基于阻抗微流體芯片的液壓油污染物區(qū)分檢測研究
發(fā)布時間：2020-12-15 14:54
隨著液壓技術的不斷發(fā)展與成熟,在船舶工程領域,液壓系統(tǒng)被廣泛應用。作為液壓系統(tǒng)的關鍵工質,液壓油的品質和清潔程度會對液壓系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行產生直接影響。為了保證液壓系統(tǒng)時刻處于健康狀態(tài),對系統(tǒng)中油液的檢測成為了必不可少的項目。對液壓油中的污染物進行檢測,在提高液壓系統(tǒng)可靠性、延長系統(tǒng)部件使用壽命以及節(jié)省使用成本等方面都具有十分重要的意義。本文首先介紹了船舶液壓系統(tǒng)的主要特點,指出了液壓油中污染物的成因、來源及危害,并對目前國內外油液檢測技術的研究現(xiàn)狀以及每種檢測方法具有的優(yōu)勢和存在的不足做了簡要說明。然后分析了金屬顆粒、水和空氣的區(qū)分檢測原理。最后設計制作了一種阻抗微流體油液檢測芯片,并在該芯片上進行了液壓油中多種污染物區(qū)分檢測的實驗研究。本文的研究內容主要分為以下幾個部分:(1)運用COMSOLMultiphysics仿真軟件對檢測芯片的流道位置和線圈間距進行仿真計算。仿真結果表明:流道位于線圈內孔邊緣且兩個線圈間的距離越小時,檢測參數(shù)變化量越大。(2)在仿真結果指導下,制作微流體油液檢測芯片并搭建檢測系統(tǒng)。研究芯片結構參數(shù)(線圈匝數(shù)和漆包線直徑)和激勵參數(shù)(激勵頻率和激勵電壓)對污...
【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：99 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１鐵譜儀磨粒沉積規(guī)律??Ｆｉ．?１．１?Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆａｒｔｉｃｌｅｓ?ｉｎ?ｆｅｒｒｏｇｒａｐｈｉｃ??
?丨??強職??圖１．１鐵譜儀磨粒沉積規(guī)律??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｉｎ?ｆｅｒｒｏｇｒａｐｈｉｃ??鐵譜分析法可以對ｌ－２５０｜ｘｍ大小的磨粒進行檢測，能夠定性和定量地反映出??磨粒的信息，并且檢測設備成本較低［２１］。通過對沉積磨粒特征地分析，可以準確??地預測出機械設備的磨損規(guī)律。但是該技術嚴重依賴于個人經(jīng)驗，檢測結果的正??確與否和技術人員的個人經(jīng)驗有著很大關系，這樣就增加了檢測結果的主觀性；??另外，由于采用了強磁場使磨粒沉淀，因此該方法對非鐵磁性磨粒的檢測效果欠??佳。??（３）光阻法??光阻法，又稱光障礙法或遮光法，是一種常用的液體中微粒檢測方法。美國??ＨＩＡＣ公司最早基于該方法設計制造了光阻檢測儀。我國于上世紀８０年代引進該??設備，并將其應用在航天、醫(yī)藥等領域［２２］。??圖１．２是該方法檢測原理圖。根據(jù)傳統(tǒng)幾何光學的解釋
檢測精度達到１００ｐｍ級別［２８＿２９］。大連海事大學張洪朋團隊設計制作了一種微螺線??管式油液檢測芯片，能夠實現(xiàn)如ｍ鐵顆粒和８０ｇｍ以下銅顆粒的區(qū)分檢測［３（？１］。??圖１．３是微螺線管型電感檢測的原理圖。??金屬顆粒?＿??Ｉｆ?鎮(zhèn)線４線圈?微流道??圖１．３微螺線管型電感檢測原理圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏ－ｓｏｌｅｎｏｉｄ?ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??當油液中的金屬顆粒通過螺線管線圈構成的檢測區(qū)域時，線圈產生的磁場對??其中的金屬顆粒產生影響。對于鐵磁性顆粒來說，磁化引起的磁通量增量遠大于??６??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]輸液泵氣泡檢測方法研究[J]. 蔡莉,張春霞. 中國醫(yī)學裝備. 2016(04)
[2]基于油液光譜分析和粒子濾波的發(fā)動機剩余壽命預測研究[J]. 孫磊,賈云獻,蔡麗影,林國語,趙勁松. 光譜學與光譜分析. 2013(09)
[3]船舶液壓油監(jiān)測技術研究現(xiàn)狀[J]. 王革,劉東風,石新發(fā). 潤滑油. 2013(04)
[4]油液污染分析在機械磨損檢測中的研究進展[J]. 田勇,廉書林,陳閩杰. 液壓氣動與密封. 2013(07)
[5]卡爾費休水分滴定儀在分析中的應用[J]. 李芳,于素青,原雯. 化學工程師. 2011(09)
[6]液壓系統(tǒng)的空氣污染及其控制措施[J]. 趙立志,謝宏曉,陳振生,謝其亮. 流體傳動與控制. 2011(02)
[7]傅里葉紅外光譜儀在船舶設備油液監(jiān)測診斷中的應用[J]. 張佃惠,劉敬軍. 中國修船. 2010(04)
[8]淺淡卡爾費休法測定樣品中水分含量及對儀器的校準[J]. 郭怡,李丹,孫占輝. 中國纖檢. 2009(12)
[9]微波檢測技術的發(fā)展[J]. 莫洪斌,周在杞. 無損檢測. 2009(04)
[10]潤滑油水分測量的研究[J]. 王修敏,孫齊虎,童大鵬,代春明. 內燃機與動力裝置. 2009(01)
博士論文
[1]時諧磁場金屬顆粒磁化特性及微流體油液檢測機理研究[D]. 張興明.大連海事大學 2014
碩士論文
[1]船用液壓油多種污染物一體化檢測研究[D]. 劉恩辰.大連海事大學 2017
[2]船舶液壓油固體顆粒分級檢測研究[D]. 曾霖.大連海事大學 2015
[3]微流體油液檢測芯片的優(yōu)化及信號分析[D]. 郭力.大連海事大學 2013
[4]基于光阻法的液體粒子計數(shù)器底層軟硬件系統(tǒng)及其標定方法的研究[D]. 王陳燕.蘇州大學 2012
[5]油液污染度在線監(jiān)測系統(tǒng)設計與AMESim仿真[D]. 韓亞國.長安大學 2010
[6]基于微波諧振腔技術的水分儀設計[D]. 韓凌.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[7]船舶液壓推進系統(tǒng)設計及效率研究[D]. 魏德寶.大連海事大學 2008
本文編號：2918472
【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：99 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１鐵譜儀磨粒沉積規(guī)律??Ｆｉ．?１．１?Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆａｒｔｉｃｌｅｓ?ｉｎ?ｆｅｒｒｏｇｒａｐｈｉｃ??
