專利名稱：一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無損檢測方法及裝置，特別是涉及一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)動機是一種能夠把其它形式的能轉(zhuǎn)化為另一種能的機器，是一種產(chǎn)生動力的機械裝置，發(fā)動機廣泛使用在各類交通運輸工具上，比如飛機、輪船、火車、汽車等等。發(fā)動機屬于交通運輸工具中的“心臟”部件，發(fā)動機的工作狀況將直接影響到交通運輸工具的行駛和安全，如果發(fā)動機的組成部件在使用過程中產(chǎn)生了較大的磨損，就會影響到發(fā)動機的正常工作，因此，對發(fā)動機的磨損狀態(tài)進行監(jiān)測和故障診斷，才能保障發(fā)動機的正常工作?，F(xiàn)有技術(shù)中，對發(fā)動機的磨損狀態(tài)進行檢測通常是采用油液檢測法，油液檢測法是在不解體 發(fā)動機的情況下對發(fā)動機磨損狀況進行監(jiān)測的一種方法，它通過抽取發(fā)動機中的潤滑油對發(fā)動機磨損狀態(tài)進行分析判斷，現(xiàn)有技術(shù)的油液檢測法主要有油液光譜分析方法和油液鐵譜分析方法。上述的兩種方法中，無論是那一種，都需要從發(fā)動機中抽取潤滑油，然后再到實驗室內(nèi)中對抽取的潤滑油中的金屬磨粒進行分析，屬于對發(fā)動機油液的離線檢測，這種離線檢測方式的檢測周期過長，不能及時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機存在的安全隱患。在線電磁油液監(jiān)測裝置檢測速度快，易于實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測，目前國外已有少量的在線電磁檢測裝置和方法，但裝置方法較為單一，所設(shè)計的電磁檢測傳感器多為單一的檢測線圈，由于發(fā)動機通常工作環(huán)境較為惡劣，因此，存在正常的磨損，即產(chǎn)生相對均勻的微小磨粒群，而絕對電磁檢測線圈可檢測連續(xù)通過的微小金屬磨粒群的濃度變化，這點在現(xiàn)有方法裝置中沒有體現(xiàn)；差動電磁檢測線圈對較大金屬磨粒(例如大于100 μ m)的檢測靈敏度較絕對式高，同時抗干擾能力較強，因為電磁檢測線圈對電磁場的感應(yīng)非常靈敏，振動和外部電磁噪聲會產(chǎn)生干擾信號發(fā)送至電磁檢測儀，差動電磁檢測線圈組的優(yōu)點在于，經(jīng)過的實測金屬磨粒產(chǎn)生的二次反射磁場信號與干擾信號區(qū)別很大，差動電磁檢測線圈組接收并傳輸至電磁檢測儀的實測金屬磨粒產(chǎn)生的二次反射磁場信號，在電磁檢測儀阻抗平面顯示模式中為一個類似8字型的檢測信號圖形，即兩個強度相同、相位相反的信號拼接的圖形，而干擾信號不會出現(xiàn)上述對稱的8字型信號圖形，電磁檢測儀可以通過設(shè)置報警閘門的方式識別區(qū)分，但當(dāng)部分金屬磨粒偏離發(fā)動機回油管中軸線流動時，由于渦流效應(yīng)的影響，檢測信號會偏大，導(dǎo)致誤判，影響發(fā)動機的正常工作，由于上述等諸多原因，在線電磁油液監(jiān)測裝置至今無法真正得到推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，設(shè)計一種可以提高發(fā)動機油液內(nèi)金屬磨粒在線動態(tài)監(jiān)測精度的集成絕對電磁檢測技術(shù)、差動電磁檢測技術(shù)和陣列電磁檢測技術(shù)的監(jiān)測裝置，采用絕對電磁檢測、差動電磁檢測和陣列電磁檢測的集成組合檢測方式對發(fā)動機油液內(nèi)的金屬磨粒進行在線動態(tài)監(jiān)測，用“記憶”特征信號的方式，建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫，實時比對回油管內(nèi)通過的各種形態(tài)不同、厚薄不均、材質(zhì)各異的金屬磨粒，通過對各種金屬磨粒的分選和分析，及時判斷出發(fā)動機的磨損情況，以確定是否產(chǎn)生報警信號，從而能夠及時地消除由于發(fā)動機的磨損而存在的安全隱患，保證了發(fā)動機的正常工作。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，裝置由圓管型電磁集成傳感器、傳感器線纜、電磁檢測儀組成；所述圓管型電磁集成傳感器由外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組、傳感器輸出多芯插座、非金屬圓管、金屬屏蔽管、二個金屬轉(zhuǎn)接環(huán)組成；所述的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組分別固定纏繞在非金屬圓管外表面與金屬屏蔽管之間；所述非金屬圓管內(nèi)徑與發(fā)動機回油管內(nèi)徑相同，非金屬圓管的長度大于外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組、傳感器輸出多芯插座的寬度的總和；金屬屏蔽管長度與非金屬圓管長度相同，傳感器輸出多芯插座固定在非金屬圓管外表面，并穿透金屬屏蔽管管壁，用于連接傳感器線纜；傳感器輸出多芯插座的芯數(shù)規(guī)格根據(jù)外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組的輸出端數(shù)量確定；所述監(jiān)測方法包括首次標(biāo)定和實測兩個過程。所述的二個金屬轉(zhuǎn)接環(huán)固定在金屬屏蔽管兩端，金屬轉(zhuǎn)接 環(huán)的內(nèi)徑與發(fā)動機回油管的外徑相同，金屬轉(zhuǎn)接環(huán)內(nèi)表面有螺紋，用于連接發(fā)動機回油管；所述的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組、非金屬圓管、金屬屏蔽管、二個金屬轉(zhuǎn)接環(huán)同軸。所述的外套式絕對電磁檢測線圈由一個外纏繞電磁檢測線圈組成，其絕對輸出端連接至傳感器輸出多芯插座，外套式絕對電磁檢測線圈的材質(zhì)為紫銅漆包線，尺寸規(guī)格和纏繞匝數(shù)根據(jù)相關(guān)電磁檢測頻率、精度和靈敏度要求確定，外套式絕對電磁檢測線圈的軸向覆蓋寬度一般比外套式差動電磁檢測線圈組的軸向覆蓋寬度大。所述的外套式差動電磁檢測線圈組由二個外纏繞電磁檢測線圈反相連接組成，其差動輸出端連接至傳感器輸出多芯插座，二個外纏繞電磁檢測線圈的材質(zhì)、尺寸、纏繞匝數(shù)完全相同，材質(zhì)為紫銅漆包線，尺寸規(guī)格和纏繞匝數(shù)根據(jù)相關(guān)電磁檢測頻率、精度和靈敏度要求確定。所述的環(huán)形柔性陣列電磁探頭組由多個陣元線圈均勻排列固定在柔性電路板上組成，環(huán)形柔性陣列電磁探頭組周向均勻包裹固定在非金屬圓管外表，每個陣元線圈的輸出端通過柔性電路板分別連接至傳感器輸出多芯插座；每個陣元線圈的材質(zhì)、尺寸、纏繞匝數(shù)完全相同，材質(zhì)為紫銅漆包線或其它導(dǎo)線，尺寸規(guī)格和纏繞匝數(shù)根據(jù)相關(guān)電磁檢測頻率和靈敏度要求制定；陣元線圈的數(shù)量根據(jù)非金屬圓管的直徑和檢測精度要求確定，非金屬圓管直徑越大、檢測精度要求越高陣元線圈的數(shù)量越多。所述監(jiān)測方法包括首次標(biāo)定和實測兩個過程。在首次使用裝置時，需要進行標(biāo)定，標(biāo)定過程包括如下步驟
