電磁式油液磨損顆粒在線監(jiān)測技術

第1章 概述 001
1.1　油液磨粒監(jiān)測技術 002
1.1.1　基于光學的磨粒監(jiān)測法 003
1.1.2　基于電學的磨粒監(jiān)測法 005
1.1.3　基于聲學的磨粒監(jiān)測法 006
1.1.4　基于磁學的磨粒監(jiān)測法 007
1.2　電磁式磨粒在線監(jiān)測技術 011
1.2.1　電磁式磨粒在線監(jiān)測技術研究現(xiàn)狀 012
1.2.2　電磁式磨粒在線監(jiān)測技術存在的問題 016
1.2.3　電磁式磨粒在線監(jiān)測技術的發(fā)展趨勢 016
1.3　本章小結 017
　
第2章 電磁式磨粒監(jiān)測傳感器數(shù)學建模 019
2.1　磨粒與設備磨損的關系 020
2.1.1　磨損失效的磨粒特征 020
2.1.2　磨損失效的磨粒種類 022
2.2　磨粒檢測磁特性建模 023
2.2.1　單磨粒磁特性建模分析 023
2.2.2　多磨粒磁特性建模分析 030
2.3　靜磁場中球體金屬磨粒磁特性研究 034
2.3.1　靜磁場中鐵磁性球體磨粒磁感應強度分布研究 034
2.3.2　靜磁場中鐵磁性球體磨粒引起的磁能變化 038
2.4　交變磁場中球體磨粒磁特性研究 041
2.4.1　交變磁場中鐵磁性球體磨粒磁感應強度分布研究 041
2.4.2　交變磁場中非鐵磁性球體磨粒磁感應強度分布研究 049
2.4.3　交變磁場中球體磨粒引起的磁能變化 050
2.5　本章小結 052
　　
第3章 磨粒監(jiān)測傳感器輸出信號影響因素分析 055
3.1　磨粒在線監(jiān)測傳感器磁場和感應電動勢計算 056
3.1.1 磨粒在線監(jiān)測傳感器磁場計算 056
3.1.2　磨粒在線監(jiān)測傳感器感應電動勢計算 063
3.2 勵磁線圈寬度對傳感器輸出的影響 065
3.2.1　勵磁線圈寬度對傳感器內(nèi)部磁場的影響 065
3.2.2　勵磁線圈寬度對感應電動勢的影響 066
3.3 勵磁線圈匝數(shù)對傳感器輸出的影響 067
3.3.1　勵磁線圈匝數(shù)對傳感器內(nèi)部磁場的影響 067
3.3.2　勵磁線圈匝數(shù)對感應電動勢的影響 068
3.4 勵磁線圈間距對傳感器輸出的影響 068
3.4.1　勵磁線圈間距對傳感器內(nèi)部磁場的影響 068
3.4.2　勵磁線圈間距對感應電動勢的影響 069
3.5　其他參數(shù)對傳感器輸出的影響 072
3.5.1　勵磁頻率對感應電動勢的影響 072
3.5.2　磨粒直徑對感應電動勢的影響 075
3.5.3　傳感器內(nèi)徑對感應電動勢的影響 076
3.6　本章小結 076
　　
第4章 傳感器結構參數(shù)優(yōu)化與設計 079
4.1　傳感器結構參數(shù)優(yōu)化的性能評價指標 080
4.2　線圈結構參數(shù)與磁場均勻性分析 084
4.2.1　線圈結構參數(shù)對磁場均勻性的影響 084
4.2.2　正交試驗分析線圈參數(shù)對磁場均勻性的影響 087
4.3　傳感器線圈結構參數(shù)優(yōu)化建模 089
4.3.1　粒子群優(yōu)化算法概述 089
4.3.2　粒子群優(yōu)化算法流程 091
4.3.3　粒子群算法結構參數(shù)優(yōu)化的目標函數(shù) 092
4.3.4　粒子群算法優(yōu)化結果分析 093
4.4　傳感器其他參數(shù)的設計與計算 094
4.4.1　傳感器軸向尺寸和外徑的確定 094
4.4.2　傳感器電路參數(shù)的確定 095
4.5　本章小結 097

第5章 高靈敏度感應信號檢測方法 099
5.1　添加高磁導率鐵芯方法提高檢測靈敏度 100
5.1.1　應用高磁導率鐵芯的電磁式傳感器結構 100
5.1.2　鐵芯結構對傳感器性能的影響 101
5.1.3　線圈四側鐵芯結構及其對性能的影響 106
5.1.4　鐵芯參數(shù)對傳感器性能影響的仿真分析 108
5.2　諧振電路方法提高檢測靈敏度 114
5.2.1　LC諧振電路原理 114
5.2.2　LC諧振電路對傳感器靈敏度影響的分析 116
5.3　微弱磨粒信號的快速提取 120
5.4　磨粒微弱感應信號濾波 124
5.4.1　小波閾值濾波算法 124
5.4.2　小波濾波關鍵參數(shù)的確定 125
5.4.3　信號濾波效果的評價指標 128
5.4.4　不同濾波技術的仿真分析 129
5.5　本章小結 130

第6章 高靈敏度磨粒在線監(jiān)測系統(tǒng)設計 133
6.1　電感式油液磨粒在線監(jiān)測儀器設計 134
6.1.1　傳感器監(jiān)測儀器系統(tǒng)的總體設計 134
6.1.2　傳輸協(xié)議的設計 135
6.1.3　監(jiān)測傳感器 135
6.2　數(shù)字鎖相放大器 138
6.2.1　鎖相放大器原理概述 138
6.2.2　鎖相放大器的工作原理 139
6.2.3　數(shù)字鎖相放大器設計 143
6.3　交流穩(wěn)流勵磁電路 145
6.3.1　基于FPGA的正弦波形發(fā)生器 145
6.3.2　模擬低通濾波器 146
6.3.3　波形放大電路 147
6.3.4　驅動電路 148
6.3.5　電路測試 149
6.4　磨粒監(jiān)測軟件設計 151
6.5　本章小結 153

第7章 油液磨粒在線監(jiān)測實驗 155
7.1 實驗磨粒的選取 156
7.2 磨粒監(jiān)測模擬實驗 160
7.2.1　單磨粒實驗 160
7.2.2　雙磨粒實驗 168
7.2.3　添加高磁導率鐵芯的傳感器監(jiān)測實驗 171
7.2.4　傳感器線圈參數(shù)優(yōu)化實驗 175
7.3 磨粒監(jiān)測油液實驗 180
7.3.1　磨粒監(jiān)測油液實驗概述 180
7.3.2 傳感器結構參數(shù)優(yōu)化油液實驗 182
7.3.3　磨粒監(jiān)測匯流排傳動系統(tǒng)油液實驗 185
7.4　本章小結 188

參考文獻 189