CN104165819B - 一种在线实时磁性颗粒监测系统 - Google Patents
一种在线实时磁性颗粒监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104165819B CN104165819B CN201410400309.XA CN201410400309A CN104165819B CN 104165819 B CN104165819 B CN 104165819B CN 201410400309 A CN201410400309 A CN 201410400309A CN 104165819 B CN104165819 B CN 104165819B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnet
- load cells
- real time
- monitoring systems
- quartz transducer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 title claims description 51
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 19
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 48
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 22
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 13
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 13
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 11
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910002555 FeNi Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 MnAlC Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 5
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004860 CaZn Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910015372 FeAl Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002546 FeCo Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910005347 FeSi Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910017706 MgZn Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910016629 MnBi Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910003962 NiZn Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002837 PtCo Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims description 2
- 229910000777 cunife Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 11
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052773 Promethium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N promethium atom Chemical compound [Pm] VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N thulium atom Chemical compound [Tm] FRNOGLGSGLTDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
本发明涉及一种在线实时磁性颗粒监测系统，包括封装好的质量称重传感器，石英传感器晶片、铬镀层、金镀层及磁铁，所述质量称重传感器的内部设有石英振荡电路，所述石英振荡电路的两个电极分别设置在所述石英传感器晶片的上下两面，所述石英传感器晶片设置在所述质量称重传感器的顶部，所述石英传感器晶片的上表面和下表面分别镀有一层铬镀层，所述铬镀层的表面上镀有一层金镀层，所述磁铁封装在所述传感器内部，且能在所述质量称重传感器内移动，所述石英传感器晶片正上方的所述铬镀层及所述金镀层构成敏感镀层。本发明具有更好的灵敏度及稳定度及较短的测试时间，而且结构简单，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种在线实时磁性颗粒监测系统，属于质量称重传感器领域。
背景技术
