油液鐵磁磨粒磁泳連續(xù)分離和檢測技術(shù)研究.pdf

1、油液分析是對船舶機械設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測的重要手段，可以有效診斷和預(yù)防各種船舶設(shè)備故障?，F(xiàn)有船舶動力裝置油液檢測方法存在檢測單一，精度低，無法實時監(jiān)測油液狀態(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，為油液在線檢測提供了新的手段。
　　本文采用磁泳分離和光電檢測技術(shù)，設(shè)計了基于微流控芯片的油液鐵磁磨粒連續(xù)分離和檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)了油液鐵磁磨粒的在線連續(xù)計數(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動模型。利用COMSL軟件，模擬分析了磁場形狀和位置，不同顆粒流速和尺寸對分離效果的影響。研究結(jié)果表明:利用磁化鐵絲的微流控磁泳分離芯片，具有磁場強度大，磁場梯度高以及適合微型化等特點;磁場位置需要合適，否則將造成顆粒吸附至分離區(qū)壁面或者無法完成分離;在磁場固定的情況下，顆粒的流速越慢，顆粒尺寸越大，顆粒在磁場力方向上的偏轉(zhuǎn)程度越大;該尺寸的芯片能夠分離

3、直徑＜5μm、5～8μm以及＞8μm這個三個區(qū)間的顆粒。
　　(2)在數(shù)值模擬研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計磁泳分離微流控芯片，搭建了微流控磁泳分離實驗平臺，完成對潤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分離效果的影響。實驗結(jié)果表明，速度的增加會增大流場力的作用，而顆粒尺寸的增加會增大磁場力的作用，與模擬結(jié)果基本吻合，同時也證明該分離芯片能成功對尺寸為2μm、5μm、15μm的鐵磁磨粒進(jìn)行分選。
　　(3)設(shè)計了基于脈沖磁場