油液鐵磁磨粒磁泳連續(xù)分離和檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、油液分析是對(duì)船舶機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的重要手段，可以有效診斷和預(yù)防各種船舶設(shè)備故障?，F(xiàn)有船舶動(dòng)力裝置油液檢測(cè)方法存在檢測(cè)單一，精度低，無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油液狀態(tài)等問題。近些年快速發(fā)展的微流控技術(shù)具有高度集成性、快速分析以及便攜等特點(diǎn)，為油液在線檢測(cè)提供了新的手段。
　　本文采用磁泳分離和光電檢測(cè)技術(shù)，設(shè)計(jì)了基于微流控芯片的油液鐵磁磨粒連續(xù)分離和檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了油液鐵磁磨粒的在線連續(xù)計(jì)數(shù)、分離和尺寸判定。具體來看，本文主要開展了如下幾方面

2、的研究:
　　(1)分析了鐵磁性磨粒的磁泳分離理論，建立了油液中鐵磁磨粒磁泳運(yùn)動(dòng)模型。利用COMSL軟件，模擬分析了磁場(chǎng)形狀和位置，不同顆粒流速和尺寸對(duì)分離效果的影響。研究結(jié)果表明:利用磁化鐵絲的微流控磁泳分離芯片，具有磁場(chǎng)強(qiáng)度大，磁場(chǎng)梯度高以及適合微型化等特點(diǎn);磁場(chǎng)位置需要合適，否則將造成顆粒吸附至分離區(qū)壁面或者無法完成分離;在磁場(chǎng)固定的情況下，顆粒的流速越慢，顆粒尺寸越大，顆粒在磁場(chǎng)力方向上的偏轉(zhuǎn)程度越大;該尺寸的芯片能夠分離

3、直徑＜5μm、5～8μm以及＞8μm這個(gè)三個(gè)區(qū)間的顆粒。
　　(2)在數(shù)值模擬研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)磁泳分離微流控芯片，搭建了微流控磁泳分離實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成對(duì)潤(rùn)滑油中磁性顆粒的分離以及探究了不同顆粒速度和尺寸對(duì)分離效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，速度的增加會(huì)增大流場(chǎng)力的作用，而顆粒尺寸的增加會(huì)增大磁場(chǎng)力的作用，與模擬結(jié)果基本吻合，同時(shí)也證明該分離芯片能成功對(duì)尺寸為2μm、5μm、15μm的鐵磁磨粒進(jìn)行分選。
　　(3)設(shè)計(jì)了基于脈沖磁場(chǎng)