一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及金属颗粒检测领域，特别涉及一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置和方法。该装置包括微动操作模块、加热模块及显微成像模块，微动操作模块利用延伸臂夹紧纤维并控制纤维在加热模块作用范围内移动；加热模块对金属微颗粒和纤维进行加热，利用熔化状纤维包裹单一金属微颗粒实现固定；显微成像模块实时监测金属颗粒和尼龙纤维末端的位置和状态，指引微动操作模块工作。本发明专利技术结构简单、易实现，可将金属颗粒嵌入尼龙纤维内部，牢固可靠，不易脱落；可以实现对微小颗粒的固定，最小颗粒可达几微米；固定的金属颗粒可以实现人为的操控并且可以重复利用。

Metal particle fixing device and method for electromagnetic detection

The invention relates to the field of metal particle detection, in particular to a metal particle fixing device and method for electromagnetic detection. The device consists of a micro-manipulation module, a heating module and a micro-imaging module. The micro-manipulation module clamps the fibers by an extension arm and controls the fibers to move within the scope of the heating module. The image module monitors the position and state of the metal particles and nylon fiber ends in real time, and directs the micro-manipulation module to work. The invention has the advantages of simple structure, easy realization, inserting metal particles into nylon fiber, being firm and reliable, and not easy to fall off; realizing the fixation of micro particles, the smallest particles can reach several microns; and the fixed metal particles can be controlled artificially and can be reused.

【技术实现步骤摘要】
一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置和方法
本专利技术涉及金属颗粒检测领域，特别涉及一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置和方法。
技术介绍
我国90％以上的国际贸易量是通过船舶运输完成的，船舶设备一旦发生故障，将严重影响航运周期，造成经济损失、人身伤亡和海洋环境污染。而据统计，约有80％的设备故障是由磨粒诱导发生的。磨粒是设备磨损的主要产物，根据摩擦学理论，随着船舶动力装置磨损的加剧，磨粒的尺寸会逐渐增大，同时，不同的磨损类型(如磨粒磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损等)产生的磨粒形状也不同。为了提高抗磨性能，船舶动力装置各摩擦副部件通常由不同材料制成，因而不同部件产生的磨粒材料种类也不同，因此磨粒的特征信息(尺寸、形状和种类等)反映了装置的磨损程度、磨损类型和磨损部位。对润滑油中的磨粒进行检测对船舶动力装置运行状态监测与故障智能诊断具有重要意义。目前油液颗粒的检测方法，主要有理化分析法、铁谱分析法、光谱分析法和电磁检测法等。