基于阻抗微流体芯片的液压油污染物区分检测研究
发布时间：2020-12-15 14:54
随着液压技术的不断发展与成熟,在船舶工程领域,液压系统被广泛应用。作为液压系统的关键工质,液压油的品质和清洁程度会对液压系统的安全稳定运行产生直接影响。为了保证液压系统时刻处于健康状态,对系统中油液的检测成为了必不可少的项目。对液压油中的污染物进行检测,在提高液压系统可靠性、延长系统部件使用寿命以及节省使用成本等方面都具有十分重要的意义。本文首先介绍了船舶液压系统的主要特点,指出了液压油中污染物的成因、来源及危害,并对目前国内外油液检测技术的研究现状以及每种检测方法具有的优势和存在的不足做了简要说明。然后分析了金属颗粒、水和空气的区分检测原理。最后设计制作了一种阻抗微流体油液检测芯片,并在该芯片上进行了液压油中多种污染物区分检测的实验研究。本文的研究内容主要分为以下几个部分:(1)运用COMSOLMultiphysics仿真软件对检测芯片的流道位置和线圈间距进行仿真计算。仿真结果表明:流道位于线圈内孔边缘且两个线圈间的距离越小时,检测参数变化量越大。(2)在仿真结果指导下,制作微流体油液检测芯片并搭建检测系统。研究芯片结构参数(线圈匝数和漆包线直径)和激励参数(激励频率和激励电压)对污...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１铁谱仪磨粒沉积规律??Ｆｉ．?１．１?Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆａｒｔｉｃｌｅｓ?ｉｎ?ｆｅｒｒｏｇｒａｐｈｉｃ??
?丨??强職??图１．１铁谱仪磨粒沉积规律??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｉｎ?ｆｅｒｒｏｇｒａｐｈｉｃ??铁谱分析法可以对ｌ－２５０｜ｘｍ大小的磨粒进行检测，能够定性和定量地反映出??磨粒的信息，并且检测设备成本较低［２１］。通过对沉积磨粒特征地分析，可以准确??地预测出机械设备的磨损规律。但是该技术严重依赖于个人经验，检测结果的正??确与否和技术人员的个人经验有着很大关系，这样就增加了检测结果的主观性；??另外，由于采用了强磁场使磨粒沉淀，因此该方法对非铁磁性磨粒的检测效果欠??佳。??（３）光阻法??光阻法，又称光障碍法或遮光法，是一种常用的液体中微粒检测方法。美国??ＨＩＡＣ公司最早基于该方法设计制造了光阻检测仪。我国于上世纪８０年代引进该??设备，并将其应用在航天、医药等领域［２２］。??图１．２是该方法检测原理图。根据传统几何光学的解释
检测精度达到１００ｐｍ级别［２８＿２９］。大连海事大学张洪朋团队设计制作了一种微螺线??管式油液检测芯片，能够实现如ｍ铁颗粒和８０ｇｍ以下铜颗粒的区分检测［３（？１］。??图１．３是微螺线管型电感检测的原理图。??金属颗粒?＿??Ｉｆ?镇线４线圈?微流道??图１．３微螺线管型电感检测原理图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏ－ｓｏｌｅｎｏｉｄ?ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??当油液中的金属颗粒通过螺线管线圈构成的检测区域时，线圈产生的磁场对??其中的金属颗粒产生影响。对于铁磁性颗粒来说，磁化引起的磁通量增量远大于??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]输液泵气泡检测方法研究[J]. 蔡莉,张春霞. 中国医学装备. 2016(04)
[2]基于油液光谱分析和粒子滤波的发动机剩余寿命预测研究[J]. 孙磊,贾云献,蔡丽影,林国语,赵劲松. 光谱学与光谱分析. 2013(09)
[3]船舶液压油监测技术研究现状[J]. 王革,刘东风,石新发. 润滑油. 2013(04)
[4]油液污染分析在机械磨损检测中的研究进展[J]. 田勇,廉书林,陈闽杰. 液压气动与密封. 2013(07)
[5]卡尔费休水分滴定仪在分析中的应用[J]. 李芳,于素青,原雯. 化学工程师. 2011(09)
[6]液压系统的空气污染及其控制措施[J]. 赵立志,谢宏晓,陈振生,谢其亮. 流体传动与控制. 2011(02)
[7]傅里叶红外光谱仪在船舶设备油液监测诊断中的应用[J]. 张佃惠,刘敬军. 中国修船. 2010(04)
[8]浅淡卡尔费休法测定样品中水分含量及对仪器的校准[J]. 郭怡,李丹,孙占辉. 中国纤检. 2009(12)
[9]微波检测技术的发展[J]. 莫洪斌,周在杞. 无损检测. 2009(04)
[10]润滑油水分测量的研究[J]. 王修敏,孙齐虎,童大鹏,代春明. 内燃机与动力装置. 2009(01)
博士论文
[1]时谐磁场金属颗粒磁化特性及微流体油液检测机理研究[D]. 张兴明.大连海事大学 2014
硕士论文
[1]船用液压油多种污染物一体化检测研究[D]. 刘恩辰.大连海事大学 2017
[2]船舶液压油固体颗粒分级检测研究[D]. 曾霖.大连海事大学 2015
[3]微流体油液检测芯片的优化及信号分析[D]. 郭力.大连海事大学 2013
[4]基于光阻法的液体粒子计数器底层软硬件系统及其标定方法的研究[D]. 王陈燕.苏州大学 2012
[5]油液污染度在线监测系统设计与AMESim仿真[D]. 韩亚国.长安大学 2010
[6]基于微波谐振腔技术的水分仪设计[D]. 韩凌.哈尔滨工业大学 2009
[7]船舶液压推进系统设计及效率研究[D]. 魏德宝.大连海事大学 2008
本文编号：2918472
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１铁谱仪磨粒沉积规律??Ｆｉ．?１．１?Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆａｒｔｉｃｌｅｓ?ｉｎ?ｆｅｒｒｏｇｒａｐｈｉｃ??
