基于空间微螺线管的金属颗粒检测研究.pdf

学兔兔 第37卷 第3期 Vol_37 No．3 2016年3月 Mar．2016 基于空间微螺线管的金属颗粒检测研究 吴 瑜 ，张洪朋 ，王 满 ，孙玉清 ，陈海泉 (1．大连海事大学轮机工程学院 大连 116026；2．重庆交通大学航运与船舶工程学院 重庆 400074) 摘 要：目前电感式线圈检测方式均是基于线圈的电感信号，对铁磁性颗粒的检测精度可达到粒径19 m，但对非铁磁性金属 仪 颗粒一直在100 m以上。基于颗粒在通过电感式线圈的时候能同时引起线圈电感和电阻的变化，以及二者都随线圈激励电源 {8 频率变化而改变原理，建立粒径为108 m的球形铁、铜颗粒在1 V、1 MHz的激励电源下的磁场模型，分析阻抗信号随线圈电流 器 频率的变化，研究利用电阻信号提高非铁磁性颗粒的检测精度，并通过实验验证：当频率由0．2 MHz增加到2 MHz，铜颗粒电阻 信号由0．005 5 Q增加到0．6 n。电感信号由-0．000 4 H降低到．o．O11 5 H，铁颗粒电阻信号由0．008 n增加到0．3 Q，电感 义 信号由0．43 H降低到0．38 H；相同频率变化范围内，铜颗粒的电阻变化为铁颗粒的2．04倍，铜颗粒的电感变化为铁颗粒的 22．2％；利用2 MHz激励电源检测电阻值变化提高了非铁磁性颗粒的检测精度，检测得到最小粒径为20 m的铜颗粒。 表 关键词：金属颗粒；检测灵敏度；阻抗分析；微流体芯片 中图分类号：TH73 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：460．4020 学 报 Research on the metallic particle detection based on spatial micro coil Wu Yu 一，Zhang Hongpeng ，Wang Man ，Sun Yuqing ，Chen Haiquan (J．Marine Engineering College，Dalian Maritime University，Dalian 116026，China； 2．Sh ing and Marine Engineering College，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China) Abstract：Current inductive coil detection methods are all based on the coil inductance signa1．A minimum size limit Of 1 9 1xm has been achieved for ferrous particles；however，the sensitivity to non—ferrous particles has been limited to lO0~m．When metallic particles pass through an inductive coil，the inductance and resistance of the coil will both change；and the inductance and resistance of the coil change with the frequency of the coil excitation source．Based on this principle，the magnetic field model for the spherical iron and copper particles with the diameter of 108 I~m un