a.將圓管型電磁集成傳感器的兩端與標(biāo)定用的發(fā)動機回油管連接固定，用傳感器線纜連接圓管型電磁集成傳感器與電磁檢測儀，開啟電磁檢測儀，電磁檢測儀向圓管型電磁集成傳感器中的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組施加預(yù)置頻率的脈沖激勵信號，使圓管型電磁集成傳感器中的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組分別產(chǎn)生相應(yīng)的瞬態(tài)交變電磁場；b.讓含有已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機油液以恒定的速度通過所述標(biāo)定用的圓管型電磁集成傳感器，所述的已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群內(nèi)含有材質(zhì)相同、質(zhì)量均勻相近的已微小標(biāo)定金屬磨粒群和若干個間隔一定距離且質(zhì)量較大的已標(biāo)定大金屬磨粒，通常標(biāo)定金屬磨粒群將沿著圓管型電磁集成傳感器的中軸線流動；已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群將依次流過外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組；
c.首先，已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群流經(jīng)外套式絕對電磁檢測線圈時，受到外套式絕對電磁檢測線圈產(chǎn)生的瞬態(tài)交變電磁場的激勵而產(chǎn)生相應(yīng)的二次反射磁場，外套式絕對電磁檢測線圈拾取該二次反射磁場的絕對信號，并將該絕對信號傳送至電磁檢測儀；電磁檢測儀將所述絕對信號處理成與該標(biāo)定金屬磨粒群的已知材質(zhì)和已知質(zhì)量平均值成對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)，并顯示相應(yīng)的絕對信號圖形或數(shù)值，檢測數(shù)據(jù)包括信號強度數(shù)據(jù)和信號相位數(shù)據(jù)，信號強度數(shù)據(jù)對應(yīng)已知質(zhì)量平均值，信號相位數(shù)據(jù)對應(yīng)已知材質(zhì)。一般情況 下，油液中微小金屬磨粒群在流動時相對均勻，外套式絕對電磁檢測線圈可檢測之；而大金屬磨粒的個數(shù)相對較少，故由疊加原理可知，外套式差動電磁檢測線圈組可予區(qū)分開。因此，外套式絕對電磁檢測線圈專為檢測微小金屬磨粒群的平均值，外套式差動電磁檢測線圈組專為檢測大金屬磨粒，環(huán)形柔性陣列電磁探頭組用來修正差動線圈的檢測數(shù)據(jù)；
d.隨后，已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群在流經(jīng)外套式差動電磁檢測線圈組時，受到外套式差動電磁檢測線圈組產(chǎn)生的瞬態(tài)交變電磁場的激勵而產(chǎn)生相應(yīng)的二次反射磁場，由于外套式差動電磁檢測線圈組是由二個外套式電磁檢測線圈反相連接組成，所產(chǎn)生的兩個瞬態(tài)交變電磁場強度相同、相位相反，所以已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群受到激勵而產(chǎn)生的兩個二次反射磁場強度相同、相位相反；當(dāng)已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群中的所述標(biāo)定微小金屬磨粒群以恒定的速度均勻流經(jīng)外套式差動電磁檢測線圈組時，產(chǎn)生的二次反射磁場強度均勻無變化；當(dāng)已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群中的所述已標(biāo)定大金屬磨粒流過外套式差動電磁檢測線圈組時，二次反射磁場強度突然增大，外套式差動電磁檢測線圈組拾取該突然增大的二次反射磁場的差動比較檢測信號，并將該差動比較檢測信號傳送至電磁檢測儀；電磁檢測儀將該差動比較檢測信號處理成與該標(biāo)定金屬磨粒群中的所述已標(biāo)定大金屬磨粒的已知材質(zhì)和已知質(zhì)量的數(shù)值成對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)并顯示相應(yīng)的差動比較檢測信號圖形，檢測數(shù)據(jù)包括信號強度數(shù)據(jù)和信號相位數(shù)據(jù)，信號強度數(shù)據(jù)對應(yīng)已知質(zhì)量，信號相位數(shù)據(jù)對應(yīng)已知材質(zhì)；
e.接下來，已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群在流經(jīng)環(huán)形柔性陣列電磁探頭組時，已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群受到環(huán)形柔性陣列電磁探頭組中每個陣元線圈產(chǎn)生的瞬態(tài)交變電磁場的激勵而產(chǎn)生相對應(yīng)的二次反射磁場，環(huán)形柔性陣列電磁探頭組中每個陣元線圈各自拾取相對應(yīng)的二次反射磁場，并將該的二次反射磁場信號傳輸至電磁檢測儀，電磁檢測儀將所述二次反射磁場信號處理成與該標(biāo)定金屬磨粒群的已知質(zhì)量的數(shù)值成對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)；當(dāng)標(biāo)定金屬磨粒群以恒定的速度沿著圓管型電磁集成傳感器中軸線流動時，標(biāo)定金屬磨粒群與環(huán)形柔性陣列電磁探頭組中每個陣元線圈間的距離相等，產(chǎn)生的每個二次反射磁場信號強度相同，電磁檢測儀不記錄這些二次反射磁場信號檢測數(shù)據(jù)；當(dāng)標(biāo)定金屬磨粒群中的所述已標(biāo)定大金屬磨粒偏離圓管型電磁集成傳感器的中軸線流動時，所述已標(biāo)定大金屬磨粒與環(huán)形柔性陣列電磁探頭組中每個陣元線圈間的距離不相等，產(chǎn)生的每個二次反射磁場信號強度不相同，距離所述已標(biāo)定大金屬磨粒最近的陣元線圈接收的二次反射磁場信號強度最大，電磁檢測儀分析記錄這些二次反射磁場信號強度的差值，將差值轉(zhuǎn)換為所述已標(biāo)定大金屬磨粒質(zhì)量的修正值，修正替換所述已標(biāo)定大金屬磨粒偏離中軸線流經(jīng)外套式差動電磁檢測線圈組時產(chǎn)生的偏大的信號強度數(shù)據(jù)。因為二次反射磁場信號強度與金屬磨粒的大小以及電磁檢測線圈和金屬磨粒之間的距離成正比，金屬磨粒越大二次反射磁場信號強度越大，電磁檢測線圈和金屬磨粒之間的距離越近二次反射磁場信號強度越大，發(fā)動機回油管內(nèi)流動的大部分金屬磨粒會沿著發(fā)動機回油管的中軸線流動，但處于運動狀態(tài)的發(fā)動機(例如飛行中的飛機發(fā)動機)由于改變移動速度和晃動等原因，發(fā)動機回油管中的大金屬磨粒會將會偏離回油管中軸線流動，大金屬磨粒與差動電磁檢測線圈組之間的距離變小，二次反射磁場信號強度變大，電磁檢測儀是根據(jù)信號強度判定金屬磨粒的尺寸，因此，此時電磁檢測儀判定的大金屬磨粒尺寸將大于實際的大金屬磨粒尺寸，出現(xiàn)誤判誤報警；
f.不斷地改變通過所述標(biāo)定用的發(fā)動機回油管道的已知材質(zhì)標(biāo)定金屬磨粒群的已知質(zhì)量的數(shù)值，重復(fù)步驟b、步驟C、步驟d、步驟e,從而獲得若干個與已知材質(zhì)標(biāo)定金屬磨粒群的已知質(zhì)量的不同的數(shù)值成--對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)；
g.由電磁檢測儀信號處理軟件將上述若干個檢測數(shù)據(jù)和與該若干個檢測數(shù)據(jù)成一一對應(yīng)關(guān)系的標(biāo)定金屬磨粒群的已知質(zhì)量的數(shù)值處理成一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，標(biāo)定金屬磨粒群的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的關(guān)系曲線，其中，兩點之間平滑處理，電磁檢測儀記錄保存該關(guān)系曲線；
