基于微平面电感的油液中金属磨粒在线检测机理研究

针对油液中金属磨粒的检测，对预报发动机、变速箱等机械装备的磨损失效、减少重大事故和降低经济损失等方面具有重要作用。传统离线式检测方法具有成本高、效率低等缺点，近几年研究的微通道-电感式在线检测方法存在检测油样少、易堵塞等问题，且关于电感检测金属磨粒的机理研究较少，针对以上问题，本项目引入MEMS技术制作微检测电感，并利用逆向思维，将微电感检测线圈潜入被测油液中，实现对油液中金属磨粒的在线检测；研究基于微平面电感的金属磨粒检测理论模型，并辅以有限元软件仿真和实验验证，根据仿真和实验结果对理论模型进行修正，进而弥补基于微电感的金属磨粒检测理论研究的不足；并研究检测信号的解算方法，通过对检测信号的解算，最终揭示油液中金属磨粒的成分、尺寸和数量等，为油液中金属磨粒的在线检测提供一种有效的检测方法。此项研究在微传感器和机械故障诊断领域具有一定的创新性和基础性，并具有重要的研究意义和广阔的应用前景。

针对油液中金属磨粒的检测，对预报发动机、变速箱等机械装备的磨损失效、减少重大事故和降低经济损失等方面具有重要作用。本项目引入MEMS 技术制作微线圈电感，并利用逆向思维，将微电感检测线圈潜入被测油液中，实现对油液中金属磨粒的在线检测；本项目推导了微电感的理论模型，建立微电感传感器检测金属磨粒的系统模型，分析了微电感传感器检测金属磨粒的电感公式、电感变化率及与频率的关系等。设计了MEMS工艺制作微电感线圈和微金属磨粒的工艺流程，制作了四边形和八边形微线圈，分别采用传统机械加工和微加工工艺制备了微金属磨粒。搭建了静态检测和动态模拟在线实验系统，开展了一系列基于微平面电感传感器的金属磨粒静态检测实验和动态检测实验。研究了微电感传感器匝数及形状参数对检测特性的影响，基于有限元仿真和实验测试，探讨了频率对微电感传感器检测不同材质金属磨粒的影响。本项目研究的理论模型、试验方法和测试数据等，可为改进和提高油液中金属磨粒的检测提供理论依据和技术支持。