電磁式油液磨損顆粒在線監測技術

1.本書內容全面，集合了油液磨粒監測的關鍵知識和技術； 2.本書理論性高，給讀者打好堅實理論基礎； 3.本書是作者多年的研究成果，富含營養； 4.本書理論與實驗相結合，在學理論的同時用于實際。

王立勇，北京信息科技大學教授、博士生導師,在特種車輛傳動裝置測控系統設計、微小磨粒在線檢測傳感器研發和無人車輛控制技術領域開展深入研究，先后主持國家自然科學基金項目2項，省部級和軍工科研項目30余項，在復雜機電系統狀態監測與控制技術領域解決了多項關鍵技術和共性問題，先后發表學術論文100余篇，授權專利20余項，多項研究成果轉化落地并取得顯著經濟效益，榮獲行業科技進步一等獎1項，二等獎3項。 鄭長松，北京理工大學副教授、博士生導師。長期從事裝甲車輛傳動技術、信息融合技術與故障診斷技術的教學與科研工作。主持國家自然科學基金、國防基礎產品創新計劃、裝備預先研究課題、重大型號裝備、液力行星變速箱開發等項目30余項。發表學術論文80余篇，其中被SCI/EI收錄20余篇、授權發明專利12項。獲國防科技進步一等獎1項、中國儀器儀表學會科技進步一等獎1項、中國兵器工業集團科技進步獎3項。

本書主要通過講解磨粒傳感器的相關技術，對油液磨粒在線監測技術進行了詳細的講解。首先講解了電磁式磨粒監測機理及磨粒監測傳感器數學建模；其次對磨粒監測傳感器輸出的影響因素進行了解讀；最后進行傳感器的結構優化，并提出傳感器靈敏度的提高方法，提高傳感器監測的效果。同時，通過設計磨粒在線監測模擬實驗臺與綜合傳動油液磨粒在線監測實驗臺，驗證磨粒監測理論分析模型及磨粒信號變化規律。 本書專業性強，適合高校摩擦磨損、傳感器、油液在線監測等方向的老師和研究生閱讀，也可供相關行業的實驗研究人員和工程實踐人員閱讀。 　

第1章 概述	001
1.1　油液磨粒監測技術	002
1.1.1　基于光學的磨粒監測法	003
1.1.2　基于電學的磨粒監測法	005
1.1.3　基于聲學的磨粒監測法	006
1.1.4　基于磁學的磨粒監測法	007
1.2　電磁式磨粒在線監測技術	011
1.2.1　電磁式磨粒在線監測技術研究現狀	012
1.2.2　電磁式磨粒在線監測技術存在的問題	016
1.2.3　電磁式磨粒在線監測技術的發展趨勢	016
1.3　本章小結	017
　
第2章 電磁式磨粒監測傳感器數學建模	019
2.1　磨粒與設備磨損的關系	020
2.1.1　磨損失效的磨粒特征	020
2.1.2　磨損失效的磨粒種類	022
2.2　磨粒檢測磁特性建模	023
2.2.1　單磨粒磁特性建模分析	023
2.2.2　多磨粒磁特性建模分析	030
2.3　靜磁場中球體金屬磨粒磁特性研究	034
2.3.1　靜磁場中鐵磁性球體磨粒磁感應強度分布研究	034
2.3.2　靜磁場中鐵磁性球體磨粒引起的磁能變化	038
2.4　交變磁場中球體磨粒磁特性研究	041
2.4.1　交變磁場中鐵磁性球體磨粒磁感應強度分布研究	041
2.4.2　交變磁場中非鐵磁性球體磨粒磁感應強度分布研究	049
2.4.3　交變磁場中球體磨粒引起的磁能變化	050
2.5　本章小結	052
 
