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润滑油金属颗粒物检测技术研究

龚堤  
【摘要】:润滑油是机械设备不可或缺的“血液”,在机械设备中有着广泛的应用。润滑油中含有各种固体污染物,其中金属颗粒污染物的危害最为严重,是造成机械设备磨损失效的主要原因。近年来,润滑油金属颗粒物检测技术作为检测设备运行状态的手段,受到业界越来越多的关注。润滑油金属颗粒物检测技术主要是检测润滑系统中因磨损产生的金属颗粒的种类、粒径以及数量等信息,进而评价设备的磨损状态,预测设备故障,防止磨损引起的严重事故。现有的润滑油金属颗粒物检测传感器存在检测精度低、价格昂贵以及面临技术壁垒等缺点,有必要对检测技术作进一步的研究,开发可靠的检测传感器。根据检测要求,以及润滑油中金属颗粒物的特点,研究了基于电磁感应原理的检测技术。论文主要内容包括:通过研究传感器的检测原理、数学模型以及检测特性,确定了传感器的结构和检测电路。根据传感器输出信号的特点,建立了传感器的数据采集系统,数据采集系统主要利用Keysight 53230A频率计数器,辅助部分采用Keysight Command Expert和MATLAB两款软件。利用数字滤波算法中的滑动平均值滤波算法和中值滤波算法对采集到的数据进行处理,从而得到金属颗粒物的信息。对传感器进行了标定试验、发动机试验和往复摩擦副磨损试验研究。传感器的标定试验表明:本文设计的传感器能够有效区分铁磁性金属颗粒和非铁磁性金属颗粒,传感器能够检测到的铁磁性金属颗粒的最小直径为50μm,非铁磁性金属颗粒的最小直径为100μm。传感器的发动机试验验证了传感器对于发动机润滑油中的金属颗粒物的检测能力。通过传感器的往复摩擦副磨损试验,利用摩擦副磨损量的变化,对摩擦副的磨损失效预警模型进行了初步的探讨。


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