時(shí)諧磁場金屬顆粒磁化特性及微流體油液檢測機(jī)理研究.pdf

1、油液作為能量傳遞介質(zhì)和潤滑劑廣泛應(yīng)用于工業(yè)。在液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)中，固體顆粒是主要的污染物，超過75％的液壓系統(tǒng)故障、約35％的柴油機(jī)運(yùn)行故障、38.5％的齒輪失效以及40％的滾動軸承失效是由于油液失效引起的，足以看出油液污染物分析的重要性。
　　針對油液檢測，本文依托國家自然科學(xué)基金、交通部基礎(chǔ)研究項(xiàng)目和遼寧省科技計(jì)劃項(xiàng)目，首先針對金屬磨粒在時(shí)諧磁場中的磁化特性展開研究，建立了鐵磁金屬顆粒和非鐵磁金屬顆粒在中低頻時(shí)諧磁場中的磁化

2、模型，進(jìn)而得到金屬顆粒的阻抗分析方法，并基于該方法設(shè)計(jì)了用于油液檢測的微流體芯片，實(shí)現(xiàn)對鐵磁金屬顆粒、非鐵磁金屬顆粒和非金屬顆粒進(jìn)行分類粒度區(qū)分檢測，同時(shí)實(shí)現(xiàn)單顆粒粒度檢測靈敏度以下的鐵磁金屬顆?？傎|(zhì)量濃度的檢測，并給出基于阻抗分析的油液污染物種類識別的技術(shù)方案。本文對以上油液污染物分別給出定量分析并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。研究重點(diǎn)及取得的成果主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　1、建立鐵磁顆粒和非鐵磁顆粒在時(shí)諧磁場中的電磁學(xué)描述，通過偏微分方程

3、求解得到兩種金屬顆粒在中低頻時(shí)諧磁場中磁化模型，并用時(shí)諧磁場中金屬顆粒磁化因子Kp描述金屬顆粒磁化狀態(tài)。
　　2、通過理論分析得到金屬磨粒磁化場對一般電感形式傳感器的阻抗影響，并建立金屬顆粒檢測阻抗輸出模型，該模型說明電感和電阻聯(lián)合分析可實(shí)現(xiàn)兩種金屬顆粒區(qū)分計(jì)數(shù)以及更準(zhǔn)確的粒度識別，并提供了傳感器優(yōu)化設(shè)計(jì)指導(dǎo)，設(shè)計(jì)了兩種基于電感檢測的微流體芯片，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的正確性。
　　3、根據(jù)金屬顆粒的時(shí)諧磁場磁化機(jī)理，提出針對

4、油液中單顆粒檢測靈敏度以下的金屬顆粒質(zhì)量濃度檢測方法，并得到了金屬顆粒質(zhì)量濃度檢測阻抗輸出模型，發(fā)現(xiàn)傳感器中電感信號的低頻分量與鐵磁金屬顆粒質(zhì)量濃度呈線性關(guān)系，電阻信號的低頻分量是油液中非鐵磁金屬質(zhì)量濃度及其顆粒分布的復(fù)雜函數(shù)。文中利用兩種芯片的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了鐵磁金屬顆粒濃度檢測模型的正確性。
　　4、根據(jù)鐵磁金屬顆粒質(zhì)量濃度檢測模型得到了非金屬顆粒的檢測方法，建立了非金屬的阻抗輸出模型，并通過了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　5、綜合分析本文