高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，包括盛油腔、外殼、檢測探頭、固定塊、磁鐵、連接器和PCB板，所述盛油腔與外殼連接，所述盛油腔的底部設置檢測探頭，該檢測探頭通過固定塊與PCB板連接，且該檢測探頭通過連接探針和PCB板電連接，檢測探頭和PCB板之間設置磁鐵，連接器設置在外殼上與盛油腔相對的一端，PCB板通過連接器與外部電路電連接，所述檢測探頭將檢測的信號通過連接探針傳輸給PCB板，該PCB板將檢測探頭檢測的信號經放大、檢測和采集后通過連接器傳輸給外部電路。達到結構簡單，靈敏度高，成本低且抗干擾能力強的目的。
【專利說明】高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及傳感器領域，具體地，涉及一種高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器。
【背景技術】
[0002]機械設備潤滑油在設備運行過程中隨著設備高速運轉逐漸混入大量的鐵屑，而鐵屑的混入又加劇了設備的摩擦，從而引起惡性循環，加劇設備損耗，降低潤滑效果。隨著潤滑油在設備運行中的作用日益彰顯，如何準確檢測鐵磁性顆粒物越來越受到重視。在對潤滑油的不斷深入研究中，人們發現在磨損失效前夕，磨損率或鐵屑總量會急劇增加并超過一定水平。
[0003]鐵屑分析是通過對機械設備潤滑油所含鐵屑進行分析，獲得機器磨損狀況的信息，從而及時發現事故隱患的一種機械工況檢測和故障診斷技術。鐵屑分析有多種方法，如鐵譜法、光譜法等。而鐵屑總量分析方法是其中較為簡單快捷經濟適用的一種有效手段。只要能檢測出潤滑油中鐵屑的濃度，就可以根據其濃度的變化診斷設備的健康狀況，鐵屑總量分析的關鍵是應具有能精確測量鐵屑含量的設備，而設備的關鍵是其檢測傳感器。現有的潤滑油鐵磁性顆粒檢測設備大都依賴進口，體積龐大，設備成本較高，只適合實驗室環境應用。且檢測過程中抗干擾能力比較弱。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，以實現結構簡單，靈敏度高，成本低且抗干擾能力強的優點。
[0005]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:
一種高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，包括盛油腔、外殼、檢測探頭、固定塊、磁鐵、連接器和PCB板，所述盛油腔與外殼連接，所述盛油腔的底部設置檢測探頭，該檢測探頭通過固定塊與PCB板連接，且該檢測探頭通過連接探針和PCB板電連接，檢測探頭和PCB板之間設置磁鐵，連接器設置在外殼上與盛油腔相對的一端，PCB板通過連接器與外部電路電連接，所述檢測探頭將檢測的信號通過連接探針傳輸給PCB板，該PCB板將檢測探頭檢測的信號經放大、檢測和采集后通過連接器傳輸給外部電路。
[0006]優選的，所述PCB板上的電路包括運算放大器、電容檢測芯片和信號采集處理電路，所述運算放大器輸出的信息經電容檢測芯片后傳輸給信號采集處理電路。
[0007]優選的，所述信號采集處理電路采用單片機采集電路。
[0008]優選的，所述檢測探頭為在PCB電路板上印制多條平行導線，該多條平行導線組成電容組，且PCB電路板的表面覆膜。
[0009]優選的，所述盛油腔和外殼連接處采用第三密封圈密封。
[0010]優選的，所述盛油腔和檢測探頭間采用第一密封圈密封。
[0011]優選的，所述檢測探頭和固定塊間采用第二密封圈密封。
[0012]優選的，所述PCB板安裝后通過環氧樹脂密封。
[0013]本發明的技術方案具有以下有益效果:
本發明的技術方案，在盛油腔中放入含有鐵磁性顆粒的潤滑油，在磁鐵的作用下潤滑油中的鐵磁性顆粒被收集在檢測探頭周圍，從而使得檢測探頭的電容值發生變化，該電容值被傳輸至PCB板，PCB板將電容值放大、檢測并采集，從而完成數據的采集。該傳感器結構簡單，靈敏度高且成本低。而將PCB板使用環氧樹脂密封，減少外接環境對電路的干擾，增強系統的穩定性以及起到保護內部結構的作用。從而增強了傳感器的抗干擾能力。
[0014]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例所述的高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器結構示意圖； 圖2為本發明實施例所述的檢測探頭的結構示意圖；
圖3為本發明實施例所述PCB板的電氣原理框圖。
[0016]結合附圖，本發明實施例中附圖標記如下:
1.盛油腔；2.第一密封圈；3.第二密封圈；4.第三密封圈；5.外殼；6.檢測探頭；7固定塊；8.磁鐵；9.連接探針；10.PCB板；11.連接器；12、13.焊盤；14.運算放大器；15.電容檢測芯片；16.信號采集處理電路；17.PCB電路板。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0018]如圖1所示，一種高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，包括盛油腔1、外殼5、檢測探頭6、固定塊7、磁鐵8、連接器11和PCB板10，盛油腔I與外殼5連接，盛油腔I的底部設置檢測探頭6，該檢測探頭6通過固定塊7與PCB板10連接，且該檢測探頭6通過連接探針9和PCB板10電連接，檢測探頭6和PCB板10之間設置磁鐵8，連接器11設置在外殼5上與盛油腔I相對的一端，PCB板10通過連接器11與外部電路電連接，檢測探頭6將檢測的信號通過連接探針9傳輸給PCB板10，該PCB板10將檢測探頭6檢測的信號經放大、檢測和采集后通過連接器11傳輸給外部電路。PCB板10通過連接器11外接電源導線和數字信號輸出線。
