電阻式微螺線管型磨粒傳感器仿真與實驗研究
本文選題:微螺線管 + 傳感器; 參考:《大連海事大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:隨著工業(yè)的快速發(fā)展,液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于大型工程機械,航空設(shè)備,船舶機械等領(lǐng)域;液壓控制要求的不斷提高,對液壓系統(tǒng)中油液清潔程度也更加嚴(yán)格。據(jù)統(tǒng)計分析,液壓系統(tǒng)機械故障中70%以上由液壓油中金屬磨粒污染物引起。油液污染物分析診斷技術(shù)已成為設(shè)備系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷的重要手段。本文在電感法檢測液壓油中金屬顆粒的基礎(chǔ)上,進一步研究電阻法,具體研究內(nèi)容如下:研究微螺線管內(nèi)部磁場分布特征,建立鐵磁性金屬顆粒在微螺線管中的磁化模型,金屬顆粒內(nèi)部電渦流影響微螺線管阻抗的數(shù)學(xué)模型。理論研究表明,金屬顆粒的磁化場使微螺線管的等效電感發(fā)生變化,而電渦流磁場使微螺線管的等效電感和電阻同時發(fā)生變化。采用COMSOL有限元分析軟件,對微螺線管內(nèi)部磁場分布特征進行仿真;研究微螺線管參數(shù),金屬顆粒因素及激勵信號對微螺線管型磨粒傳感器等效電阻變化值的影響,確定了各項參數(shù)與微螺線管磨粒傳感器等效電阻變化值之間的關(guān)系。設(shè)計實驗系統(tǒng),制作實驗用磨粒傳感器。結(jié)合仿真結(jié)果,實驗研究傳感器參數(shù),金屬顆粒及激勵源等因素對微螺線管型磨粒傳感器電阻變化輸出的影響,驗證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時,實驗結(jié)果表明采用電阻法檢測非鐵磁性金屬顆粒效果相對于電感法更好,有更高的信噪比和更低的檢測下限。
[Abstract]:With the rapid development of industry, hydraulic technology is widely used in large-scale construction machinery, aviation equipment, ship machinery and other fields. According to statistical analysis, more than 70% of mechanical faults in hydraulic system are caused by contaminants of metal abrasive particles in hydraulic oil. Oil pollutant analysis and diagnosis technology has become an important means of equipment system condition monitoring and fault diagnosis. On the basis of the inductance method to detect metal particles in hydraulic oil, the resistance method is further studied in this paper. The specific research contents are as follows: the magnetic field distribution characteristics of microsolenoid are studied, and the magnetization model of ferromagnetic metal particles in microsolenoid is established. A mathematical model of the effect of eddy current on the impedance of microsolenoid in metal particles. Theoretical study shows that the magnetization field of metal particles changes the equivalent inductance of the micro-solenoid, while the eddy current magnetic field changes the equivalent inductance and resistance of the micro-solenoid at the same time. COMSOL finite element analysis software was used to simulate the magnetic field distribution in the micro-solenoid, and the effects of the parameters of the micro-solenoid, the metal particle factor and the excitation signal on the equivalent resistance of the micro-solenoid wear particle sensor were studied. The relationship between the parameters and the equivalent resistance of the microsolenoid abrasive particle sensor is determined. The experiment system is designed and the wear particle sensor for experiment is made. Based on the simulation results, the effects of sensor parameters, metal particles and excitation sources on the resistance output of the micro-solenoid wear particle sensor are studied, and the accuracy of the simulation results is verified. At the same time, the experimental results show that the resistance method is more effective than the inductance method in detecting non-ferromagnetic metal particles, with higher signal-to-noise ratio and lower detection limit.
【學(xué)位授予單位】:大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TP212
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本文編號:1930891
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