?丨??強職??圖１．１鐵譜儀磨粒沉積規(guī)律??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｉｎ?ｆｅｒｒｏｇｒａｐｈｉｃ??鐵譜分析法可以對ｌ－２５０｜ｘｍ大小的磨粒進行檢測，能夠定性和定量地反映出??磨粒的信息，并且檢測設備成本較低［２１］。通過對沉積磨粒特征地分析，可以準確??地預測出機械設備的磨損規(guī)律。但是該技術嚴重依賴于個人經(jīng)驗，檢測結果的正??確與否和技術人員的個人經(jīng)驗有著很大關系，這樣就增加了檢測結果的主觀性；??另外，由于采用了強磁場使磨粒沉淀，因此該方法對非鐵磁性磨粒的檢測效果欠??佳。??（３）光阻法??光阻法，又稱光障礙法或遮光法，是一種常用的液體中微粒檢測方法。美國??ＨＩＡＣ公司最早基于該方法設計制造了光阻檢測儀。我國于上世紀８０年代引進該??設備，并將其應用在航天、醫(yī)藥等領域［２２］。??圖１．２是該方法檢測原理圖。根據(jù)傳統(tǒng)幾何光學的解釋
檢測精度達到１００ｐｍ級別［２８＿２９］。大連海事大學張洪朋團隊設計制作了一種微螺線??管式油液檢測芯片，能夠實現(xiàn)如ｍ鐵顆粒和８０ｇｍ以下銅顆粒的區(qū)分檢測［３（？１］。??圖１．３是微螺線管型電感檢測的原理圖。??金屬顆粒?＿??Ｉｆ?鎮(zhèn)線４線圈?微流道??圖１．３微螺線管型電感檢測原理圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏ－ｓｏｌｅｎｏｉｄ?ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??當油液中的金屬顆粒通過螺線管線圈構成的檢測區(qū)域時，線圈產生的磁場對??其中的金屬顆粒產生影響。對于鐵磁性顆粒來說，磁化引起的磁通量增量遠大于??６??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]輸液泵氣泡檢測方法研究[J]. 蔡莉,張春霞. 中國醫(yī)學裝備. 2016(04)
[2]基于油液光譜分析和粒子濾波的發(fā)動機剩余壽命預測研究[J]. 孫磊,賈云獻,蔡麗影,林國語,趙勁松. 光譜學與光譜分析. 2013(09)
[3]船舶液壓油監(jiān)測技術研究現(xiàn)狀[J]. 王革,劉東風,石新發(fā). 潤滑油. 2013(04)
[4]油液污染分析在機械磨損檢測中的研究進展[J]. 田勇,廉書林,陳閩杰. 液壓氣動與密封. 2013(07)
[5]卡爾費休水分滴定儀在分析中的應用[J]. 李芳,于素青,原雯. 化學工程師. 2011(09)
[6]液壓系統(tǒng)的空氣污染及其控制措施[J]. 趙立志,謝宏曉,陳振生,謝其亮. 流體傳動與控制. 2011(02)
[7]傅里葉紅外光譜儀在船舶設備油液監(jiān)測診斷中的應用[J]. 張佃惠,劉敬軍. 中國修船. 2010(04)
[8]淺淡卡爾費休法測定樣品中水分含量及對儀器的校準[J]. 郭怡,李丹,孫占輝. 中國纖檢. 2009(12)
[9]微波檢測技術的發(fā)展[J]. 莫洪斌,周在杞. 無損檢測. 2009(04)
[10]潤滑油水分測量的研究[J]. 王修敏,孫齊虎,童大鵬,代春明. 內燃機與動力裝置. 2009(01)
博士論文
[1]時諧磁場金屬顆粒磁化特性及微流體油液檢測機理研究[D]. 張興明.大連海事大學 2014
碩士論文
[1]船用液壓油多種污染物一體化檢測研究[D]. 劉恩辰.大連海事大學 2017
[2]船舶液壓油固體顆粒分級檢測研究[D]. 曾霖.大連海事大學 2015
[3]微流體油液檢測芯片的優(yōu)化及信號分析[D]. 郭力.大連海事大學 2013
[4]基于光阻法的液體粒子計數(shù)器底層軟硬件系統(tǒng)及其標定方法的研究[D]. 王陳燕.蘇州大學 2012
[5]油液污染度在線監(jiān)測系統(tǒng)設計與AMESim仿真[D]. 韓亞國.長安大學 2010
[6]基于微波諧振腔技術的水分儀設計[D]. 韓凌.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[7]船舶液壓推進系統(tǒng)設計及效率研究[D]. 魏德寶.大連海事大學 2008
本文編號：2918472
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