机器设备比如飞机发动机需要手持式铁量仪就地检查设备的状态。比如飞机在将落后准备再次起飞前，需要监测发动机润滑油中的磁性颗粒，比如铁磁颗粒浓度。一般当飞机发动机润滑油中的铁磁颗粒达到5PPM，就需要更换润滑油。很多实验室设备可以测量到如此低的浓度，但是在线式的实时铁量仪具有方便，操作简单，实时监测的优势。
铁量仪的传感器使用声波传感器比如石英微天平。石英晶体微天平(QCM)最基本的原理是利用了石英晶体的压电效应：石英晶体内部每个晶格在不受外力作用时呈正六边形，若在晶片的两侧施加机械压力，会使晶格的电荷中心发生偏移而极化，则在晶片相应的方向上将产生电场；反之，若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，这种现象称为压电谐振。它其实与LC回路的谐振现象十分相似：当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，一般约几个PF到几十PF；当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效，一般L的值为几十mH到几百mH。由此就构成了石英晶体微天平的振荡器，电路的振荡频率等于石英晶体振荡片的谐振频率，再通过主机将测得的谐振频率转化为电信号输出。由于晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。
1959年Sauerbrey在假定外加持量均匀刚性地附着于QCM的金电极表面的条件下，得出了QCM的谐振频率变化与外加质量成正比的结论。对于刚性沉积物，晶体振荡频率变化△F正比于工作电极上沉积物的质量改变△M。通过这一关系式可得到QCM电极表面的质量变化。
QCM主要由石英晶体传感器、信号检测和数据处理等部分组成。石英晶体传感器的基本构成大致是：从一块石英晶体上沿着与石英晶体主光轴成35°15'切割(AT—CUT)得到石英晶体振荡片，在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，石英晶体夹在两片电极中间形成三明治结构。在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。
质量秤重传感器被广泛应用于颗粒称量，化学及生物传感器。石英振荡天平就是一种质量秤重传感器。石英称重天平的灵敏度是从Sauerbrey方程得来，石英振荡天平频率变化值△F和质量变化值△M有如下的关系：△F＝Cf·△M，其中△F为石英天平观察到的称重物质前后频率变化值，△M为石英天平观察到的称重物质前后质量变化值，Cf为石英天平称量物质质量时的恒定系数。从上述公式上看，QCM的灵敏度是由Cf决定的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种更高的灵敏度及稳定度的在线实时磁性颗粒监测系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种在线实时磁性颗粒监测系统，包括封装好的质量称重传感器，石英传感器晶片、铬镀层、金镀层及磁铁，所述质量称重传感器的内部设有石英振荡电路，所述石英振荡电路的两个电极分别设置在所述石英传感器晶片的上下两面，所述石英传感器晶片设置在所述质量称重传感器的顶部，所述石英传感器晶片的上表面和下表面分别镀有一层铬镀层，所述铬镀层的表面上镀有一层金镀层，所述磁铁封装在所述传感器内部，且能在所述质量称重传感器内移动，所述石英传感器晶片正上方的所述铬镀层及所述金镀层构成敏感镀层。
本发明的有益效果是：
本发明具有更高的灵敏度及稳定度及较短的测试时间，而且结构简单，使用方便。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述磁铁所吸附的磁性颗粒位于所述敏感镀层的表面，所述磁铁所吸附的磁性颗粒由有机磁性材料或者无机物质制成。
进一步，所述无机物质为金属元素及金属合金。
所述金属单质为铁、钴或镍。所述金属合金为铁合金、钴合金或镍合金。
具体包括MnBi,AlNico，AlNiCo,FeCr,FeCrCo,FeCrMo,FeAlC,FeCo,FeCoV.FeCoW,FeCrCo，Re－Co(Re代表稀土元素)，PtCo,MnAlC,CuNiFe,AlMnAg,Mo·6Fe2O3,M代表Ba、Sr、Pb或SrCa、LaCa,FeNi(Mo)、FeSi、FeAl,Fe基、Co基、FeNi基或FeNiCo基等配以适当的Si、B、P和其他掺杂元素。FeNi(Mo)、FeSiAl、羰基铁和铁氧体。MO·Fe2O3(M代表NiZn、MnZn、MgZn、Li1/2Fe1/2Zn、CaZn等),Ba3Me2Fe24O41(Me代表Co、Ni、Mg、Zn、Cu及其复合组分)。
稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素。
进一步，所述有机磁性材料是指含有稳定自由基并具有铁磁相互作用的有机化合物或含过渡金属的复合物。
例如，diethyldithiocarbamate-Fe(III)chloridecompound,DNPN(Porphyrindendrimers)等。
进一步，所述磁铁为永久磁铁或电磁铁，最佳为永久磁铁。
进一步，所述磁铁的移动方向与所述石英传感器晶片所在方向相垂直，当磁铁靠近所述石英传感器晶片时，润滑油中的磁性颗粒会被吸附在所述质量称重传感器的敏感镀层的表面，当磁铁远离所述石英传感器晶片时，磁性颗粒将返回所述质量称重传感器所监测的润滑油系统，所述质量称重传感器的初始参数将复原。