[0019]優選的，PCB板10上的電路包括運算放大器14、電容檢測芯片15和信號采集處理電路16，運算放大器輸出的信息經電容檢測芯片后傳輸給信號采集處理電路。
[0020]信號采集處理電路16采用單片機采集電路。電容檢測芯片通過IIC協議將數據傳到單片機采集電路，單片機采集電路通過CAN接口傳到外圍總線上。PCB板安裝后通過環氧樹脂密封，以減少外接環境對電路的干擾，增強系統的穩定性以及起到保護內部結構的作用。
[0021]檢測探頭6為在PCB電路板17上印制多條平行導線，該多條平行導線組成電容組，且PCB電路板17的表面覆膜。電容組可根據潤滑油中鐵磁性顆粒濃度的檢測要求，對尺寸做相應的改動，目的是優化檢測探頭，保證探頭對鐵磁性顆粒敏感。而表面覆膜，覆膜較薄，以保證探頭的敏感度，同時表面覆膜后，使電容數據更加穩定，減小了傳感器的誤差。PCB電路板17和PCB板10是兩塊不同的印制電路板。
[0022]盛油腔I和外殼5連接處采用第三密封圈4密封。
[0023]盛油腔I和檢測探頭6間采用第一密封圈2密封。
[0024]檢測探頭6和固定塊7間采用第二密封圈3密封。
[0025]PCB板10安裝后通過環氧樹脂密封。
[0026]傳感器額本體為柱狀結構體，傳感器額本體上端與盛油腔相連。傳感器額本體下端用環氧樹脂密封，通過連接器外接電源與CAN總線。
[0027]本發明的技術方案提供了一種便攜式可應用于野外環境的高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，要求到當潤滑油中鐵磁性顆粒含量> 5PPM時傳感器能檢測到鐵磁性顆粒。
[0028]傳感器檢測電路采用成熟的內部集成芯片，高精度信號發生器、標準電容、運算放大器以及比較器、加法器相關器件內部集成，減少了外界干擾，提高了測量精度。
[0029]PCB板10的工作過程:檢測探頭6上的焊盤12、13與運算放大器14電連接，從而將檢測探頭采集的信號放大并引入電容檢測芯片15，電容檢測芯片15的檢測結果通過IIC協議輸入到信號采集處理電路16，經過處理后通過CAN協議上傳到外部設備。
[0030]在檢測過程中，為了保證能準確測量潤滑油中微量的鐵磁性顆粒含量，通常用對比法測量不含鐵磁性顆粒的潤滑油與含鐵磁性顆粒的潤滑油，計算兩個測量數據的差值，根據差值判斷潤滑油中鐵磁性顆粒的含量。對比法的應用，大大減小了設備的測量誤差，提高了測量精度。
[0031]其工作原理是:檢測探頭6利用電容法檢測接觸潤滑，檢測探頭6的結構充分考慮鐵磁性顆粒含量的微量性，將檢測數據上傳PCB板10，再通過連接器11外傳數據。檢測過程要充分參照對比法的要求。
[0032]綜上所述，本發明技術方案具有以下特點:
采用高精度檢測探頭，高靈敏度電容檢測電路，減少了傳統電容檢測過程中的漂移現象，對潤滑油中微量鐵磁性顆粒敏感度高，與現有的鐵磁性顆粒檢測設備相比較，本發明結構簡單，靈敏度高，性能穩定，成本低，方便便攜使用。
[0033]最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，其特征在于，包括盛油腔、外殼、檢測探頭、固定塊、磁鐵、連接器和PCB板，所述盛油腔與外殼連接，所述盛油腔的底部設置檢測探頭，該檢測探頭通過固定塊與PCB板連接，且該檢測探頭通過連接探針和PCB板電連接，檢測探頭和PCB板之間設置磁鐵，連接器設置在外殼上與盛油腔相對的一端，PCB板通過連接器與外部電路電連接，所述檢測探頭將檢測的信號通過連接探針傳輸給PCB板，該PCB板將檢測探頭檢測的信號經放大、檢測和采集后通過連接器傳輸給外部電路。
2.根據權利要求1所述的高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，其特征在于，所述PCB板上的電路包括運算放大器、電容檢測芯片和信號采集處理電路，所述運算放大器輸出的信息經電容檢測芯片后傳輸給信號采集處理電路。
3.根據權利要求2所述的高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，其特征在于，所述信號采集處理電路采用單片機采集電路。
4.根據權利要求2所述的高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，其特征在于，所述檢測探頭為在PCB電路板上印制多條平行導線，該多條平行導線組成電容組，且PCB電路板的表面覆膜。
5.根據權利要求1至4任一所述的高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，其特征在于，所述盛油腔和外殼連接處采用第三密封圈密封。
6.根據權利要求1至4任一所述的高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，其特征在于，所述盛油腔和檢測探頭間采用第一密封圈密封。
7.根據權利要求7所述的高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，其特征在于，所述檢測探頭和固定塊間采用第二密封圈密封。
8.根據權利要求1至4任一所述的高精度潤滑油中鐵磁性顆粒檢測傳感器，其特征在于，所述PCB板安裝后通過環氧樹脂密封。
【文檔編號】G01N27/22GK104132970SQ201410382436
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】亓俊濤, 殷宗平 申請人:北京華安廣通科技發展有限公司