一种润滑油中磨粒的筛选装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种润滑油中磨粒的筛选装置及方法，涉及润滑油分析检测技术领域，包括：微通道基座和压电换能器，所述压电换能器设置于微通道基座下方，所述微通道基座上表面向下凹陷形成微通道，所述微通道包括主通道、进口通道和出口通道，所述进口通道包括中间的第一进口通道和设置于第一进口通道两侧的第二进口通道，所述出口通道包括中间的第一出口通道和设置于第一出口通道两侧的第二出口通道，所述压电换能器在激励信号的作用下在筛选通道内产生驻波声场，所述驻波声场方向垂直于润滑油的流动方向。本发明专利技术可以从润滑油中筛选出更具有检测价值的20微米以上的金属磨粒。有检测价值的20微米以上的金属磨粒。有检测价值的20微米以上的金属磨粒。

【技术实现步骤摘要】
一种润滑油中磨粒的筛选装置及方法


[0001]本专利技术涉及润滑油分析检测
，具体而言，尤其涉及一种润滑油中磨粒的筛选装置及方法。

技术介绍

[0002]磨损是船舶动力装置失效的主要原因之一，而磨粒是磨损的主要产物。磨粒的尺寸与磨损程度密切相关。因此，提取润滑油中磨粒的特征信息对于监测机械设备的运行状态和进行故障诊断具有重大意义。正常工况下机械设备也会发生磨损，产生磨粒尺寸在20微米以下，因此20微米以上的磨粒才更具有检测价值。在实际的润滑油样品中，磨粒的尺寸分布很广泛，从几微米到几百微米不等，这给润滑油液中磨粒特征信息的精确判断带来了很大难度。
[0003]为了克服这一困难，近年来的研究表明，将润滑油中的磨粒进行筛选再进行检测，可以实现磨粒特征信息的精确提取。然而，传统的磨粒筛选方法通常是利用特定尺寸孔径的滤网对润滑油中的磨粒进行过滤，虽然该方法操作简单、成本低，但容易导致滤网堵塞。除此之外，离心力、重力、磁泳和光镊等方法也被用来分离润滑油中的磨粒，但由于各自存在局限性，因此并未广泛应用。
[0004]CN109212027A公开了一种基于声表面波的润滑油中磨粒筛选装置及方法。将叉指电极与PDMS通道键合到铌酸锂基底上，叉指电极通过铌酸锂基底将能量传递到PDMS通道中，从而使磨粒偏转。然而，专利CN109212027A对PDMS通道键合位置有着较高要求，且PDMS通道不能多次使用。综上所述，有待专利技术一种对微通道要求低的，可重复使用的润滑油中磨粒筛选装置。

