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金属微孔滤膜传感器的研究现状(一)

[导读]对液压系统油液进行固体颗粒污染度检测是确保液压系统工作可靠性的有效手段

    固体颗粒污染是造成液压系统故障的主要原因,因此对液压系统油液进行固体颗粒污染度检测是确保液压系统工作可靠性的有效手段。在诸多污染度检测传感器中,金属微孔滤膜传感器以金属微孔滤膜为传感介质, 当油液通过滤膜时,油液中的颗粒污染物被滤膜收集,使滤膜 微孔逐渐堵塞。若滤膜两端的压差一定,则油液通过滤膜的流量随着堵塞的增加而逐渐减小;若通过滤膜的流量一定,则滤膜两端的压差逐渐增大,而流量或压差的变化与油液的污染程度有关,通过检测与流量或压差有关的参数就可以评定油液的污染度。金属微孔滤膜传感器在污染度检测过程中不受油液颜色及油液中水分和气泡的影响,因此可适用于离线或在线检测各类矿物油、 乳化液和高水基溶液的固体颗粒污染程度。鉴于该传感器在颗粒污染度检测方面的显著优点及潜在的应用前景, 本文作者对该传感器的研究现状进行介绍。

   目前用于油液固体颗粒污染度检测的金属微孔滤膜传感器主要由美国的DIAGNETICS公司生产,其关键元件是约0.1mm厚的金属微孔滤膜, 滤膜上的微孔尺寸共有3 种规格,分别为5、10 和15μm,目前未有国外资料对该传感器 的制作情况进行介绍,国内有关专家根据电镜分析结果认为该传感器是用LIGA技术制造出来的。该技术虽然有许多优点,但它的工艺步骤比较复杂 ,制作成本昂贵。而在国内,2002年,中国科学院高能物理研究所和北京工业大学国家产学研激光技术中心联合利用LIGA和微细电火花技术研制了多种结构多种材料的过滤介质,其中镍结构丝网过滤介质孔径约为60μm,2007 年,天津工业大学激光技术研 究所和南开大学现代光学研究所合作利用飞秒激光加工方法在25μm厚的不锈钢薄膜上制备出了大面积阵列微孔,孔径在 2.5~10μm之间。其他未有关于该类微孔过滤介质研制的相关文献, 但关于微细孔加工的文献较多,采用的方法主要是激光、电火花、 电解等微细加工方式,加工出的最小孔径为几十到几百微米不等,设备和工艺均较复杂。2011年,本文作者提出在原有群孔分布的基材(如不锈钢丝 网)表面利用化学镀镍方法来制备金属微孔滤膜, 并对市场上现有的600目平纹不锈钢丝网进行 了化学镀镍制备金属微孔滤膜的初步尝试,结果表明, 在不锈钢丝网表面进行镀覆是制备金属微孔滤膜新方法, 基于该方法制备的金属微孔滤膜传感器可以满足使用要求。

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