三线圈电感式磨粒传感器的检测电路.pdf

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1、2012年仪表技术与传感器2012第2期InstrumentTechniqueandSensorNo．2三线圈电感式磨粒传感器的检测电路傅舰艇，詹惠琴，古军(电子科技大学自动化工程学院，四川成都611731)摘要：润滑油中磨粒反映了机械运行状态的大量信息，所以对磨粒进行检测具有很重要的工程应用价值。依据润滑油中磨粒与电感线圈之间耦舍关系，设计了一种三线圈电感式磨粒在线监测传感器。根据传感器测量原理，该检测电路设计主要包括调幅调相驱动电路、前置放大电路、精密整流电路和后级滤波放大电路。实验结果表明：

2、该检测电路结合后续NI信号采集模块与LabVIEW数据处理，对铁磁磨粒的分辨率达到100m．关键词：电感式传感器；磨粒监测；检测电路；前置放大器中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)02—0005—03DetectionCircuitDesignofThree．COilInductiveParticleSensorFUJian—ting，ZHANHui—qin，GUJun(SchoolofAutomationEngineering，UESTCofChina，C

3、hengdu611731，China)Abstract：TheparticlesinlubricatingoilreflectalotofinformationofMechanicaloperationStatus，SOtheparticledetectionhasaveryimportantengineeringapplication．Designathree-coilinductiveparticlemonitoringsensor，accordingtothecouplingre—latio

4、nbetweenparticleinlubricatingoilandtheinductioncoil．Basingonthesensormeasurementprinciple，thedetectioncircuitsincludedrivecircuitofamplitudeandphaseadjustment，pre—amplifier，precisionrectifiercircuitandthesecondstagefiheramplifiercircuit．Theresultsshow

5、that：thedetectioncircuitseombinewiththefollow—upsignalacquisitionmoduleandtheLabVIEWNIdataprocessing，thedetectionresolutionofferromagneticabrasivereaches100m．Keywords：Inductivesensors；particlemonitoring；detectioncircuit；pre—amplifier0引言型；利用感应电动势的大小来确定

6、磁质颗粒的尺寸。由此可得，机械设备油路中磨粒的检测包括离线与在线检测。离线三线圈电感式磨粒传感器工作原理如图1所示。检测如光谱分析、铁谱分析、扫描电镜、能谱等；在线检测有在线磨粒计数器、磨粒分析器等。目前能用于在线、快速、连续进一一r_：

7、_：●：．1一一行监测的磨粒传感器却不多，主要有加拿大GasTops公司开发lllNllINllIs的FerroSCAN传感器和MetalSCAN传感器、美国Foxboro公司研制的应用于958PF型在线铁谱仪、日本的TakusoSato等与美国的M．Linze

8、r联合开发了新型光学在线磨粒监测传感器⋯。国内在传感器和磨粒检测技术上也有不少研究成果，但大部分还是在离线检测技术上。少数单位也进行了在线式磨粒传感图1传感器工作原理器的研制，如海军工程大学研发超声波磨粒监测传感器、武汉2测量方法理工大学研发感应式磨粒在线传感器、军械工程学院研发新型在图1中，激励源提供给激励线圈稳定的正弦信号，它包磨粒在线监测传感器，但至今未有应用于实践的成熟技术。括DDS信号源、调幅调相电路与功率放大驱动电路。信号检测1三线圈电感式磨粒传感器测量原理电路包括低噪声前置放大器、精

9、密整流器与后级滤波放大器。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小和通过导体综上所述，整个三线圈电感式在线油路磨粒传感器的检测电路回路的磁通量的变化率成正比，方向有赖于磁场的方向和变化原理方框如图2所示。情况。在同一个磁惰性的管子上绕有3组电感线圈(包括2个激励线圈和1个感应线圈)。两个由交流电源驱动的外侧激励线圈，产生的磁场方向相反，可使在管子内部正好位于中央的DDS感应线圈处磁场相互抵消，即为零磁场。传感线圈与前置放大信号源器相接。当油液中通过有金属颗粒时，引起磁场扰动，导致传