技术实现思路

[0005]根据上述提出现有磨粒筛选装置对键合位置有着较高要求，且微通道不能多次使用的技术问题，而提供一种润滑油中磨粒的筛选装置及方法。本专利技术取消了滤网等物理结构、避免了脏堵，同时，该装置和方法集成度高、在线筛选效果好，易于实现自动化。
[0006]本专利技术采用的技术手段如下：
[0007]一种润滑油中磨粒的筛选装置，包括：微通道基座和压电换能器，所述压电换能器设置于微通道基座下方，所述微通道基座上表面向下凹陷形成微通道，所述微通道包括主通道、进口通道和出口通道，所述主通道的一端连接进口通道，所述主通道的另一端连接出口通道，所述进口通道包括中间的第一进口通道和设置于第一进口通道两侧的第二进口通道，所述出口通道包括中间的第一出口通道和设置于第一出口通道两侧的第二出口通道，所述压电换能器在激励信号的作用下在主通道内产生驻波声场，所述驻波声场方向垂直于润滑油的流动方向。
[0008]进一步地，所述进口通道和出口通道以主通道为中心对称设置，第一进口通道两侧的第二进口通道以第一进口通道为中心对称设置，第一出口通道两侧的第二出口通道以
第一出口通道为中心对称设置。
[0009]进一步地，所述微通道基座的材料为硅。
[0010]进一步地，所述的压电换能器的型号为PZ26，所述压电换能器依次连接功率放大器和信号发生器。
[0011]进一步地，所述微通道基座上表面上通过阳极键合方法将玻璃晶片键合到微通道基座上。
[0012]进一步地，所述微通道基座和压电换能器通过超声凝胶进行黏合。
[0013]进一步地，所述微通道基座的横截面为矩形，所述微通道基座高125微米，所述第一进口通道、第二进口通道、第一出口通道、第二出口通道的宽度为150微米，所述主通道的宽度为375微米，所述信号发生器产生2MHz的正弦波，所述功率放大器使输出信号的幅值为10
‑
40Vpp，第一出口通道中筛选的磨粒直径大于等于20微米。
[0014]本专利技术还提供了一种润滑油中磨粒的筛选方法，基于上述的润滑油中磨粒的筛选装置实现，包括如下步骤：
[0015]将第一进口通道与装有纯润滑油样品的注射器相连，将第二进口通道与装有待筛选的润滑油样品的注射器相连，将第一出口通道和第二出口通道分别与一个磨粒收集容器相连；
[0016]信号发生器的输出信号经功率放大器与压电换能器连接，调节信号发生器产生2MHz的正弦波，调节功率放大器使输出信号的幅值为10
‑
40Vpp；
[0017]通过注射器向微通道内注入纯润滑油样品和待筛选的润滑油样品，润滑油流经驻波声场作用范围时，磨粒受声辐射力作用而向微通道中间偏转，磨粒尺寸越大，偏移距离越大；
[0018]较大的磨粒流向第一出口通道从而流进磨粒收集容器，较小的磨粒流向第二出口通道从而流进磨粒收集容器，从而实现润滑油中磨粒的筛选。
[0019]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0020]本专利技术中的润滑油磨粒筛选装置和方法可以实现润滑油中磨粒的连续在线筛选，并且便于对粒子聚焦的情况进行观察与调整，提取20微米以上的磨粒为后续磨粒特征信息的精准检测奠定基础。本专利技术取消了物理滤网等结构、避免了脏堵、易于集成，具有广泛的应用前景。
[0021]本专利技术将压电换能器放置在具有低声损失材质的硅通道下方，压电换能器会在激励信号的作用下在主通道内产生驻波声场，从而使磨粒偏转，该方法仅需要保证压电陶瓷位于主通道下方，控制频率大小使声波波长的一半等于主通道宽度大小从而实现磨粒的筛选。该方法对键合位置要求低，且微通道能多次使用。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术装置俯视图。
[0024]图2为本专利技术装置侧视剖面图。
[0025]图3为本专利技术磨粒筛选系统图。
[0026]图中：1、微通道基座；2、压电换能器；3、微通道；4、主通道；5、第一进口通道；6、第二进口通道；7、第一出口通道；8、第二出口通道；9、功率放大器；10、信号发生器；11、玻璃晶片；12、超声凝胶；13、注射器；14、磨粒收集容器。
具体实施方式
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种润滑油中磨粒的筛选装置，其特征在于，包括：微通道基座(1)和压电换能器(2)，所述压电换能器(2)设置于微通道基座(1)下方，所述微通道基座(1)上表面向下凹陷形成微通道(3)，所述微通道(3)包括主通道(4)、进口通道和出口通道，所述主通道(4)的一端连接进口通道，所述主通道(4)的另一端连接出口通道，所述进口通道包括中间的第一进口通道(5)和设置于第一进口通道(5)两侧的第二进口通道(6)，所述出口通道包括中间的第一出口通道(7)和设置于第一出口通道(7)两侧的第二出口通道(8)，所述压电换能器(2)在激励信号的作用下在主通道(4)内产生驻波声场，所述驻波声场方向垂直于润滑油的流动方向。2.根据权利要求1所述的润滑油中磨粒的筛选装置，其特征在于，所述进口通道和出口通道以主通道(4)为中心对称设置，第一进口通道(5)两侧的第二进口通道(6)以第一进口通道(5)为中心对称设置，第一出口通道(7)两侧的第二出口通道(8)以第一出口通道(7)为中心对称设置。3.根据权利要求1所述的润滑油中磨粒的筛选装置，其特征在于，所述微通道基座(1)的材料为硅。4.根据权利要求1所述的润滑油中磨粒的筛选装置，其特征在于，所述的压电换能器(2)的型号为PZ26，所述压电换能器(2)依次连接功率放大器(9)和信号发生器(10)。5.根据权利要求1所述的润滑油中磨粒的筛选装置，其特征在于，所述微通道基座(1)上表面上通过阳极键合方法将玻璃晶片(11)键合到微通道基座(1)上。6.根据权利要求1所述的润滑油中磨粒的筛选装置，其特征在于，所述微通道基座(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志坚，朱帝羽，宾巍，洪昱铭，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：