h.通過電磁檢測儀信號處理軟件設(shè)定已知材質(zhì)標(biāo)定金屬磨粒群總質(zhì)量的上限閾值。在裝置首次運行前進行標(biāo)定后，所有標(biāo)定參數(shù)已經(jīng)保存到電磁檢測儀中，之后將裝置中的圓管型電磁集成傳感器與實測用的發(fā)動機回油管連接固定，電磁檢測儀固定在操作人員工作室內(nèi)，由操作人員監(jiān)控。此后每次啟動裝置后電磁檢測儀直接調(diào)用標(biāo)定的檢測參數(shù)進行監(jiān)測工作，通常無需再次進行標(biāo)定。在實測過程中，包括如下步驟
i.將圓管型電磁集成傳感器的兩端與實測用的發(fā)動機回油管連接固定，電磁檢測儀向圓管型電磁集成傳感器中的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組施加預(yù)置頻率的脈沖激勵信號，使圓管型電磁集成傳感器中的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組分別產(chǎn)生相應(yīng)的瞬態(tài)交變電磁場；
j.當(dāng)電磁檢測儀接收到外套式絕對電磁檢測線圈發(fā)送的絕對信號時，判定為有實測金屬磨粒群通過實測用的發(fā)動機回油管，將讀取的二次反射磁場的檢測數(shù)據(jù)通過所述關(guān)系曲線，得到實測用的發(fā)動機回油管中通過的實測金屬磨粒的質(zhì)量的數(shù)值，將該數(shù)值保存在電磁檢測儀的存儲介質(zhì)中；所述的實測金屬磨粒群內(nèi)含有大量實測微小金屬磨粒群和少量的較大質(zhì)量的實測大金屬磨粒，通常實測金屬磨粒群將沿著圓管型電磁集成傳感器的中軸線流動；
k.當(dāng)電磁檢測儀接收到外套式差動電磁檢測線圈組發(fā)送的差動比較信號時，判定為有實測大金屬磨粒通過實測用的發(fā)動機回油管，將讀取的二次反射磁場的檢測數(shù)據(jù)通過所述關(guān)系曲線，得到實測用的發(fā)動機回油管中通過的實測大金屬磨粒的質(zhì)量的數(shù)值，將該數(shù)值保存在電磁檢測儀的存儲器中；
1.當(dāng)圓管型電磁集成傳感器中的環(huán)形柔性陣列電磁探頭組每個陣元線圈分別采集到的二次反射磁場信號強度相同時，電磁檢測儀不記錄這些二次反射磁場信號檢測數(shù)據(jù)；當(dāng)圓管型電磁集成傳感器中的環(huán)形柔性陣列電磁探頭組每個陣元線圈分別采集到的二次反射磁場信號強度不相同時，說明有實測大金屬磨粒偏離圓管型電磁集成傳感器中軸線通過了環(huán)形柔性陣列電磁探頭組，電磁檢測儀分析記錄每個陣元線圈分別采集到的二次反射磁場信號強度的差值，將差值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)實測大金屬磨粒質(zhì)量的修正值，并通過該修正值修正實測大金屬磨粒偏離中軸線通過外套式差動電磁檢測線圈組時產(chǎn)生的偏大的檢測數(shù)據(jù)，并通過所述關(guān)系曲線，得到修正后的實測用的發(fā)動機回油管中通過的實測大金屬磨粒的質(zhì)量的數(shù)值，將該數(shù)值保存在電磁檢測儀的存儲介質(zhì)中；
m.在一個預(yù)置的時間段內(nèi)，對所有得到的通過圓管型電磁集成傳感器的實測金屬磨粒群的質(zhì)量的數(shù)值進行累加計算，獲得一個累加值，將該累加值與預(yù)置的已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群總質(zhì)量的上限閾值進行比較判斷，當(dāng)該累加值大于或等于所述已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群總質(zhì)量的上限閾值時，電磁檢測儀發(fā)出報警信號。進一步的，在標(biāo)定過程中，所述已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群可以是銅、鋁和鐵等金屬磨粒，分別執(zhí)行步驟b、步驟C、步驟d、步驟e、步驟f、步驟g、步驟h,由此分別得到一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)、銅的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的銅的關(guān)系曲線，一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)、鋁的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的鋁的關(guān)系曲線，一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)、鐵的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的鐵的關(guān)系曲線，銅、鋁和鐵磨粒的材質(zhì)通過信號相位數(shù)據(jù)區(qū)分；在實測過程中，分別執(zhí)行步驟i、步驟j、步驟k、步驟I、步驟m得到實測用的發(fā)動機回油管中的實測金屬磨粒群的二次反射磁場的檢測數(shù)據(jù)，通過信號相位數(shù)據(jù)分析歸類標(biāo)定金屬磨粒群的材質(zhì)，并分別通過標(biāo)定的銅的關(guān)系曲線、鋁的關(guān)系曲線和鐵的關(guān)系曲線，分別得到銅的質(zhì)量的數(shù)值、鋁的質(zhì)量的數(shù)值和鐵的質(zhì)量的數(shù)值，實測過程中，由于發(fā)動機部件由各種金屬組成，發(fā)動機油液中會含有多種金屬磨粒，分類監(jiān)測這些金屬磨粒對于評估發(fā)動機工作狀態(tài)與使用壽命有著非常重要的作用。進一步的，是在步驟m中，設(shè)置至少二個預(yù)置的時間段，在每個預(yù)置的時間段都對所有得到的通過圓管型電磁集成傳感器的實測金屬磨粒群的質(zhì)量的數(shù)值進行累加計算，從而獲得至少二個累加值，將所有累加值再進行累計獲得總累加值，再將總累加值除以預(yù)置的時間段的數(shù)量，獲得平均累加值，將該平均累加值與預(yù)置的已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群總質(zhì)量的上限閾值進行比較判斷，當(dāng)該平均累加值大于或等于所述已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群總質(zhì)量的上限閾值時，電磁檢測儀發(fā)出報警信號，這種設(shè)置多個預(yù)置時間段的方法，可以進一步提高監(jiān)測精度。本發(fā)明的有益效果是，一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，采用絕對電磁檢測、差動電磁檢測和陣列電磁檢測的集成組合檢測方式對發(fā)動機油液內(nèi)的金屬磨粒進行在線動態(tài)檢測，用“記憶”特征信號的方式，建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫，實時比對回油管內(nèi)通過的各種形態(tài)不同、厚薄不均、材質(zhì)各異的金屬磨粒，通過對各種金屬磨粒的分選和分析，及時判斷出發(fā)動機的磨損情況，以確定是否產(chǎn)生報警信號，從而能夠及時地消除由于發(fā)動機的磨損而存在的安全隱患。由于有效解決了高溫、振動、外部電磁干擾等影響檢測精度與靈敏度的問題，使得電磁檢測方法可以真正應(yīng)用于發(fā)動機油液在線動態(tài)監(jiān)測工作，實時監(jiān)控發(fā)動機的工作狀態(tài)，保障其安全運行。
