基于微流控谐振式芯片的金属颗粒检测

液压系统中大部分的异常磨损是液压油中的金属颗粒造成的。通过检测这些金属颗粒可以及时预测故障并减少损失。由此设计了一种简单有效的液压油微小金属颗粒快速检测系统。基于LC谐振的原理进行金属颗粒检测,通过理论分析了检测的可行性;设计并制作了微流控检测芯片,芯片的流道为300μm;在所搭建的检测系统上进行了金属颗粒计数检测。实验结果表明,在所有参数一致以及颗粒相同的情况下,谐振式芯片的颗粒检测的信噪比优于单线圈式检测芯片的信噪比。当激励频率高于谐振频率时,铁磁性颗粒通过检测区域输出信号的脉冲向上,当激励频率低于谐振频率时,铁磁性颗粒通过检测区域输出信号的脉冲向下,非铁磁性金属颗粒则相反。所设计的微流控检测芯片及其检测系统可实现金属颗粒的区分检测,在实验室条件下,最小可对50μm的铁颗粒和110μm的铜颗粒进行区分检测。     

一种船机油液多污染物检测新方法研究

提出一种基于微流体芯片的新型油液多污染物区分检测方法,该方法设计的传感器由一个直通道微流体芯片以及嵌入芯片中的两个相同的单层线圈组成,不仅从电感原理对船舶液压油中的铁磁性和非铁磁性金属颗粒进行区分检测,也能从电容原理对油液中的水滴和气泡进行区分检测。相较于传统单线圈电感传感器,该双线圈传感器不仅能够检测多种参数,而且具有更高的分辨率。从检测原理对该方法进行了仿真及分析,然后用该传感器搭建检测系统对油液中的多种污染物进行检测试验,在试验中成功检测到了油液中40μm的铁颗粒和110μm的铜颗粒;作为电容传感器时能够检测100μm的水滴和180μm的气泡。该研究对船机油液污染物的快速区分检测提供了技术支持,这对于船舶机械系统的故障预防与诊断具有重要意义。     

液压油污染物双线圈多参数阻抗检测传感器

提出了一种液压油污染物多参数测量传感器,该传感器在平面型微流体电感传感器基础上增加了一个单层电感线圈,并将两个单层线圈正对排布在直微通道两侧,在电感参数检测的基础上将两个单层电感线圈等效为一对圆环形电容极板,引入了电容参数检测,从而实现了对液压油中铁磁性金属颗粒、非铁磁性金属颗粒、水滴和气泡4种污染物的检测。对该多参数传感器进行了设计,并结合仿真和实验对检测位置进行了优化,电容参数检测实验实现了液压油中180μm水滴和240μm气泡的区分检测;电感参数检测实验实现了液压油中80μm铁颗粒和150μm铜颗粒的区分检测。该研究对液压油多污染物的区分检测提供了一种新方法。