当QCM传感器的背面放置磁铁时，这套系统也可以作为磁性颗粒传感器。当磁性颗粒被磁铁吸引到QCM表面时，QCM传感器的频率不会下降，反而会因为铁磁力对晶片造成的形变而上升。磁铁与磁性颗粒的距离越近，此传感器的灵敏度越高。当有磁力时，Sauerbrey公式将不再适用。当磁铁最邻近QCM下部而不和QCM接触时，此传感器具有最大灵敏度。
附图说明
图1为本发明使用时所在位置的结构图；
图2为本发明使用时的结构图；
图3为本发明在线实时磁性颗粒监测系统的结构示意图；
图4为图3中F的局部放大图；
图5为本发明使用的传感器的频率随时间变化的示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、质量称重传感器，2、石英传感器晶片，3、磁铁，4、铬镀层，5、金镀层，6、敏感镀层,7、磁性颗粒，8、润滑油箱，9、过滤器，10、油冷却装置，11、发动机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种在线实时磁性颗粒监测系统，如图2、图3、图4所示，包括封装好的质量称重传感器1，石英传感器晶片2、铬镀层4、金镀层5及磁铁3，所述质量称重传感器1的内部设有石英振荡电路，所述石英振荡电路的两个电极分别设置在所述石英传感器晶片2的上下两面，所述石英传感器晶片2设置在所述质量称重传感器1的顶部，所述石英传感器晶片2的上表面和下表面分别镀有一层铬镀层4，所述铬镀层4的表面上镀有一层金镀层5，所述磁铁3封装在所述传感器内部，且能在所述质量称重传感器1内移动，所述石英传感器晶片2正上方的所述铬镀层及所述金镀层构成敏感镀层6。
所述磁铁3所吸附的磁性颗粒位于所述敏感镀层6的表面，所述磁铁3所吸附的磁性颗粒为金属单质、金属合金或其它磁性无机材料或者有机磁性材料制成。
所述金属单质为铁、钴或镍。所述金属合金为铁合金、钴合金或镍合金。
所述金属合金为AlNiCo或NdFeB。
所述磁铁3为永久磁铁或电磁铁，最佳为永久磁铁。
所述磁铁3的移动方向与所述石英传感器晶片2所在方向相垂直，当磁铁3靠近所述石英传感器晶片2时，润滑油中的磁性颗粒7会被吸附在所述质量称重传感器1的敏感镀层6的表面，当磁铁3远离所述石英传感器晶片2时，磁性颗粒7将返回所述质量称重传感器1所监测的润滑油系统，所述质量称重传感器1的初始参数将复原。
每次测试后为了消除吸附在质量称重传感器1表面的磁性颗粒7，质量称重传感器1内部的磁铁3可以沿着图2的A处所示的方向移动。
当磁铁3移到足够远时候，磁性颗粒7和磁铁3之间的磁力将小于磁性颗粒7的重力，这时磁性颗粒7将从质量称重传感器1表面落下，而随着润滑油的流动进入润滑油过滤器9，如图1所示，B处为本发明所在的位置，然后经过油冷却装置10及发动机11，再次进入润滑油箱8(图1中箭头所指方向为润滑油循环的方向)。
当润滑油循环流动时，设备磨损下来的磁性颗粒7随着油流动的方向而被吸附到质量称重传感器1的表面，由于磁力大于重力，传感器QCM(石英微天平)的频率将增加，质量称重传感器1的信号是在所述磁铁3远离所述石英传感器晶片2时，磁性颗粒7返回质量称重传感器1所监测的润滑油系统，质量称重传感器1的初始参数复原这一过程获取的。质量称重传感器1的信号是频率的变化量，吸附的磁性材料质量与所述信号的频率变化量成正比。
如图5所示，质量称重传感器1持续收集吸附磁性颗粒7，质量称重传感器1震荡频率也持续增加。图5中，C处代表Δf，D处代表Δt，即代表质量称重传感器7从开始工作，开始吸附磁性颗粒7到磁性颗粒7完全离开质量称重传感器7的敏感镀层6表面的时间；E处代表Δt0，就是由于磁铁3离开石英传感器晶片，导致敏感镀层6表面的磁性颗粒7全部脱离敏感镀层6表面，石英传感器晶片所受磁力消失所需的时间。C处代表Δf，代表E时间内，石英传感器晶片频率的变化。所述监测系统的磁性颗粒7浓度与图5中所述的收集这些材料的时间D-E成反比。
当循环的油的温度不断变化时，问题达到平衡的时间可能需要几分钟，也可能油温一直会处于变化的状态。所以质量称重传感器1的读数很难稳定。但是当磁铁3在质量称重传感器1内可以移动时，情况就有了变化。磁铁3从靠近磁性颗粒7到远离磁性颗粒7使磁力消失，磁性颗粒7脱离QCM表面的时间非常短Δt，而频率的变化非常大Δf。这样Δt时间内QCM失去磁铁产生的信号就是Δf。而这个信号基本不受其他因素(温度，震动，流动的油)的影响。
因为测试过程的时间已知，就能知道多少体积的油流过QCM，于是Δf就是单位体积润滑油所含的磁性颗粒7，也就是润滑油中的磁性颗粒浓度。
真实的磁性颗粒浓度可能和Δf/V有一定的比例关系，如磁铁3不能全部吸附流动中的油所含的磁性颗粒7。
有些声波传感器比如声表面波，它的电极只在传感器石英基底的一侧。当使用这类传感器时，传感器的敏感表面可以在声表面波石英基底的另外一侧。有声表面波电极的一侧是封装在传感器内部。磁铁也是封装在传感器内部。其他类型的声波元件也可以应用此原理。
对某些声波器件，当它们的电极只在一侧时，其器件基底可以从背面腐蚀，减少基底厚度，从而提高传感器的灵敏度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种在线实时磁性颗粒监测系统，其特征在于：包括封装好的质量称重传感器(1)，石英传感器晶片(2)、铬镀层(4)、金镀层(5)及磁铁(3)，所述质量称重传感器(1)的内部设有石英振荡电路，所述石英振荡电路的两个电极分别设置在所述石英传感器晶片(2)的上下两面，所述石英传感器晶片(2)设置在所述质量称重传感器(1)的顶部，所述石英传感器晶片(2)的上表面和下表面分别镀有一层铬镀层(4)，所述铬镀层(4)的表面上镀有一层金镀层(5)，所述磁铁(3)封装在所述传感器内部，且能在所述质量称重传感器(1)内移动，所述石英传感器晶片(2)正上方的所述铬镀层及所述金镀层构成敏感镀层(6)。