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明；但本發(fā)明的一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置不局限于實施例。以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖I是本發(fā)明第一個實施例的裝置原理圖。圖2是本發(fā)明第一個實施例的圓管型電磁集成傳感器示意圖。圖3是本發(fā)明第一個實施例的圓管型電磁集成傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明第一個實施例的標(biāo)定過程示意圖。 圖5是本發(fā)明第一個實施例的實測過程示意圖。圖中，I.圓管型電磁集成傳感器，2.傳感器線纜，3.電磁檢測儀，4.外套式絕對電磁檢測線圈，5.外套式差動電磁檢測線圈組，6.環(huán)形柔性陣列電磁探頭組，7.陣元線圈，8.柔性電路板，9.傳感器輸出多芯插座，10.非金屬圓管，11.金屬屏蔽管，12.金屬轉(zhuǎn)接環(huán)，13.標(biāo)定用的發(fā)動機回油管，14.標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機油液，15.標(biāo)定金屬磨粒群，16.已標(biāo)定微小金屬磨粒群，17.已標(biāo)定大金屬磨粒，18.實測用的發(fā)動機回油管，19.實測發(fā)動機油液，20.實測金屬磨粒群，21.實測微小金屬磨粒群，22.實測大金屬磨粒。
具體實施例方式在圖I、圖2、圖3所示第一實施例中，一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，裝置由圓管型電磁集成傳感器(I)、傳感器線纜(2)、電磁檢測儀(3)組成；所述圓管型電磁集成傳感器(I)由外套式絕對電磁檢測線圈(4)、外套式差動電磁檢測線圈組(5)、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)、傳感器輸出多芯插座(9)、非金屬圓管(10)、金屬屏蔽管(11)、二個金屬轉(zhuǎn)接環(huán)(12)組成；所述的外套式絕對電磁檢測線圈(4)、外套式差動電磁檢測線圈組(5)、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)分別固定纏繞在非金屬圓管(10)外表面與金屬屏蔽管(11)之間；所述非金屬圓管(10)內(nèi)徑與發(fā)動機回油管(13，18)內(nèi)徑相同，非金屬圓管(10)的長度大于外套式絕對電磁檢測線圈(4)、外套式差動電磁檢測線圈組(5)、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)、傳感器輸出多芯插座(9)的寬度的總和；金屬屏蔽管
(11)長度與非金屬圓管(10)長度相同，傳感器輸出多芯插座(9)固定在非金屬圓管(10)外表面，并穿透金屬屏蔽管(11)管壁，用于連接傳感器線纜(2);傳感器輸出多芯插座(9)的芯數(shù)規(guī)格根據(jù)外套式絕對電磁檢測線圈(4)、外套式差動電磁檢測線圈組(5)、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)的輸出端數(shù)量確定；所述監(jiān)測方法包括首次標(biāo)定和實測兩個過程。所述的二個金屬轉(zhuǎn)接環(huán)(12)固定在金屬屏蔽管(11)兩端，金屬轉(zhuǎn)接環(huán)(12)的內(nèi)徑與發(fā)動機回油管(13，18)的外徑相同，金屬轉(zhuǎn)接環(huán)(12)內(nèi)表面有螺紋，用于連接發(fā)動機回油管(13，18);所述的外套式絕對電磁檢測線圈(4)、外套式差動電磁檢測線圈組(5)、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)、非金屬圓管(10)、金屬屏蔽管(11)、二個金屬轉(zhuǎn)接環(huán)(12)同軸。所述的外套式絕對電磁檢測線圈(4)由一個外纏繞電磁檢測線圈組成，其絕對輸出端連接至傳感器輸出多芯插座(9 )，外套式絕對電磁檢測線圈(4 )的材質(zhì)為紫銅漆包線，尺寸規(guī)格和纏繞匝數(shù)根據(jù)相關(guān)電磁檢測頻率、精度和靈敏度要求確定，外套式絕對電磁檢測線圈(4)的軸向覆蓋寬度一般比外套式差動電磁檢測線圈組(5)的軸向覆蓋寬度大。所述的外套式差動電磁檢測線圈組(5)由二個外纏繞電磁檢測線圈反相連接組成，其差動輸出端連接至傳感器輸出多芯插座(9)，二個外纏繞電磁檢測線圈的材質(zhì)、尺寸、纏繞匝數(shù)完全相同，材質(zhì)為紫銅漆包線，尺寸規(guī)格和纏繞匝數(shù)根據(jù)相關(guān)電磁檢測頻率、精度和靈敏度要求確定。所述的環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)由多個陣元線圈(7)均勻排列固定在柔性電路板(8)上組成，環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)周向均勻包裹固定在非金屬圓管(10)外表，每個陣元線圈(7)的輸出端通過柔性電路板(8)分別連接至傳感器輸出多芯插座(9);每個陣元線圈(7)的材質(zhì)、尺寸、纏繞匝數(shù)完全相同，材質(zhì)為紫銅漆包線或其它導(dǎo)線，尺寸規(guī)格和纏繞匝數(shù)根據(jù)相關(guān)電磁檢測頻率和靈敏度要求制定；陣元線圈(7)的數(shù)量根據(jù)非金屬圓管(10)的直徑和檢測精度要求確定，非金屬圓管(10)直徑越大、檢測精度要求越高陣元線圈(7)的數(shù)量越多。所述一種提高發(fā)動機油液內(nèi)金屬磨粒在線動態(tài)監(jiān)測精度的方法，包括首次標(biāo)定和實測兩個過程。圖4所示第一實施例中，標(biāo)定過程包括如下步驟 a.將圓管型電磁集成傳感器(I)的兩端與標(biāo)定用的發(fā)動機回油管(13)連接固定，用傳感器線纜(2 )連接圓管型電磁集成傳感器(I)與電磁檢測儀(3 )，開啟電磁檢測儀(3 )，電磁檢測儀(3)向圓管型電磁集成傳感器(I)中的外套式絕對電磁檢測線圈(4)、外套式差動電磁檢測線圈組(5)、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)施加預(yù)置頻率的脈沖激勵信號，使圓管型電磁集成傳感器(I)中的外套式絕對電磁檢測線圈(4)、外套式差動電磁檢測線圈組(5)、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)分別產(chǎn)生相應(yīng)的瞬態(tài)交變電磁場；
b.讓含有已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群(15)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機油液(14)以恒定的速度通過所述標(biāo)定用的圓管型電磁集成傳感器(1)，所述的已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群(15)內(nèi)含有材質(zhì)相同、質(zhì)量均勻相近的已標(biāo)定微小金屬磨粒群(16)和若干個間隔一定距離且質(zhì)量較大的已標(biāo)定大金屬磨粒(17)，通常標(biāo)定金屬磨粒群(15)將沿著圓管型電磁集成傳感器(I)的中軸線流動；已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群(15)將依次流過外套式絕對電磁檢測線圈(4)、外套式差動電磁檢測線圈組(5)、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6);
c.首先，已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群(15)流經(jīng)外套式絕對電磁檢測線圈(4)時,受到外套式絕對電磁檢測線圈(4)產(chǎn)生的瞬態(tài)交變電磁場的激勵而產(chǎn)生相應(yīng)的二次反射磁場，外套式絕對電磁檢測線圈(4)拾取該二次反射磁場的絕對信號，并將該絕對信號傳送至電磁檢測儀(3);電磁檢測儀(3)將所述絕對信號處理成與該標(biāo)定金屬磨粒群(15)的已知材質(zhì)和已知質(zhì)量平均值成對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)，并顯示相應(yīng)的絕對信號圖形或數(shù)值，檢測數(shù)據(jù)包括信號強度數(shù)據(jù)和信號相位數(shù)據(jù)，信號強度數(shù)據(jù)對應(yīng)已知質(zhì)量平均值，信號相位數(shù)據(jù)對應(yīng)已知材質(zhì)；
