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原文传递一种四线圈电感式磨粒传感器及其设计、工作方法

专利名称：	一种四线圈电感式磨粒传感器及其设计、工作方法
摘要：	本发明涉及一种四线圈电感式磨粒传感器及其设计、工作方法，该传感器包括骨架，其中，骨架上缠绕设置有相互对称的第一线圈组和第二线圈组，第一线圈组包括第一激励线圈和第一感应线圈，第二线圈组包括第二激励线圈和第二感应线圈，第一激励线圈和第二激励线圈反向串联连接，第一激励线圈和第二激励线圈分别与正弦交流电源相连接。与现有技术相比，本发明能够有效增强磨粒检测信号、提高检测精度，同时确保传感器体积较小。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海电力大学
发明人：	韩清鹏;朱鸣飞;沈新航;朱瑞;袁斌霞
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-08T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202310994461.4
公开号：	CN117129387A
代理机构：	上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：	廖程
分类号：	G01N15/02;G01N27/72;G06F30/10;G06F30/20;G06F17/10;G;G01;G06;G01N;G06F;G01N15;G01N27;G06F30;G06F17;G01N15/02;G01N27/72;G06F30/10;G06F30/20;G06F17/10
申请人地址：	201306 上海市浦东新区沪城环路1851号
主权项：	1.一种四线圈电感式磨粒传感器，其特征在于，包括骨架(3)，所述骨架(3)上缠绕设置有相互对称的第一线圈组和第二线圈组，所述第一线圈组包括第一激励线圈(11)和第一感应线圈(12)，所述第二线圈组包括第二激励线圈(21)和第二感应线圈(22)，所述第一激励线圈(11)和第二激励线圈(21)反向串联连接，所述第一激励线圈(11)和第二激励线圈(21)分别与正弦交流电源相连接。 2.根据权利要求1所述的一种四线圈电感式磨粒传感器，其特征在于，第一感应线圈(12)和第二感应线圈(22)直接绕制在骨架(3)的外壁，所述第一激励线圈(11)绕制在第一感应线圈(12)外部，所述第二激励线圈(21)绕制在第二感应线圈(22)外部。 3.根据权利要求1所述的一种四线圈电感式磨粒传感器，其特征在于，所述第一线圈组和第二线圈组的两侧均设置有挡板(4)。 4.根据权利要求3所述的一种四线圈电感式磨粒传感器，其特征在于，所述挡板(4)等间距地固定设置于骨架(3)的外壁上。 5.根据权利要求1所述的一种四线圈电感式磨粒传感器，其特征在于，所述骨架(3)内部设置有油液通道。 6.根据权利要求5所述的一种四线圈电感式磨粒传感器，其特征在于，所述骨架(3)具体为内部中空的圆柱体结构。 7.根据权利要求1～6任一所述的一种四线圈电感式磨粒传感器，其特征在于，所述骨架(3)采用树脂惰性材料制成。 8.一种用于设计如权利要求1所述四线圈电感式磨粒传感器的方法，其特征在于，包括以下步骤： D1、根据单匝激励线圈模型，确定出单层多匝线圈磁场分布； D2、基于单层多匝线圈磁场分布，进一步依次确定出多层螺线管模型、多层双线圈螺线管模型； D3、基于多层双线圈螺线管模型，建立四线圈结构模型，确定第一线圈组和第二线圈组对应的长度、匝数、导线线径以及线圈厚度。 9.一种应用如权利要求1所述四线圈电感式磨粒传感器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤： W1、正弦交流电源通电连接第一激励线圈和第二激励线圈，金属颗粒随油液进入骨架内部； W2、当金属颗粒经过第一感应线圈，使得第一激励线圈在第一感应线圈内产生的磁通量发生变化，此时第二激励线圈在第二感应线圈处产生的磁通量不变，进而确定出整个传感器的磁通量； W3、根据整个传感器的磁通量，确定出传感器输出的感应电压有效值，即为传感器输出检测信号。 10.根据权利要求9所述的一种工作方法，其特征在于，所述传感器输出的感应电压有效值具体为：其中，E为传感器输出的感应电压有效值，为整个传感器的磁通量，/>为第一激励线圈在第一感应线圈内产生的变化磁通量，/>为第二激励线圈在第二感应线圈内产生的磁通量，N1、N2分别为感应线圈的匝数、激励线圈的匝数，L1为第一激励线圈的电感，ΔL为被覆盖部分第一激励线圈局部电感变化量，q为激励线圈磁通量在感应线圈内的耦合系数，R2为激励线圈的电阻，Um为正弦交流电源输出交流电压峰值。