第3章 磨粒監測傳感器輸出信號影響因素分析	055
3.1　磨粒在線監測傳感器磁場和感應電動勢計算	056
3.1.1 磨粒在線監測傳感器磁場計算	056
3.1.2　磨粒在線監測傳感器感應電動勢計算	063
3.2 勵磁線圈寬度對傳感器輸出的影響	065
3.2.1　勵磁線圈寬度對傳感器內部磁場的影響	065
3.2.2　勵磁線圈寬度對感應電動勢的影響	066
3.3 勵磁線圈匝數對傳感器輸出的影響	067
3.3.1　勵磁線圈匝數對傳感器內部磁場的影響	067
3.3.2　勵磁線圈匝數對感應電動勢的影響	068
3.4 勵磁線圈間距對傳感器輸出的影響	068
3.4.1　勵磁線圈間距對傳感器內部磁場的影響	068
3.4.2　勵磁線圈間距對感應電動勢的影響	069
3.5　其他參數對傳感器輸出的影響	072
3.5.1　勵磁頻率對感應電動勢的影響	072
3.5.2　磨粒直徑對感應電動勢的影響	075
3.5.3　傳感器內徑對感應電動勢的影響	076
3.6　本章小結	076
 
第4章 傳感器結構參數優化與設計	079
4.1　傳感器結構參數優化的性能評價指標	080
4.2　線圈結構參數與磁場均勻性分析	084
4.2.1　線圈結構參數對磁場均勻性的影響	084
4.2.2　正交試驗分析線圈參數對磁場均勻性的影響	087
4.3　傳感器線圈結構參數優化建模	089
4.3.1　粒子群優化算法概述	089
4.3.2　粒子群優化算法流程	091
4.3.3　粒子群算法結構參數優化的目標函數	092
4.3.4　粒子群算法優化結果分析	093
4.4　傳感器其他參數的設計與計算	094
4.4.1　傳感器軸向尺寸和外徑的確定	094
4.4.2　傳感器電路參數的確定	095
4.5　本章小結	097

第5章 高靈敏度感應信號檢測方法	099
5.1　添加高磁導率鐵芯方法提高檢測靈敏度	100
5.1.1　應用高磁導率鐵芯的電磁式傳感器結構	100
5.1.2　鐵芯結構對傳感器性能的影響	101
5.1.3　線圈四側鐵芯結構及其對性能的影響	106
5.1.4　鐵芯參數對傳感器性能影響的仿真分析	108
5.2　諧振電路方法提高檢測靈敏度	114
5.2.1　LC諧振電路原理	114
5.2.2　LC諧振電路對傳感器靈敏度影響的分析	116
5.3　微弱磨粒信號的快速提取	120
5.4　磨粒微弱感應信號濾波	124
5.4.1　小波閾值濾波算法	124
5.4.2　小波濾波關鍵參數的確定	125
5.4.3　信號濾波效果的評價指標	128
5.4.4　不同濾波技術的仿真分析	129
5.5　本章小結	130

第6章 高靈敏度磨粒在線監測系統設計	133
6.1　電感式油液磨粒在線監測儀器設計	134
6.1.1　傳感器監測儀器系統的總體設計	134
6.1.2　傳輸協議的設計	135
6.1.3　監測傳感器	135
6.2　數字鎖相放大器	138
6.2.1　鎖相放大器原理概述	138
6.2.2　鎖相放大器的工作原理	139
6.2.3　數字鎖相放大器設計	143
6.3　交流穩流勵磁電路	145
6.3.1　基于FPGA的正弦波形發生器	145
6.3.2　模擬低通濾波器	146
6.3.3　波形放大電路	147
6.3.4　驅動電路	148
6.3.5　電路測試	149
6.4　磨粒監測軟件設計	151
6.5　本章小結	153

第7章 油液磨粒在線監測實驗	155
7.1 實驗磨粒的選取	156
7.2 磨粒監測模擬實驗	160
7.2.1　單磨粒實驗	160
7.2.2　雙磨粒實驗	168
7.2.3　添加高磁導率鐵芯的傳感器監測實驗	171
7.2.4　傳感器線圈參數優化實驗	175
7.3 磨粒監測油液實驗	180
7.3.1　磨粒監測油液實驗概述	180
7.3.2 傳感器結構參數優化油液實驗	182
7.3.3　磨粒監測匯流排傳動系統油液實驗	185
7.4　本章小結	188

參考文獻	189