理化分析属于传统的油品检测方法，样品消耗量大，运行体系和测试流程复杂；铁谱分析法可以定量分析金属颗粒的形貌和数量，判断磨损类型，准确预测机器润滑部位磨损状态和潜在故障，但对取样要求苛刻，对突发性事故的检测效果差，且判断过程过于依赖人的经验；光谱分析法可以迅速地得到润滑油中各种元素种类和含量，分析准确且适合大量数据采集，适用于设备早期监测，对超过10μm以上的较大磨粒无能为力；越来越多人开始把目光聚焦在电磁检测上，通过检测磨粒经过传感器时引起线圈阻抗的变化量判断颗粒的尺寸、数量和类型等。在电磁检测中，为了能够使检测结果准确反映颗粒的尺寸、数量和类型等特征，所以需要从研究单个颗粒对电磁传感器的影响入手，确定磨粒属性、大小及流经速率等因素对检测传感器的具体影响效果，以便进行定量分析。定量分析单个磨粒尺寸与电磁传感器输出信号的关系成为了电磁检测技术的关键问题，在实际操作中，颗粒尺寸太小，难以被操控，导致实验中难以对单一颗粒尺寸进行定量分析，基于以上原因，目前众多学者提出了不同的解决办法。为了定量分析颗粒尺寸与输出信号强度的关系，LiDu等人将金属颗粒用胶粘在纤维的一端，这样就可以操纵颗粒重复通过检测通道，获得多组数据。目前由实验可知，减小检测线圈内径可提高金属磨粒检测精度，但较小的线圈内径限制了可通过线圈物体的尺寸。当线圈内径为300-400um时，采用胶粘的纤维一端已经无法通过传感器，因为胶体在纤维一端呈圆球状，其尺寸无法控制在400μm以下。HongWei等人为了研究单个磨粒对线圈传感器的影响，将磨粒封装到蜡块中，通过蜡块在通道中的移动实现实验研究。但是蜡块封装技术复杂，而且尺寸较大，难以通过较小线圈。综上所述，现在需要一种更好的金属微颗粒固定方法，可操纵单个颗粒经过检测传感器，实现颗粒尺寸准确分析和传感器输出信号的多次重复测量。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置和方法，通过将颗粒固定于尼龙纤维一端，实现操纵单个颗粒经过检测传感器并可重复检测的磨粒固定装置和方法。该装置所固定的金属颗粒嵌入到尼龙纤维内部，通过对尼龙纤维的拉动实现对颗粒的控制，颗粒可广泛应于探索不同尺寸颗粒对电磁感应信号强度的影响。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置，包括微动操作模块、加热模块及显微成像模块；微动操作模块包括微动平台底座、微动调节组件和延伸臂，延伸臂通过微动调节组件活动安装在微动平台底座上，延伸臂末端至加热模块上方，延伸臂的末端固定能够嵌入金属颗粒的尼龙纤维；加热模块包括可升降加热台底座和加热台，加热台为半圆柱体结构，加热台置于可升降加热台底座上，通过可升降加热台底座调节加热台的位置及高度，以实现对尼龙纤维的加热；显微成像模块包括环形漫射灯和显微镜，其中环形漫射灯置于加热台及尼龙纤维正上方实现对尼龙纤维的无影照明，显微镜正对热台弧面，且显微镜连接外部电脑，通过外部电脑显示器查看。进一步地，所述微动调节组件包括微动平台上下调节旋钮、微动平台左右调节旋钮和微动平台前后调节旋钮三个调节旋钮，通过三个调节旋钮实现延伸臂在微动平台底座上的上下、前后、左右三维方向移动。进一步地，所述的三个调节旋钮调节延伸臂在微动平台底座上的三维方向移动的最小距离以微米计量。进一步地，所述的延伸臂的末端设置有夹紧装置，用于固定尼龙纤维。进一步地，所述的加热台通过电源线供电提供可控温度，加热台自身能够实现供电加热及温度可控。进一步地，所述显微镜正对半圆柱体加热台弧面，能够实现焦距、放大倍数及前后、上下、左右位置调节。一种用于电磁检测的金属颗粒的固定方法，包括以下步骤：(1)将待固定的金属颗粒均匀散布在能够加热及温度可控的加热台上；(2)将尼龙纤维沿垂直于加热台方向固定，尼龙纤维固定于一延伸臂末端，且延伸臂能够三维空间上微动调节，使尼龙纤维末端接近加热台弧面上的待固定的金属颗粒；(3)加热台及尼龙纤维上方设置照明及显微成像装置，用于显示待固定的微小金属颗粒和尼龙纤维末端，便于了解纤维和金属颗粒的位置，调整显微成像装置的位置、焦距，使待固定的金属颗粒清晰显示；(4)加热台加热并调节加热温度，观察尼龙纤维变化，当尼龙纤维末端开始融化变形时，调节延伸臂使尼龙纤维末端接近待固定金属颗粒，使尼龙纤维压向待固定金属颗粒，将颗粒融入尼龙纤维中；(5)调节延伸臂使尼龙纤维离开加热台：(6)待尼龙纤维冷却后，取下嵌入金属颗粒的尼龙纤维并更换新的尼龙纤维，重复上述操作；(7)待固定的金属颗粒全部固定后，关闭加热台和环形漫射灯，关闭显微成像装置，将微动平台恢复原位。