一种润滑油污染度检测传感器的仿真设计.pdf

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1、2013年第32卷第5期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)89一种润滑油污染度检测传感器的仿真设计王志春，王增加(内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头014010)摘要：针对润滑油中金属磨粒的数量是引起润滑油裂变的重要原因，设计并仿真了润滑油介电常数检测传感器，研究了润滑油中磨粒数量对介电常数的影响。利用ANSYS有限元工具仿真出润滑油中磨粒含量引起的介电常数变化，优化了传感器结构参数。润滑油中磨粒含量由0．1％变化到0．5％时该传感器输出电容值变化量约为2pF，并且

2、电容变化量与磨粒含量呈线性关系，因此，可通过检测润滑油介电常数的变化来确定润滑油劣化度。关键词：传感器；介电常数；ANSYS；润滑油劣化度中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1000--9787(2013)05-0089--03S~imulatio0ndesignofalubricatingoilpollutiondegreedetectionsensorWANGZhi—chun，WANGZeng-jia(SchoolofInformationEngineering，InnerMongoHaUniversity

3、ofScienceandTechnology，Baotou014010，China)Abstract：Forlubricatingoilmetalparticlenumberisthemainreasoncausinglubricatingoilfissionlubricatingoildielectricconstantdetectionsensoraredesignedandsimulated，andinfluenceofquantitywearparticlesinlubricatingoilondielectricc

4、onstantisstudied．ANSYSfiniteelementsimulationtoolisusedtosimulatewearparticlescontentinlubricatingoilcausedbychangesofdielectricconstant，structuralparametersofthesensorisoptimized．Whileweal"particlescontentinlubricatingoilchangefrom0．1％to0．5％．thesensoroutputcapacit

5、ancevaluevariationamountisabout2pF，andtherelationshipbetweencapacitanceandthewearparticlecontentislinear，bydetectingthelubricatingoildielectricconstantchange，thedeteriorationdegreeoflubricatingoilcanbedetermined．Keywords：sensor；dielectricconstant；ANSYS；lubricatingo

6、ilpollutiondegree0引言滑油中机械杂质和水分含量，一般认为，5m左右的微小大量资料表明，摩擦和磨损是影响机械设备工作可靠颗粒的浓度是引起流体系统淤积和堵塞故障的主要因素；性和使用寿命的主要原因。润滑油在机器设备的正常运行而大于15m的颗粒浓度对元件的污染磨损起着主导作中起着重要作用。磨粒是设备内部摩擦副磨损的必然产用。在GB511—1977润滑油杂质极限标准中齿轮油机械杂物，也是油液污染的主要来源。有效地检测油液中的磨粒质大于0．5％，轴承油、液压机油、汽轮机油机械杂质大于含量对设备正常运行有重要意义。由于电

7、容式传感器温度0．1％，即达到极限报废标准。在仿真中，本文将根据体积稳定性好，结构简单，适应性强，动作响应快，可实现非接触分数确定杂质磨粒含量观察润滑油介电常数的变化来确定测量，具有平均效应，特别适宜用来解决输入能量低的测量介电常数与磨粒含量的关系。问题。本文提出利用一种双螺旋电容传感器，检测润滑1常用油液监测技术油中的金属磨粒含量，从而达到检测润滑油劣化程度，有效铁谱分析技术将磨损产物即磨粒进行定性和定量地分地更换油液。双螺旋结构具有均匀的磁场分布．3J，本文析，是一项比较成熟的技术。光谱分析是指用光谱分析的将利用仿真来确

8、定润滑油劣化度与介电常数之间的关系。方法，鉴别油液中污染物和添加剂元素的成分和数量。在目前，国内外润滑油在线检测方法原理主要是检测润线油液监测技术是通过安装在油液管路中的传感器，利用收稿日期：2012—11--06$基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJZY12104)第5期王志