磨粒在线监测静电传感器设计

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1、第32卷第2期压电与声光Vo1．32NO．220l0年4月PIEZOEIECTRICS&AC0UST00PTICSApr．2O10文章编号：1004—2474(2010)02—0325—04磨粒在线监测静电传感器设计李绍成，左洪福。(1．南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016；2．南京林业大学木材工业学院．江苏南京210037；3．南京航空航天大学民航学院，江苏南京2i0016)摘要：针对机器磨损状态监测要求，设计了一种油液磨粒在线监测静电传感器，并给出了静电传感器的结构模型。采用有限元法对传感器静电场进行数值求解，得到了传感器的灵敏度空间分布，并对影响传感器灵

2、敏度的主要因素进行了仿真研究，对静电传感器的频率响应特性进行了分析。在此基础上，提出了油液磨粒在线监测静电传感器结构尺寸优化设计方法。最后，构建了油液磨粒静电监测实验系统，进行磨损监测实验研究。实验结果表明，静电传感器可有效监测到荷电颗粒物和油液磨粒，本系统适用于油液磨粒在线监测。关键词：磨粒；在线监测；静电传感器；有限元中图分类号：TH17文献标识码：ADesignofElectrostaticSensorforWearDebrisOn—lineMonitoringLIShaocheng”，ZUOHongfu。(1．CollegeofMechanicalandElec

3、tricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China；2．CollegeofWoodScienceandTechnology，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China；3．CollegeofCivilAviation，NaniingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Forthedemandofwearcond

4、itionmonitoring，anewtypeofsensorforweardebrison-linemonitoringisdesigned．Thestructuralmodeloftheelectrostaticsensorisgiven．Numericalsolutionofthesensorelectrostaticfieldiscarriedoutbyusingthefiniteelementanalysismethod．Thespatialsensitivityofthesensorisderived．Theeffectfactorsofthesensor

5、sensitivityareresearchedindetail．Thefrequencyresponsecharacteristicoftheelectro—staticsensoranditseffectfactorsareinvestigatedtheoretically．Theoptimalmethodonstructuraldimensiondesignoftheelectrostaticsensorisproposed．Finally，theexperimentsystemofweardebrison—linemonitoringisconstrue—ted

6、．Thepreliminaryexperimentonwearmonitoringiscarriedout．Theresultshowsthattheelectrostaticsensorcanmonitorchargeparticleandweardebriseffectively．Thesystemmeetsthedemandofweardebrison-linemonito—rlng．Keywords：weardebris；onlinemonitoring；electrostaticsensor；finiteelement磨损是机械故障产生的重要原因，因此，对机传

7、感器结构模型，设计了一种油液磨粒在线监测器磨损状态进行监测非常重要n]。油液磨粒检测技静电传感器，如图1所示。该传感器可直接安装在术是一种重要的磨损状态监测方法，但传统的油液油液管道上，属于全流量监测，适用于多种环境下的磨粒检测主要是离线分析，分析周期长，成本高，检油液磨粒在线监测。测结果有一定的滞后性_2]。为满足油液磨粒在线▲，前置放大电路电压信号监测要求，根据磨粒荷电特性]，设计了一种油液磨粒在线监测静电传感器。对磨粒在线监测静电传电极＼圈f电荷信号冁一油液流入流出感器结构优化设计进行了深入研究，并进行了相关的静电监测实验研究。填充