d.隨后，已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群(15)在流經(jīng)外套式差動電磁檢測線圈組
(5)時，受到外套式差動電磁檢測線圈組(5)產(chǎn)生的瞬態(tài)交變電磁場的激勵而產(chǎn)生相應(yīng)的二次反射磁場，由于外套式差動電磁檢測線圈組(5)是由二個外套式電磁檢測線圈反相連接組成，所產(chǎn)生的兩個瞬態(tài)交變電磁場強度相同、相位相反，所以已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群(15)受到激勵而產(chǎn)生的兩個二次反射磁場強度相同、相位相反；當(dāng)已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群中的所述已標(biāo)定微小金屬磨粒群(16)以恒定的速度均勻流經(jīng)外套式差動電磁檢測線圈組(5)時，產(chǎn)生的二次反射磁場強度均勻無變化；當(dāng)已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群(15)中的所述已標(biāo)定大金屬磨粒(17)流過外套式差動電磁檢測線圈組(5)時，二次反射磁場強度突然增大，外套式差動電磁檢測線圈組(5)拾取該突然增大的二次反射磁場的差動比較檢測信號，并將該差動比較檢測信號傳送至電磁檢測儀(3 );電磁檢測儀
(3)將該差動比較檢測信號處理成與該標(biāo)定金屬磨粒群(15)中的所述已標(biāo)定大金屬磨粒
(17)的已知材質(zhì)和已知質(zhì)量的數(shù)值成對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)并顯示相應(yīng)的差動比較檢測信號圖形，檢測數(shù)據(jù)包括信號強度數(shù)據(jù)和信號相位數(shù)據(jù)，信號強度數(shù)據(jù)對應(yīng)已知質(zhì)量，信號相位數(shù)據(jù)對應(yīng)已知材質(zhì)；
e.接下來，已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群(15)在流經(jīng)環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)時，已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群(15)受到環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)中每個陣元線圈(7)產(chǎn)生的瞬態(tài)交變電磁場的激勵而產(chǎn)生相對應(yīng)的二次反射磁場，環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)中每個陣元線圈(7)各自拾取相對應(yīng)的二次反射磁場，并將該的二次反射磁場信號傳輸至電 磁檢測儀(3)，電磁檢測儀(3)將所述二次反射磁場信號處理成與該標(biāo)定金屬磨粒群(15)的已知質(zhì)量的數(shù)值成對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)；當(dāng)標(biāo)定金屬磨粒群(15)以恒定的速度沿著圓管型電磁集成傳感器(I)中軸線流動時，標(biāo)定金屬磨粒群(15)與環(huán)形柔性陣列電磁探頭組
(6)中每個陣元線圈(7)間的距離相等，產(chǎn)生的每個二次反射磁場信號強度相同，電磁檢測儀(3)不記錄這些二次反射磁場信號檢測數(shù)據(jù)；當(dāng)標(biāo)定金屬磨粒群(15)中的所述已標(biāo)定大金屬磨粒(17)偏離圓管型電磁集成傳感器(I)的中軸線流動時，所述已標(biāo)定大金屬磨粒
(17)與環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)中每個陣元線圈(7)間的距離不相等，產(chǎn)生的每個二次反射磁場信號強度不相同，距離所述已標(biāo)定大金屬磨粒(17)最近的陣元線圈(7)接收的二次反射磁場信號強度最大，電磁檢測儀(3)分析記錄這些二次反射磁場信號強度的差值，將差值轉(zhuǎn)換為所述已標(biāo)定大金屬磨粒(17)質(zhì)量的修正值，修正替換所述已標(biāo)定大金屬磨粒
(17)偏離中軸線流經(jīng)外套式差動電磁檢測線圈組(4)時產(chǎn)生的偏大的信號強度數(shù)據(jù)；
f.不斷地改變通過所述標(biāo)定用的發(fā)動機回油管道(13)的已知材質(zhì)標(biāo)定金屬磨粒群
(15)的已知質(zhì)量的數(shù)值，重復(fù)步驟b、步驟C、步驟d、步驟e，從而獲得若干個與已知材質(zhì)標(biāo)定金屬磨粒群(15)的已知質(zhì)量的不同的數(shù)值成一一對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)；
g.由電磁檢測儀(3)信號處理軟件將上述若干個檢測數(shù)據(jù)和與該若干個檢測數(shù)據(jù)成一一對應(yīng)關(guān)系的標(biāo)定金屬磨粒群(15)的已知質(zhì)量的數(shù)值處理成一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，標(biāo)定金屬磨粒群(15)的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的關(guān)系曲線，其中，兩點之間平滑處理，電磁檢測儀(3)記錄保存該關(guān)系曲線；
h.通過電磁檢測儀(3)信號處理軟件設(shè)定已知材質(zhì)標(biāo)定金屬磨粒群(15)總質(zhì)量的上限閾值。在裝置首次運行前進行標(biāo)定后，所有標(biāo)定參數(shù)已經(jīng)保存到電磁檢測儀(3 )中，之后將裝置中的圓管型電磁集成傳感器(I)與實測用的發(fā)動機回油管(18)連接固定，電磁檢測儀(3)固定在操作人員工作室內(nèi)，由操作人員監(jiān)控。此后每次啟動裝置后電磁檢測儀(3)直接調(diào)用標(biāo)定的檢測參數(shù)進行監(jiān)測工作，通常無需再次進行標(biāo)定。圖5所示第一實施例中，實測過程包括如下步驟
i.將圓管型電磁集成傳感器(I)的兩端與實測用的發(fā)動機回油管(18)連接固定，電磁檢測儀(3)向圓管型電磁集成傳感器(I)中的外套式絕對電磁檢測線圈(4)、外套式差動電磁檢測線圈組(5)、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)施加預(yù)置頻率的脈沖激勵信號，使圓管型電磁集成傳感器(I)中的外套式絕對電磁檢測線圈(4)、外套式差動電磁檢測線圈組(5)、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)分別產(chǎn)生相應(yīng)的瞬態(tài)交變電磁場；
j.當(dāng)電磁檢測儀(3)接收到外套式絕對電磁檢測線圈(4)發(fā)送的絕對信號時，判定為有實測金屬磨粒群(20)通過實測用的發(fā)動機回油管(18)，將讀取的二次反射磁場的檢測數(shù)據(jù)通過所述關(guān)系曲線，得到實測用的發(fā)動機回油管(18)中通過的實測金屬磨粒(20)的質(zhì)量的數(shù)值，將該數(shù)值保存在電磁檢測儀(3)的存儲介質(zhì)中；所述的實測金屬磨粒群(20)內(nèi)含有大量實測微小金屬磨粒群(21)和少量的較大質(zhì)量的實測大金屬磨粒(22)，通常實測金屬磨粒群(20)將沿著圓管型電磁集成傳感器(I)的中軸線流動；