?丨??强職??图１．１铁谱仪磨粒沉积规律??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｉｎ?ｆｅｒｒｏｇｒａｐｈｉｃ??铁谱分析法可以对ｌ－２５０｜ｘｍ大小的磨粒进行检测，能够定性和定量地反映出??磨粒的信息，并且检测设备成本较低［２１］。通过对沉积磨粒特征地分析，可以准确??地预测出机械设备的磨损规律。但是该技术严重依赖于个人经验，检测结果的正??确与否和技术人员的个人经验有着很大关系，这样就增加了检测结果的主观性；??另外，由于采用了强磁场使磨粒沉淀，因此该方法对非铁磁性磨粒的检测效果欠??佳。??（３）光阻法??光阻法，又称光障碍法或遮光法，是一种常用的液体中微粒检测方法。美国??ＨＩＡＣ公司最早基于该方法设计制造了光阻检测仪。我国于上世纪８０年代引进该??设备，并将其应用在航天、医药等领域［２２］。??图１．２是该方法检测原理图。根据传统几何光学的解释
检测精度达到１００ｐｍ级别［２８＿２９］。大连海事大学张洪朋团队设计制作了一种微螺线??管式油液检测芯片，能够实现如ｍ铁颗粒和８０ｇｍ以下铜颗粒的区分检测［３（？１］。??图１．３是微螺线管型电感检测的原理图。??金属颗粒?＿??Ｉｆ?镇线４线圈?微流道??图１．３微螺线管型电感检测原理图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏ－ｓｏｌｅｎｏｉｄ?ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??当油液中的金属颗粒通过螺线管线圈构成的检测区域时，线圈产生的磁场对??其中的金属颗粒产生影响。对于铁磁性颗粒来说，磁化引起的磁通量增量远大于??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]输液泵气泡检测方法研究[J]. 蔡莉,张春霞. 中国医学装备. 2016(04)
[2]基于油液光谱分析和粒子滤波的发动机剩余寿命预测研究[J]. 孙磊,贾云献,蔡丽影,林国语,赵劲松. 光谱学与光谱分析. 2013(09)
[3]船舶液压油监测技术研究现状[J]. 王革,刘东风,石新发. 润滑油. 2013(04)
[4]油液污染分析在机械磨损检测中的研究进展[J]. 田勇,廉书林,陈闽杰. 液压气动与密封. 2013(07)
[5]卡尔费休水分滴定仪在分析中的应用[J]. 李芳,于素青,原雯. 化学工程师. 2011(09)
[6]液压系统的空气污染及其控制措施[J]. 赵立志,谢宏晓,陈振生,谢其亮. 流体传动与控制. 2011(02)
[7]傅里叶红外光谱仪在船舶设备油液监测诊断中的应用[J]. 张佃惠,刘敬军. 中国修船. 2010(04)
[8]浅淡卡尔费休法测定样品中水分含量及对仪器的校准[J]. 郭怡,李丹,孙占辉. 中国纤检. 2009(12)
[9]微波检测技术的发展[J]. 莫洪斌,周在杞. 无损检测. 2009(04)
[10]润滑油水分测量的研究[J]. 王修敏,孙齐虎,童大鹏,代春明. 内燃机与动力装置. 2009(01)
博士论文
[1]时谐磁场金属颗粒磁化特性及微流体油液检测机理研究[D]. 张兴明.大连海事大学 2014
硕士论文
[1]船用液压油多种污染物一体化检测研究[D]. 刘恩辰.大连海事大学 2017
[2]船舶液压油固体颗粒分级检测研究[D]. 曾霖.大连海事大学 2015
[3]微流体油液检测芯片的优化及信号分析[D]. 郭力.大连海事大学 2013
[4]基于光阻法的液体粒子计数器底层软硬件系统及其标定方法的研究[D]. 王陈燕.苏州大学 2012
[5]油液污染度在线监测系统设计与AMESim仿真[D]. 韩亚国.长安大学 2010
[6]基于微波谐振腔技术的水分仪设计[D]. 韩凌.哈尔滨工业大学 2009
[7]船舶液压推进系统设计及效率研究[D]. 魏德宝.大连海事大学 2008
本文编号：2918472
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