铁磁质磨粒形态对电感式磨粒传感器输出特性的影响

通过对不同形态磨粒的退磁因子、磁化强度以及磁化场的分析,研究磨粒形态对电感式磨粒传感器线圈等效电感的影响.以椭球磨粒和圆柱磨粒为例,分析了退磁因子随椭球轴长比和圆柱长径比的变化规律.建立了传感器线圈和磨粒的有限元计算模型,保持磨粒体积不变,分别计算了磨粒为球磨粒、4种不同轴长比的椭球磨粒和3种不同长径比的圆柱磨粒时线圈磁场分布和引起的线圈电感变化率.分析和计算结果表明,磨粒越趋向于细长状,其退磁因子越小,磁化后磁化场的磁感应强度越大,引起传感器线圈电感变化率也越大.因此磨粒体积相同情况下,电感式磨粒传感器对细长状磨粒的检测能力较大.同时试验研究的结果证明了理论分析和有限元计算的正确性.     

磨粒监测电感式传感器设计

磨损微粒是机械设备磨损的重要信息载体,基于电感测量原理和磨损颗粒的检测要求,提出了电感式传感器的设计。检测线圈是该传感器的核心部分,提出了设计准则,并采用有限元分析方法,探讨了传感器内部磁场的分布情况和线圈几何参数的关系,确定了线圈长径比等参数,研究结果表明该传感器可以大致区别磨损颗粒的粒度大小和材质。     

磨粒径向分布对电感式磨粒传感器测试结果的影响

根据电感平衡原理,设计了用于磨粒在线测量的电感式磨粒传感器.分析了传感器的测试原理和磨粒通过传感器线圈时径向分布对测试结果的影响.通过计算线圈内测试面的磁场分布,提出了提高线圈测试面磁场均匀性的设计准则.建立了磨粒位置偏离线圈中心时,磨粒磁化场的磁通求解模型.模型计算结果表明,磨粒径向位置的改变,使得线圈各横截面上磁化场的磁通发生了变化.当线圈达到一定长度后,磁化场的磁链变化很小.因此在保证传感器线圈测试面磁场均匀性和线圈长度的前提下,磨粒径向分布对测试结果的影响可忽略.研究结论为分析电感式磨粒传感器测试结果一致性和优化传感器的结构设计提供了理论依据.     

电感式磨粒在线监测传感器的激励特性分析

针对电感磨粒传感器对小颗粒感应电动势微弱的现象,运用电磁原理、交流电原理、毕奥—萨伐尔原理,建立了该型传感器的感应电动势的数学模型,分析了激励频率、磨粒大小对感应电动势的影响,以及双磨粒通过传感器的情况,并进行了试验,验证了模型的正确性,为该型传感器的工程应用设计提供了依据。     

电感式磨粒监测传感器线圈参数分析与优化

根据电感式磨粒传感器的等效电路,推导出传感器感应电动势计算公式,分析传感器的输出特性,通过有限元仿真软件Comsol中建立的传感器线圈电磁模型,采用多因素正交仿真试验对电感式磨粒传感器线圈的间距、宽度和内径进行分析与优化.实验对比表明:优化后传感器输出的感应电动势峰值是优化前输出感应电动势峰值的4.9倍左右,显著提高了...     

基于奇异值分解的电感式磨粒传感器信号降噪方法研究

利用奇异值降噪技术对含有系统噪声的电感式磨粒传感器测试信号进行处理.针对奇异值降噪中轨道矩阵最优重构阶次难以有效确定的问题,提出一种基于噪声阈值和奇异值聚类的重构阶次确定方法.首先由含噪信号轨道矩阵的嵌入维数和噪声方差确定奇异值的噪声阈值,得到重构阶次的上限;然后依据信号奇异值分布离散,噪声奇异值分布集中的特点,对大于噪声阈值的奇异值进行聚类分析,进一步确定轨道矩阵的重构阶次.仿真和实测信号降噪效果表明,该降噪算法能显著改善含噪信号的信噪比,降噪后的信号具有较小的峰值误差,适合电感式磨粒传感器信号的降噪.     

三线圈电感式油液金属磨粒检测系统

机械传动金属磨粒可以反馈机械设备故障的特性,针对机械传动系统故障在线检测需求,提出了一种三线圈电感式金属磨粒检测系统;通过建立传感器数学模型,对影响传感器金属探测灵敏度的参数进行仿真,结合传感器实际使用情况求出最优解;通过设计励磁信号源模块、调幅模块、信号调理模块等电路并结合上位机对油液中的金属磨粒进行检测;经孔径为8 mm的流道的实验测试,实现了500μm铁磨粒及1 000μm铜磨粒的检测精度;该系统为发动机中金属磨粒的检测提供了技术支持,对故障预防与诊断具有重要意义。     