k.當(dāng)電磁檢測儀(3)接收到外套式差動電磁檢測線圈組(5)發(fā)送的差動比較信號時，判定為有實測大金屬磨粒(22)通過實測用的發(fā)動機回油管(18)，將讀取的二次反射磁場的檢測數(shù)據(jù)通過所述關(guān)系曲線，得到實測用的發(fā)動機回油管(18)中通過的實測大金屬磨粒
(22)的質(zhì)量的數(shù)值，將該數(shù)值保存在電磁檢測儀(3)的存儲器中；
I.當(dāng)圓管型電磁集成傳感器(I)中的環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)每個陣元線圈(7)分別采集到的二次反射磁場信號強度相同時，電磁檢測儀(3)不記錄這些二次反射磁場信號檢測數(shù)據(jù)；當(dāng)圓管型電磁集成傳感器(I)中的環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)每個陣元線圈(7)分別采集到的二次反射磁場信號強度不相同時，說明有實測大金屬磨粒(22)偏離圓管型電磁集成傳感器(I)中軸線通過了環(huán)形柔性陣列電磁探頭組(6)，電磁檢測儀(3)分析記錄每個陣元線圈(7)分別采集到的二次反射磁場信號強度的差值，將差值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)實測大金屬磨粒(22)質(zhì)量的修正值，并通過該修正值修正實測大金屬磨粒(22)偏離中軸線通過外套式差動電磁檢測線圈組(5)時產(chǎn)生的偏大的檢測數(shù)據(jù)，并通過所述關(guān)系曲線，得到修正后的實測用的發(fā)動機回油管(18)中通過的實測大金屬磨粒(22)的質(zhì)量的數(shù)值，將該數(shù)值保存在電磁檢測儀(3)的存儲介質(zhì)中；
m.在一個預(yù)置的時間段內(nèi)，對所有得到的通過圓管型電磁集成傳感器(I)的實測金屬磨粒群(20)的質(zhì)量的數(shù)值進行累加計算，獲得一個累加值，將該累加值與預(yù)置的已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群(15)總質(zhì)量的上限閾值進行比較判斷，當(dāng)該累加值大于或等于所述已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群(15)總質(zhì)量的上限閾值時，電磁檢測儀(3)發(fā)出報警信號。在第二實施例中，本發(fā)明與第一實施例的不同之處在于
進一步的，在標(biāo)定過程中，所述已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群(15)可以是銅、鋁和鐵等金屬磨粒，分別執(zhí)行步驟b、步驟C、步驟d、步驟e、步驟f、步驟g、步驟h,由此分別得到一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)、銅的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的銅的關(guān)系曲線，一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)、鋁的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的鋁的關(guān)系曲線，一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)、鐵的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的鐵的關(guān)系曲線，銅、鋁和鐵磨粒的材質(zhì)通過信號相位數(shù)據(jù)區(qū)分；在實測過程中，分別執(zhí)行步驟i、步驟j、步驟k、步驟I、步驟m得到實測用的發(fā)動機回油管(18)中的實測金屬磨粒群(20)的二次反射磁場的檢測數(shù)據(jù)，通過信號相位數(shù)據(jù)分析歸類標(biāo)定金屬磨粒群(15)的材質(zhì)，并分別通過標(biāo)定的銅的關(guān)系曲線、鋁的關(guān)系曲線和鐵的關(guān)系曲線，分別得到銅的質(zhì)量的數(shù)值、鋁的質(zhì)量的數(shù)值和鐵的質(zhì)量的數(shù)值，實測過程中，由于發(fā)動機部件由各種金屬組成，發(fā)動機油液中會含有多種金屬磨粒，分類監(jiān)測這些金屬磨粒對于評估發(fā)動機工作狀態(tài)與使用壽命有著非常重要的作用。在第三實施例中，本發(fā)明與第一實施例的不同之處在于進一步的，是在步驟m中，設(shè)置至少二個預(yù)置的時間段，在每個預(yù)置的時間段都對所有得到的通過圓管型電磁集成傳感器(I)的實測金屬磨粒群(20)的質(zhì)量的數(shù)值進行累加計算，從而獲得至少二個累加值，將所有累加值再進行累計獲得總累加值，再將總累加值除以預(yù)置的時間段的數(shù)量，獲得平均累加值，將該平均累加值與預(yù)置的已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定 金屬磨粒群(15)總質(zhì)量的上限閾值進行比較判斷，當(dāng)該平均累加值大于或等于所述已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群(15)總質(zhì)量的上限閾值時，電磁檢測儀(3)發(fā)出報警信號，這種設(shè)置多個預(yù)置時間段的方法，可以進一步提高監(jiān)測精度。
權(quán)利要求
1.一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，其特征在于裝置由圓管型電磁集成傳感器、傳感器線纜、電磁檢測儀組成；所述圓管型電磁集成傳感器由外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組、傳感器輸出多芯插座、非金屬圓管、金屬屏蔽管、二個金屬轉(zhuǎn)接環(huán)組成；所述的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組分別固定纏繞在非金屬圓管外表面與金屬屏蔽管之間；所述非金屬圓管內(nèi)徑與發(fā)動機回油管內(nèi)徑相同，非金屬圓管的長度大于外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組、傳感器輸出多芯插座的寬度的總和；金屬屏蔽管長度與非金屬圓管長度相同，傳感器輸出多芯插座固定在非金屬圓管外表面，并穿透金屬屏蔽管管壁，用于連接傳感器線纜；傳感器輸出多芯插座的芯數(shù)規(guī)格根據(jù)外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組的輸出端數(shù)量確定；所述監(jiān)測方法包括首次標(biāo)定和實測兩個過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，其特征在于所述的二個金屬轉(zhuǎn)接環(huán)固定在金屬屏蔽管兩端，金屬轉(zhuǎn)接環(huán)的內(nèi)徑與發(fā)動機回油管的外徑相同，金屬轉(zhuǎn)接環(huán)內(nèi)表面有螺紋，用于連接發(fā)動機回油管；所述的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組、非金屬圓管、金屬 屏蔽管、二個金屬轉(zhuǎn)接環(huán)同軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，其特征在于所述的外套式絕對電磁檢測線圈由一個外纏繞電磁檢測線圈組成，其絕對輸出端連接至傳感器輸出多芯插座，外套式絕對電磁檢測線圈的材質(zhì)為紫銅漆包線，尺寸規(guī)格和纏繞匝數(shù)根據(jù)相關(guān)電磁檢測頻率、精度和靈敏度要求確定，外套式絕對電磁檢測線圈的軸向覆蓋寬度一般比外套式差動電磁檢測線圈組的軸向覆蓋寬度大。