进一步地，所述的延伸臂通过微动调节组件活动安装在微动平台底座上，微动调节组件包括微动平台上下调节旋钮、微动平台左右调节旋钮和微动平台前后调节旋钮三个调节旋钮，通过三个调节旋钮实现延伸臂在微动平台底座上的上下、前后、左右三维方向移动。进一步地，所述的三个调节旋钮调节延伸臂在微动平台底座上的三维方向移动的最小距离以微米计量。进一步地，所述的延伸臂的末端设置有夹紧装置，用于固定尼龙纤维。进一步地，所述的照明装置采用环形漫射灯，实现无影照明。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：微动操作模块利用延伸臂夹紧纤维并控制纤维在加热模块作用范围内移动；加热模块对金属微颗粒和纤维进行加热，利用熔化状纤维包裹单一金属微颗粒实现固定；显微成像模块实时监测金属颗粒和尼龙纤维末端的位置和状态，指引微动操作模块工作。本专利技术结构简单、易实现，可将金属颗粒嵌入尼龙纤维内部，牢固可靠，不易脱落；尼龙纤维包裹颗粒的固定端尺寸主要取决于尼龙纤维的直径，可控制在几十微米范围内，可以实现对微小颗粒的固定，最小颗粒可达几微米；固定的金属颗粒可以实现人为的操控并且可以重复利用；通过对尼龙纤维的拉动实现对颗粒的控制，颗粒可广泛应于探索不同尺寸颗粒对电磁感应信号强度的影响。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1中用于电磁检测的金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置，其特征在于，包括微动操作模块、加热模块及显微成像模块；微动操作模块包括微动平台底座、微动调节组件和延伸臂，延伸臂通过微动调节组件活动安装在微动平台底座上，延伸臂末端至加热模块上方，延伸臂的末端固定能够嵌入金属颗粒的尼龙纤维；加热模块包括可升降加热台底座和加热台，加热台为半圆柱体结构，加热台置于可升降加热台底座上，通过可升降加热台底座调节加热台的位置及高度，以实现对尼龙纤维的加热；显微成像模块包括环形漫射灯和显微镜，其中环形漫射灯置于加热台及尼龙纤维正上方实现对尼龙纤维的无影照明，显微镜正对热台弧面，且显微镜连接外部电脑，通过外部电脑显示器查看。

【技术特征摘要】
1.一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置，其特征在于，包括微动操作模块、加热模块及显微成像模块；微动操作模块包括微动平台底座、微动调节组件和延伸臂，延伸臂通过微动调节组件活动安装在微动平台底座上，延伸臂末端至加热模块上方，延伸臂的末端固定能够嵌入金属颗粒的尼龙纤维；加热模块包括可升降加热台底座和加热台，加热台为半圆柱体结构，加热台置于可升降加热台底座上，通过可升降加热台底座调节加热台的位置及高度，以实现对尼龙纤维的加热；显微成像模块包括环形漫射灯和显微镜，其中环形漫射灯置于加热台及尼龙纤维正上方实现对尼龙纤维的无影照明，显微镜正对热台弧面，且显微镜连接外部电脑，通过外部电脑显示器查看。2.根据权利要求1所述的一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置，其特征在于，所述微动调节组件包括微动平台上下调节旋钮、微动平台左右调节旋钮和微动平台前后调节旋钮三个调节旋钮，通过三个调节旋钮实现延伸臂在微动平台底座上的上下、前后、左右三维方向移动。3.根据权利要求2所述的一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置，其特征在于，所述的三个调节旋钮调节延伸臂在微动平台底座上的三维方向移动的最小距离以微米计量。4.根据权利要求1所述的一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置，其特征在于，所述的延伸臂的末端设置有夹紧装置，用于固定尼龙纤维。5.根据权利要求1所述的一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置，其特征在于，所述的加热台通过电源线供电提供可控温度，加热台自身能够实现供电加热及温度可控。6.根据权利要求1所述的一种用于电磁检测的金属颗粒固定装置，其特征在于，所述显微镜正对半圆柱体加热台弧面，能够实现焦距、放大倍数及前后、上下、左右位置调节。...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘新祥，刘志坚，刘连坤，武森，刘大壮，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21