基于平面线圈的油液磨粒监测传感器设计

为了提高油液管道直径增加后感应区磁场均匀性,减小测量误差,根据电磁感应原理,设计了一种新型的在线油液 磨粒监测传感器。传感器使用一组安匝比为15/7/15的平面线圈在直径1ｍｍ的油管中产生均匀磁场以提高传感器探测金属磨粒的性能,使用COMSOL建立线圈模型并仿真,传感器线圈产生的磁场在感应区60％范围变化率小于1％,相同磨粒在油管径向不同位置的电感变化误差平均值为5％,根据仿真设计制作线圈实物,传感器能测量和分辨粒度100μｍ 铁磨粒和100μｍ 铜磨粒,同一磨粒位于管道轴线和管壁的电感变化误差不超过6.25％。仿真研究和实验结果证明新模型在管道径向产生的磁场更加均匀,可以有效减小粒子在管道径向运动带来的误差。     

一种无接触铁磨粒测量传感器的优化设计

针对非接触变压器结构形式的铁磨粒传感器,由于存在漏磁较大、初次级线圈的耦合系数低导致的传感器灵敏度不高等问题,为此,需要对其结构进行优化.给出了铁磨粒传感器的检测机理,分析了影响传感器灵敏度的各种参数,采用ANSYS软件对该传感器进行了磁场-电路耦合有限元仿真与分析,提出了提高传感器灵敏度的优化结构和方法.仿真和实验结...     

在线磨粒监测传感器技术的研究现状与发展趋势

介绍了现有的在线磨粒监测传感技术,对每种传感器的原理及应用中存在的问题进行了综述,并根据在线磨粒监测技术的现状,提出了对今后此类传感器发展趋势的没想。     

三线圈内外层电感磨粒传感器研究

磨损颗粒是造成机械故障的重要因素,对磨粒的检测一般采用螺线管传感器。以螺线管传感器为基础,研究线圈多层缠绕的情况,并提出一种三线圈内外层结构传感器。依据电路理论,推导传感器工作等效电路和多层线圈磁感应强度、电感公式。基于Maxwell软件,比较内外层式和平行式磨粒传感器的磁场,分析线圈缠绕层数对传感器输出特性的影响。仿真结果验证了公式的正确性,为多层线圈磨粒传感器的设计、优化提供了基础。     

一种自适应磨粒图像分割方法的应用研究

利用计算机图像处理技术实现铁谱图像诊断自动化是铁谱技术发展的目标,铁谱磨粒图像分割是磨粒自动识别的重要环节,其分割效果直接影响磨粒识别的精度。原始区域生长算法需要提供种子点以及生长阈值才能进行图像分割。不同的种子点和不同的阈值会对分割效果产生很大影响。提出一种结合模糊C均值的区域生长算法,可根据磨粒图像自动获取种子点,并利用模糊互信息自动确定生长阈值,实现磨粒图像的自动分割。实验结果验证了该方法的有效性。     

有限元方法在涡流传感器设计中的应用

为满足特定的涡流检测要求,须进行涡流传感器设计与分析。在解析型设计的基础上,分析了有限元方法用于涡流传感器设计的正确性。实现了不同状态下单个线圈的阻抗计算,并对差分线圈的检测应用进行了分析。最后,应用三维模型,计算出了线圈的阻抗,可用于特殊结构传感器设计的数值分析。     

涡流传感器线圈的阻抗分析法研究

针对涡流传感器的线圈阻抗值分析法问题,提出了理论计算和有限元法2种方法。介绍了线圈阻抗的级数表达式。在解析型设计的基础上,以厚度为S的线圈为求解对象,建立有限元模型,通过有限元仿真得到传感器磁力线分布和线圈阻抗图。最后将仿真结果与理论推导结果相对照,结果表明:仿真结果与实际传感器的特性是吻合的。     

柔性涡流阵列传感器的磁场计算分析

设计了一种由6个阵列单元（螺旋线圈）所组成的柔性涡流阵列传感器,基于电磁场理论建立柔性涡流阵列单元的电磁场模型,推导出柔性阵列单元线圈径向和轴向的磁场强度计算公式,仿真分析阵列单元线圈磁场强度与电流、线圈间隙、内外径等参数的关系,对柔性涡流阵列传感器的发展具有一定参考价值。     

基于Ansys有限元法的电涡流位移传感器分析

为了满足磁悬浮飞轮系统高精度的位置检测要求,必须进行传感器性能的分析与设计。从涡流传感器的原理出发,利用Ansys软件进行有限元建模仿真,得到涡流传感器的阻抗与检测距离的关系,从而可得到经过测量电路后的输出电压受位移变化的影响。按照线圈仿真模型和电路中各元件的参数制成实际的传感器线圈检测回路,实验结果与仿真结果的一致性表明:基于Ansys的有限元分析法对涡流传感器设计有重要指导意义。     

钢材料电磁应力传感器技术研究

现代结构普遍大量使用铁磁性钢材料作为承载构件,其受力状态直接关系到结构整体的安全性。由于应力对钢材料磁特征参量的影响比较显著,故在分析了基本原理的前提下,设计了一种管筒式电磁应力传感器。采用有限元仿真技术FLUX软件检验磁路设计的合理性,并提出了实验与仿真相结合的方法对传感器输出电压进行标定。通过实验与仿真计算结果对比,验证了该种方法的正确性,为该种应力检测传感器提供了一种高效的标定方法,使其更加具有市场价值。