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，其特征在于所述的外套式差動電磁檢測線圈組由二個外纏繞電磁檢測線圈反相連接組成，其差動輸出端連接至傳感器輸出多芯插座，二個外纏繞電磁檢測線圈的材質(zhì)、尺寸、纏繞匝數(shù)完全相同，材質(zhì)為紫銅漆包線，尺寸規(guī)格和纏繞匝數(shù)根據(jù)相關(guān)電磁檢測頻率、精度和靈敏度要求確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，其特征在于所述的環(huán)形柔性陣列電磁探頭組由多個陣元線圈均勻排列固定在柔性電路板上組成，環(huán)形柔性陣列電磁探頭組周向均勻包裹固定在非金屬圓管外表，每個陣元線圈的輸出端通過柔性電路板分別連接至傳感器輸出多芯插座；每個陣元線圈的材質(zhì)、尺寸、纏繞匝數(shù)完全相同，材質(zhì)為紫銅漆包線或其它導(dǎo)線，尺寸規(guī)格和纏繞匝數(shù)根據(jù)相關(guān)電磁檢測頻率和靈敏度要求制定；陣元線圈的數(shù)量根據(jù)非金屬圓管的直徑和檢測精度要求確定，非金屬圓管直徑越大、檢測精度要求越高陣元線圈的數(shù)量越多。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，其特征在于所述監(jiān)測方法中的首次標(biāo)定過程為，在首次使用裝置時，裝置需要進行標(biāo)定，標(biāo)定過程包括如下步驟 a.將圓管型電磁集成傳感器的兩端與標(biāo)定用的發(fā)動機回油管連接固定，用傳感器線纜連接圓管型電磁集成傳感器與電磁檢測儀，開啟電磁檢測儀，電磁檢測儀向圓管型電磁集成傳感器中的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組施加預(yù)置頻率的脈沖激勵信號，使圓管型電磁集成傳感器中的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組分別產(chǎn)生相應(yīng)的瞬態(tài)交變電磁場； b.讓含有已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機油液以恒定的速度通過所述標(biāo)定用的圓管型電磁集成傳感器，所述的已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群內(nèi)含有材質(zhì)相同、質(zhì)量均勻相近的已標(biāo)定微小金屬磨粒群和若干個間隔一定距離且質(zhì)量較大的已標(biāo)定大金屬磨粒，通常標(biāo)定金屬磨粒群將沿著圓管型電磁集成傳感器的中軸線流動；已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群將依次流過外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組； c.首先，已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群流經(jīng)外套式絕對電磁檢測線圈時，受到外套式絕對電磁檢測線圈產(chǎn)生的瞬態(tài)交變電磁場的激勵而產(chǎn)生相應(yīng)的二次反射磁場，外套式絕對電磁檢測線圈拾取該二次反射磁場的絕對信號，并將該絕對信號傳送至電磁檢測儀；電磁檢測儀將所述絕對信號處理成與該標(biāo)定金屬磨粒群的已知材質(zhì)和已知質(zhì)量平均值成對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)，并顯示相應(yīng)的絕對信號圖形或數(shù)值，檢測數(shù)據(jù)包括信號強度數(shù)據(jù)和信號相位數(shù)據(jù)，信號強度數(shù)據(jù)對應(yīng)已知質(zhì)量平均值，信號相位數(shù)據(jù)對應(yīng)已知材質(zhì)； d.隨后，已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群在流經(jīng)外套式差動電磁檢測線圈組時，受到外套式差動電磁檢測線圈組產(chǎn)生的瞬態(tài)交變電磁場的激勵而產(chǎn)生相應(yīng)的二次反射磁場，由于外套式差動電磁檢測線圈組是由二個外套式電磁檢測線圈反相連接組成，所產(chǎn)生的兩個瞬態(tài)交變電磁場強度相同、相位相反，所以已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群受到激勵而產(chǎn)生的兩個二次反射磁場強度相同、相位相反；當(dāng)已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群中的所述已標(biāo)定微小金屬磨粒群以恒定的速度均勻流經(jīng)外套式差動電磁檢測線圈組時，產(chǎn)生的二次反射磁場強度均勻無變化；當(dāng)已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群中的所述已標(biāo)定大金屬磨粒流過外套式差動電磁檢測線圈組時，二次反射磁場強度突然增大，外套式差動電磁檢測線圈組拾取該突然增大的二次反射磁場的差動比較檢測信號，并將該差動比較檢測信號傳送至電磁檢測儀；電磁檢測儀將該差動比較檢測信號處理成與該標(biāo)定金屬磨粒群中的所述已標(biāo)定大金屬磨粒的已知材質(zhì)和已知質(zhì)量的數(shù)值成對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)并顯示相應(yīng)的差動比較檢測信號圖形，檢測數(shù)據(jù)包括信號強度數(shù)據(jù)和信號相位數(shù)據(jù)，信號強度數(shù)據(jù)對應(yīng)已知質(zhì)量,信號相位數(shù)據(jù)對應(yīng)已知材質(zhì)； e.接下來，已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群在流經(jīng)環(huán)形柔性陣列電磁探頭組時，已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群受到環(huán)形柔性陣列電磁探頭組中每個陣元線圈產(chǎn)生的瞬態(tài)交變電磁場的激勵而產(chǎn)生相對應(yīng)的二次反射磁場，環(huán)形柔性陣列電磁探頭組中每個陣元線圈各自拾取相對應(yīng)的二次反射磁場，并將該的二次反射磁場信號傳輸至電磁檢測儀，電磁檢測儀將所述二次反射磁場信號處理成與該標(biāo)定金屬磨粒群的已知質(zhì)量的數(shù)值成對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)；當(dāng)標(biāo)定金屬磨粒群以恒定的速度沿著圓管型電磁集成傳感器中軸線流動時，標(biāo)定金屬磨粒群與環(huán)形柔性陣列電磁探頭組中每個陣元線圈間的距離相等，產(chǎn)生的每個二次反射磁場信號強度相同，電磁檢測儀不記錄這些二次反射磁場信號檢測數(shù)據(jù)；當(dāng)標(biāo)定金屬磨粒群中的所述已標(biāo)定大金屬磨粒偏離圓管型電磁集成傳感器的中軸線流動時，所述已標(biāo)定大金屬磨粒與環(huán)形柔性陣列電磁探頭組中每個陣元線圈間的距離不相等，產(chǎn)生的每個二次反射磁場信號強度不相同，距離所述已標(biāo)定大金屬磨粒最近的陣元線圈接收的二次反射磁場信號強度最大，電磁檢測儀分析記錄這些二次反射磁場信號強度的差值，將差值轉(zhuǎn)換為所述已標(biāo)定大金屬磨粒質(zhì)量的修正值，修正替換所述已標(biāo)定大金屬磨粒偏離中軸線流經(jīng)外套式差動電磁檢測線圈組時產(chǎn)生的偏大的信號強度數(shù)據(jù)； f.不斷地改變通過所述標(biāo)定用的發(fā)動機回油管道的已知材質(zhì)標(biāo)定金屬磨粒群的已知質(zhì)量的數(shù)值，重復(fù)步驟b、步驟C、步驟d、步驟e,從而獲得若干個與已知材質(zhì)標(biāo)定金屬磨粒群的已知質(zhì)量的不同的數(shù)值成--對應(yīng)關(guān)系的檢測數(shù)據(jù)； g.