2.根据权利要求1所述的在线实时磁性颗粒监测系统，其特征在于：所述磁铁(3)所吸附的磁性颗粒位于所述敏感镀层(6)的表面，所述磁铁(3)所吸附的磁性颗粒由有机磁性材料或者无机物质制成。
3.根据权利要求2所述的在线实时磁性颗粒监测系统，其特征在于：所述无机物质为金属单质或金属合金。
4.根据权利要求3所述的在线实时磁性颗粒监测系统，其特征在于：所述金属单质为铁、钴或镍。
5.根据权利要求3所述的在线实时磁性颗粒监测系统，其特征在于：所述金属合金为铁合金、钴合金或镍合金。
6.根据权利要求3所述的在线实时磁性颗粒监测系统，其特征在于：所述金属合金为MnBi,AlNiCo,FeCr,FeCrCo,FeCrMo,FeAlC,FeCo,FeCoV，FeCoW,FeCrCo；或PtCo,MnAlC,CuNiFe,AlMnAg；或MO·6Fe2O3,所述M代表Ba、Sr、Pb或SrCa、LaCa,FeNi、FeSi、FeAl,Fe基、Co基、FeNi基或FeNiCo基；或FeNiMo、FeSiAl；或MO·Fe2O3，所述M代表NiZn、MnZn、MgZn、CaZn；或Ba3Me2Fe24O41，所述Me代表Co、Ni、Mg、Zn、Cu及其Co、Ni、Mg、Zn、Cu的复合组分。
7.根据权利要求2所述的在线实时磁性颗粒监测系统，其特征在于：所述有机磁性材料指含有稳定自由基并具有铁磁相互作用的有机化合物或含过渡金属的复合物。
8.根据权利要求1至7任一项所述的在线实时磁性颗粒监测系统，其特征在于：所述磁铁(3)为永久磁铁或电磁铁。
9.根据权利要求1至7任一项所述的在线实时磁性颗粒监测系统，其特征在于：所述磁铁(3)的移动方向与所述石英传感器晶片(2)所在方向相垂直，当磁铁(3)靠近所述石英传感器晶片(2)时，润滑油中的磁性颗粒会被吸附在所述质量称重传感器(1)的敏感镀层(6)的表面，当磁铁(3)远离所述石英传感器晶片(2)时，磁性颗粒将返回所述质量称重传感器(1)所监测的润滑油系统，所述质量称重传感器(1)的初始参数将复原。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201361959627P | 2013-08-29 | 2013-08-29 | |
| USUS61/959,627 | 2013-08-29 | ||
| US61/959,627 | 2013-08-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104165819A CN104165819A (zh) | 2014-11-26 |
| CN104165819B true CN104165819B (zh) | 2016-06-08 |
Family
ID=51909734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410400309.XA Active CN104165819B (zh) | 2013-08-29 | 2014-08-14 | 一种在线实时磁性颗粒监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104165819B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019012034A1 (de) * | 2017-07-14 | 2019-01-17 | Vdeh-Betriebsforschungsinstitut Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur bestimmung einer konzentration von partikeln in einem fluid |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105738249A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-07-06 | 国投重庆页岩气开发利用有限公司 | 页岩压裂残余气出气潜力定性对比评价方法 |
| CN110879191B (zh) * | 2018-09-06 | 2022-04-01 | 北京致感致联科技有限公司 | 便携式铁谱仪 |
| CN110879193B (zh) * | 2018-09-06 | 2022-03-29 | 北京致感致联科技有限公司 | 便携式铁谱仪 |
| CN112014277B (zh) * | 2019-05-28 | 2024-09-17 | 北京致感致联科技有限公司 | 一种便携式磁性颗粒检测设备 |
| CN112503039B (zh) * | 2020-11-24 | 2022-02-01 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 动转油壶、油液更换提醒方法、装置、车辆及存储介质 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1180251C (zh) * | 2002-04-28 | 2004-12-15 | 武汉大学 | 双重放大技术电化学石英晶体微天平检测超痕量dna的方法 |
| CN100529752C (zh) * | 2005-06-24 | 2009-08-19 | 财团法人工业技术研究院 | 使用磁性材料的分析方法及分析样品中待测物质的装置 |
