式中5E+06為4995865的科學計數(shù)法表示，即5X106 ；R2為曲線擬合程度的指標，反應估計值與對應的實際數(shù)據(jù)之間的擬合程度，取值為O至I之間的數(shù)值，越接近I時，其擬合程度就越高，反之則擬合程度較低。
[0020]c.取未知含鐵濃度的油樣并測得該未知含鐵濃度的油樣的輸出頻率，將該測得的輸出頻率帶入步驟b中獲得的函數(shù)式中，計算獲得該未知含鐵濃度的油樣的濃度。
[0021]如取1ml未知含鐵濃度的油樣測得其輸出頻率為4996062Hz，則可根據(jù)二元二次函數(shù)式算得未知含鐵濃度的油樣對應含鐵濃度為33ppm ;如取1ml未知含鐵濃度的油樣測得其輸出頻率為4996420Hz，則可根據(jù)二元二次函數(shù)式算得未知含鐵濃度的油樣對應含鐵濃度為121ppm。
[0022]本發(fā)明一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器及檢測方法，采用先進的石英晶體微天平傳感器技術檢測潤滑油中的鐵粉含量，實現(xiàn)了石英晶體微天平傳感器的檢測功能，并將其成功應用于潤滑油的鐵粉含量檢測，具有靈敏度高，精確度高，穩(wěn)定性好，壽命長等優(yōu)
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【權利要求】
1.一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器，其特征在于，包括石英晶振片、筒狀殼體和三層支架結構，以及安裝在所述筒狀殼體內(nèi)部的永磁結構、探針、頻率檢測電路和接線端子， 所述三層支架結構為筒狀，將其安裝在所述筒狀殼體的頂部，所述石英晶振片安裝在所述三層支架結構中部橫截面處， 所述石英晶振片下方設置所述永磁結構和所述探針； 所述探針與其下方的所述頻率檢測電路連接，所述頻率檢測電路與所述接線端子連接。
2.如權利要求1所述一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器，其特征在于，所述三層支架包括均為環(huán)形的底層支架、中層支架和頂層支架， 所述底層支架安裝在所述筒狀殼體內(nèi)，在其頂面上、環(huán)繞其中間孔洞設有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽內(nèi)安裝有O型密封圈， 所述中層支架設置在所述底層支架上方，在所述中層支架底面、環(huán)繞其中間孔洞設有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽內(nèi)安裝有O型密封圈， 所述石英晶振片夾在所述底層支架與所述中層支架之間，被所述底層支架和中層支架上的兩個O型密封圈夾緊， 所述頂層支架與所述筒狀殼體頂部螺紋連接，所述頂層支架底面與其下方的所述中層支架壓力接觸。
3.如權利要求1或2所述一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器，其特征在于，所述永磁結構位于所述石英晶振片的中間位置，所述探針有兩個，位于所述永磁結構兩側。
4.如權利要求1所述一種檢測潤滑油中鐵粉含量的傳感器的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟: a.取多組不同已知含鐵濃度的油樣進行測量，測得每組所述已知含鐵濃度的油樣對應的輸出頻率； b.每一組所述已知含鐵濃度的油樣的濃度和輸出頻率分別對應平面坐標系內(nèi)一點的X和y坐標值，將各所述已知含鐵濃度的油樣對應的各點繪制到平面坐標系中，用平滑曲線連接所述各點獲得函數(shù)圖像，并根據(jù)所述函數(shù)圖像和所述已知含鐵濃度的油樣的濃度和輸出頻率計算得出函數(shù)式； c.取未知含鐵濃度的油樣并測得該未知含鐵濃度的油樣的輸出頻率，將該測得的輸出頻率帶入步驟b中獲得的函數(shù)式中，計算獲得該未知含鐵濃度的油樣的濃度。
【文檔編號】G01N5/02GK104165820SQ201410407196
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權日:2014年8月19日
【發(fā)明者】李暉英, 殷宗平, 亓俊濤 申請人:北京華安廣通科技發(fā)展有限公司