由電磁檢測儀信號處理軟件將上述若干個檢測數(shù)據(jù)和與該若干個檢測數(shù)據(jù)成一一對應(yīng)關(guān)系的標(biāo)定金屬磨粒群的已知質(zhì)量的數(shù)值處理成一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)，標(biāo)定金屬磨粒群的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的關(guān)系曲線，其中，兩點之間平滑處理，電磁檢測儀記錄保存該關(guān)系曲線； h.通過電磁檢測儀信號處理軟件設(shè)定已知材質(zhì)標(biāo)定金屬磨粒群總質(zhì)量的上限閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置， 其特征在于所述的監(jiān)測方法中的實測過程，包括如下步驟 i.將圓管型電磁集成傳感器的兩端與實測用的發(fā)動機回油管連接固定，電磁檢測儀向圓管型電磁集成傳感器中的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組施加預(yù)置頻率的脈沖激勵信號，使圓管型電磁集成傳感器中的外套式絕對電磁檢測線圈、外套式差動電磁檢測線圈組、環(huán)形柔性陣列電磁探頭組分別產(chǎn)生相應(yīng)的瞬態(tài)交變電磁場； j.當(dāng)電磁檢測儀接收到外套式絕對電磁檢測線圈發(fā)送的絕對信號時，判定為有實測金屬磨粒群通過實測用的發(fā)動機回油管，將讀取的二次反射磁場的檢測數(shù)據(jù)通過所述關(guān)系曲線，得到實測用的發(fā)動機回油管中通過的實測金屬磨粒的質(zhì)量的數(shù)值，將該數(shù)值保存在電磁檢測儀的存儲介質(zhì)中；所述的實測金屬磨粒群內(nèi)含有大量實測微小金屬磨粒群和少量的較大質(zhì)量的實測大金屬磨粒，通常實測金屬磨粒群將沿著圓管型電磁集成傳感器的中軸線流動； k.當(dāng)電磁檢測儀接收到外套式差動電磁檢測線圈組發(fā)送的差動比較信號時，判定為有實測大金屬磨粒通過實測用的發(fā)動機回油管，將讀取的二次反射磁場的檢測數(shù)據(jù)通過所述關(guān)系曲線，得到實測用的發(fā)動機回油管中通過的實測大金屬磨粒的質(zhì)量的數(shù)值，將該數(shù)值保存在電磁檢測儀的存儲器中； I.當(dāng)圓管型電磁集成傳感器中的環(huán)形柔性陣列電磁探頭組每個陣元線圈分別采集到的二次反射磁場信號強度相同時，電磁檢測儀不記錄這些二次反射磁場信號檢測數(shù)據(jù)；當(dāng)圓管型電磁集成傳感器中的環(huán)形柔性陣列電磁探頭組每個陣元線圈分別采集到的二次反射磁場信號強度不相同時，說明有實測大金屬磨粒偏離圓管型電磁集成傳感器中軸線通過了環(huán)形柔性陣列電磁探頭組，電磁檢測儀分析記錄每個陣元線圈分別采集到的二次反射磁場信號強度的差值，將差值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)實測大金屬磨粒質(zhì)量的修正值，并通過該修正值修正實測大金屬磨粒偏離中軸線通過外套式差動電磁檢測線圈組時產(chǎn)生的偏大的檢測數(shù)據(jù)，并通過所述關(guān)系曲線，得到修正后的實測用的發(fā)動機回油管中通過的實測大金屬磨粒的質(zhì)量的數(shù)值，將該數(shù)值保存在電磁檢測儀的存儲介質(zhì)中； m.在一個預(yù)置的時間段內(nèi)，對所有得到的通過圓管型電磁集成傳感器的實測金屬磨粒群的質(zhì)量的數(shù)值進行累加計算，獲得一個累加值，將該累加值與預(yù)置的已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群總質(zhì)量的上限閾值進行比較判斷，當(dāng)該累加值大于或等于所述已知質(zhì)量標(biāo)定金屬磨粒群總質(zhì)量的上限閾值時，電磁檢測儀發(fā)出報警信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，其特征在于進一步的，在標(biāo)定過程中，所述已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群可以是銅、招和鐵等金屬磨粒，分別執(zhí)行步驟b、步驟C、步驟d、步驟e、步驟f、步驟g、步驟h,由此分別得到一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)、銅的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的銅的關(guān)系曲線，一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)、鋁的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的鋁的關(guān)系曲線，一條以信號強度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo)、鐵的質(zhì)量的數(shù)值為縱坐標(biāo)的鐵的關(guān)系曲線，銅、鋁和鐵磨粒的材質(zhì)通過信號相位數(shù)據(jù)區(qū)分；在實測過程中，分別執(zhí)行步驟i、步驟j、步驟k、步驟I、步驟m得到實測用的發(fā)動機回油管中的實測金屬磨粒群的二次反射磁場的檢測數(shù)據(jù)，通過信號相位數(shù)據(jù)分析歸類標(biāo)定金屬磨粒群的材質(zhì)，并分別通過標(biāo)定的銅的關(guān)系曲線、鋁的關(guān)系曲線和鐵的關(guān)系曲線，分別得到銅的質(zhì)量的數(shù)值、鋁的質(zhì)量的數(shù)值和鐵的質(zhì)量的數(shù)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，其特征在于進一步的，是在步驟m中，設(shè)置至少二個預(yù)置的時間段，在每個預(yù)置的時間段 都對所有得到的通過圓管型電磁集成傳感器的實測金屬磨粒群的質(zhì)量的數(shù)值進行累加計算，從而獲得至少二個累加值，將所有累加值再進行累計獲得總累加值，再將總累加值除以預(yù)置的時間段的數(shù)量，獲得平均累加值，將該平均累加值與預(yù)置的已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群總質(zhì)量的上限閾值進行比較判斷，當(dāng)該平均累加值大于或等于所述已知材質(zhì)和質(zhì)量的標(biāo)定金屬磨粒群總質(zhì)量的上限閾值時，電磁檢測儀發(fā)出報警信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高發(fā)動機油液金屬磨粒在線監(jiān)測精度的方法及裝置，設(shè)計一種可以提高發(fā)動機油液內(nèi)金屬磨粒在線動態(tài)監(jiān)測精度的集成絕對電磁檢測技術(shù)、差動電磁檢測技術(shù)和陣列電磁檢測技術(shù)的檢測裝置，采用絕對電磁檢測、差動電磁檢測和陣列電磁檢測的集成組合檢測方式對發(fā)動機油液內(nèi)的金屬磨粒進行在線動態(tài)檢測，裝置的抗干擾能力與監(jiān)測精度和靈敏度大大提高，可以有效實時測量通過發(fā)動機回油管道的金屬磨粒的質(zhì)量，同時利用銅、鋁、鐵等金屬磨粒的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率不同的特點進行材質(zhì)分選，進而判斷出發(fā)動機的磨損情況，當(dāng)磨損量達到預(yù)置的上限閾值時，發(fā)出警報，從而能夠及時地消除由于發(fā)動機的磨損而存在的安全隱患，保證了發(fā)動機的正常工作。
文檔編號G01N15/00GK102818754SQ20121032674
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者林俊明 申請人:愛德森(廈門)電子有限公司