| US8227261B2 (en) * | 2005-11-23 | 2012-07-24 | Bioscale, Inc. | Methods and apparatus for assay measurements |
| JP4910508B2 (ja) * | 2006-06-30 | 2012-04-04 | Ｄｉｃ株式会社 | 液晶配向膜の製造方法、光学異方体の製造方法、及び液晶素子の製造方法 |
| WO2009072457A1 (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-11 | Tokyo Institute Of Technology | 被覆磁性微粒子を用いたバイオセンシング方法及び該方法に用いるバイオセンシング装置 |
| JP2009168654A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Citizen Holdings Co Ltd | Ｑｃｍセンサー装置 |
| JP2009250959A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-10-29 | Fujitsu Ltd | フィルタモニタリングシステム |
| CN201876398U (zh) * | 2010-10-25 | 2011-06-22 | 北京卫星环境工程研究所 | 单晶片双对电极石英晶体微量天平探头装置 |
| CN201926602U (zh) * | 2011-01-18 | 2011-08-10 | 长沙理工大学 | 简易丙酸气体检测装置 |
| CN102636621B (zh) * | 2012-03-31 | 2016-09-21 | 北京安赛博技术有限公司 | 一种便携式pm2.5的监测设备及监测方法 |
-
2014
- 2014-08-14 CN CN201410400309.XA patent/CN104165819B/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019012034A1 (de) * | 2017-07-14 | 2019-01-17 | Vdeh-Betriebsforschungsinstitut Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur bestimmung einer konzentration von partikeln in einem fluid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104165819A (zh) | 2014-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104165819B (zh) | 一种在线实时磁性颗粒监测系统 | |
| US10527585B2 (en) | Electromagnetic driving/receiving unit for a field device of automation technology | |
| JP5231209B2 (ja) | コード化電子商品監視システム用マーカ | |
| CN104198320B (zh) | 一种手持式快速反应铁量仪 | |
| JP2003254812A (ja) | 容器内の媒体の充填高さの測定のための方法及び充填高さ測定装置 | |
| CN105842100B (zh) | 一种电磁激励的无线qcm-d传感器检测系统 | |
| CN104061987B (zh) | 一种声场和磁场耦合式高灵敏度的质量称重传感器 | |
| CN106872913A (zh) | 一种频率转换输出的高q值谐振磁传感器 | |
| CN104198323B (zh) | 一种高灵敏度的酸传感器 | |
| US9995715B2 (en) | Electromagnetic transducer for exciting and sensing vibrations of resonant structures | |
| US20180052035A1 (en) | Vibronic Sensor with a Tuning Element | |
| JPS58143223A (ja) | 振動検知器 | |
| CN106225976A (zh) | 一种利用电磁振荡原理测量钢绞线预应力的方法 | |
| Bian et al. | Magnetoelectric performances in composite of piezoelectric ceramic and ferromagnetic constant-elasticity alloy | |
| RU136189U1 (ru) | Датчик переменного магнитного поля | |
| Massey et al. | Raman scattering in FeBO 3 at high pressures: Phonon coupled to spin-pair fluctuations and magneto-deformation potentials | |
| US3391560A (en) | Electroacoustic vibrator measuring system | |
| Fedulov et al. | In-plane sizes effects on magnetoelectric characteristics of a Ni-PZT planar heterostructure | |
