微粒探测

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研究简介

  感应式磨粒探测器在机械设备健康监控中起到了越来越重要的作用，具有结构简单、制作成本较低和提供详细的磨损颗粒信息等优点，受到了广泛的关注。然而，相较于其它原理的在线磨粒检测传感器，感应式传感器的颗粒检测灵敏度还比较低，且在实际应用中传感器的稳定性和可靠性有待提高。除此之外，通过传感器的输出信号准确判断磨损颗粒信息还存在很大的问题，这些都是制约感应式磨粒传感器在设备的在线监控中进一步应用的障碍。虽然国内外对它的研究已经很多年，但还缺乏对影响传感器性能的设计参数进行系统的分析和优化。

研究成果

  任艺军博士（2016级）研究了高灵敏金属磨粒感应式探测器。她从理论上简单建立传感器的等效数学模型，并通过电磁场仿真给出了感应式传感器的工作特性和性能参数对其产生的影响。在对感应式磨粒传感器的检测灵敏度、稳定性和抑制千扰等性能的提升上，分别从传感器的线圈探头结构和信号处理电路出发，提出了一激多感的新型线圈探头、超高效的自动不平衡电压模拟补偿电路和网状静电屏蔽的线圈探头结构；分别设计了相应的传感器性能测试系统，结果表明，传感器性能指标具有世界领先水平。

  钱敏博士（2019级）研究了高分辨率电磁感应式金属微粒检测器。为解决传感器的分辨率与流量相互制约的问题，首次提出了一款基于高Q值谐振法的并联式高灵敏探头；在全面分析系统噪声和大电流激励特点的基础上，首次提出了基于间歇激励的高分辨率电路系统，以进一步提高传感器的分辨率、量程和稳定性；针对水滴、气泡等杂质干扰，提出一种新型低压激励方案，能在不牺牲金属微粒检测性能的情况下有效抑制杂质干扰噪声。在探头、电路及抗干扰三个方面的设计显著提升了电磁感应式传感器的检测分辨率，制作的传感器样机均取得了良好的实验效果，处于同领域研究中的较高水准。