| Ong et al. | Magnetism-based sensors | |
| Xue et al. | Modeling and design of magnetoelastic micro-resonator system for ultrasensitive mass sensing applications | |
| George | Magnetic quartz crystal microbalance | |
| JPS60227117A (ja) | 共振周波数シフトを用いる電磁機械式トランスジユ−サ | |
| CN112014277B (zh) | 一种便携式磁性颗粒检测设备 | |
| Kang et al. | Energy-trapping torsional-mode resonators for liquid sensing | |
| JPH02261575A (ja) | 磁歪振動子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100089, room 2, floor 127-1, No. 202-3 North Main Street, Haidian District, Beijing, Zhongguancun Applicant after: BEIJING MAKESENSE INSTITUTE OF SENSOR TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 100089, room 2, floor 127-1, No. 202-3 North Main Street, Haidian District, Beijing, Zhongguancun Applicant before: BEIJING ZHIGAN SCIENIFIC TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170802 Address after: 100080 103 apartments, Ze Ze garden, Peking University, Beijing, Haidian District 402 Patentee after: Luo Ximing Address before: 100089, room 2, floor 127-1, No. 202-3 North Main Street, Haidian District, Beijing, Zhongguancun Patentee before: BEIJING MAKESENSE INSTITUTE OF SENSOR TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230418 Address after: No. 19014, 19th Floor, Building 1, No. 18 Danling Street, Haidian District, Beijing, 100080 Patentee after: Beijing Zhigan Technology Co.,Ltd. Address before: 100080 402, 103 apartment, chengzeyuan, Peking University, Haidian District, Beijing Patentee before: Luo Ximing |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240724 Address after: Apartment 402, Chengzeyuan 103, Yanyuan Street, No. 5 Summer Palace Road, Haidian District, Beijing 100080 Patentee after: Luo Ximing Country or region after: China Address before: No. 19014, 19th Floor, Building 1, No. 18 Danling Street, Haidian District, Beijing, 100080 Patentee before: Beijing Zhigan Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240906 Address after: Room 101-01, Zone B, First Floor, No. 96 Qingsha Road, Dongchong Town, Nansha District, Guangzhou City, Guangdong Province 511466 Patentee after: Medaway (Guangdong) Intelligent Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: Apartment 402, Chengzeyuan 103, Yanyuan Street, No. 5 Summer Palace Road, Haidian District, Beijing 100080 Patentee before: Luo Ximing Country or region before: China |