专利名称：用于检测流体中杂质的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及诸如油等流体的分析。本发明特别涉及对于诸如污物的杂质监视流体质量。
背景技术：
已经估计，在澳大利亚采矿工业中由油相关的引擎或其它机器故障引起的修理和停机时间大约占30-50％的操作成本。在发达国家的经济中，由于机器和引擎磨损造成的损失占大约国民生产总值的6％。这样，研发对磨损可靠的预测的有效技术及维护工作润滑油的有效性有实质的意义。当前基于预先安排的油采样的诊断测试不能迅速检测快速进展的部件的故障或油杂质的突然摄入。
此外，在许多情形下，任何油的变化的定时与所测量的使用油的车辆或机器的使用相关，而不是油的实际状态。理想上，希望监视油的状态，以便在机器或机器部件任何特征故障发生之前，能够获得关于油的劣化或污染的信息。
已经采用不同的方法监视油的状态。例如，美国专利No.4831362的说明书公开了一种设备，用于检测润滑油中的铁磁颗粒。该设备由两个通过润滑油电感耦合的绕组构成。位于传感器绕组后面的一个永久磁体产生磁通，吸引在传感器绕组中引起脉冲的铁磁颗粒。
美国专利No.5262732描述了一种系统，该系统既使用永久磁体又使用电磁铁，同时向润滑油施加它们的磁场，以便吸引油中的铁磁颗粒。
美国专利No.6204656公开了一种与磁场强度梯度配合的传感器阵列，以获得通过该阵列含铁颗粒的具体分布。遗憾的是，这两个专利的系统都通常对在运动机器遇到的机械振动敏感。此外，只能获得关于被监视的油的退化受到限制的信息。
已经设计出其它的系统用于监视油的污染，诸如测量电介质常数。然而，当前还没有能够监视油的杂质范围并可用来分析和监视其它流体的系统。

发明内容
本发明提供了用于检测流体中杂质的另外的方法和装置。
根据本发明的一实施例，提供了一种基于阻抗光谱技术、用于润滑油的在线检测系统。这一检测器系统能够提供关于杂质的类型和大小及油的退化，特别是含铁的磨损物的浓度和平均尺寸的在线信息。该信息将使在它们导致代价高的修理和停机之前能够尽早检测出问题。
根据本发明的一种方式，提供了一种用于检测流体中杂质的方法，包括以下步骤向位于流体中的电极施加能源，对能源的多个不同频率测量电极两端实和虚电阻抗值，并识别流体中至少一类杂质的至少一个特征。
该方法优选地能够检测流体中杂质的类型和水平，并识别流体中杂质的类型和/或水平。
能源优选地向电极提供交变电流或电压。
电极可按一个或多个对配置，以提供通过电极对两端的压降。
电极优选地配有多个连接在一起的第一电极与多个连接在一起的第二电极。
实和虚阻抗值优选地包括数学相关参数，诸如阻抗、导纳、模数和介电常数等的实和虚分量。
该方法优选地包括识别流体中杂质的一个或多个特性。
杂质优选地包括诸如气体、固体、液体等物质，或诸如热、电荷等能量，或以上不同的组合。
根据一实施例，本发明涉及在选择的频率或在0.1Hz到1MHz频率范围测量阻抗的实部和虚部。
测量步骤可包括对阻抗的实部和虚部显示频谱。
该方法优选地包括在每一测量频率或被测阻抗频谱，测量流体的温度的步骤。
该方法可包括对实和虚阻抗值的显示和/或产生频谱的步骤。
该方法可包括这样的步骤，即以虚对实阻抗值的复平面曲线图的形式，或以标定从实和虚阻抗值推导的量显示阻抗频谱。
该方法优选地包括确定含铁磨损颗粒的浓度和/或平均颗粒尺寸的步骤。
优选地从阻抗频谱确定含铁磨损颗粒的浓度和/或尺寸。
频率范围优选地在0.1Hz到1MHz。
该方法可包括从被测阻抗频谱确定杂质的步骤。
该方法优选地包括确定被测阻抗频谱中的峰值数和/或峰值位置的步骤。
该方法最好还包括确定被测阻抗频谱中峰值高度和/或峰值的相对高度的步骤。
该方法可包括在预定的时间段测量阻抗频谱的步骤。
根据一实施例，该方法包括在一时间段在选择的频率测量阻抗的步骤。
该方法优选地包括分析阻抗频谱并产生阻抗频谱峰值高度对杂质的阶诸如氧化物的阶的曲线图。
应当注意，术语阻抗频谱是指EIS(电阻抗频谱)。
杂质优选地包括粉尘，水，冷却剂，柴油，含铁颗粒，氧化物。
该方法优选地包括从EIS测量物质的浓度和尺寸，流体的类型等。
该方法优选地包括施加磁场以吸引电极之间含铁颗粒的步骤，从而电极之间的间隙能够由含铁颗粒填充床填充。
优选地使用DC电磁铁产生磁场。
该方法优选地包括对于一时间段，在选择的频率在电极之间的间隙中含铁颗粒的填充床的两端，测量电阻抗。
该方法可包括提供流体中测量的杂质的一个或多个特征的图形显示。
优选地从电极之间的间隙的阻抗变化率确定颗粒浓度。
该方法可包括提供第一和第二组电极，第一组电极用于检测含铁颗粒，且第二组电极用于检测其它杂质。
该方法优选地包括提供磁场产生装置，用于产生通过第一组电极位于的区域的磁场。
该磁场优选地通过DC电磁铁施加。
第一组电极可安装到垂直于磁体轴线的非导电基片。
第一组电极的尺寸优选地比第二组电极小得多。
第一组电极优选地轴向对正第二组电极流体下游的流。
该方法优选地包括使用模式识别算法分析阻抗频谱的步骤，以识别流体中杂质的类型和/或水平。
该方法优选地包括通过确定阻抗频谱的特性参数的变化确定流体中特定的物质是否存在的步骤。
根据本发明的另一方式，提供了一种用于检测流体中杂质的装置，包括位于流体腔体中的第一组电极，电极与通过流体腔体的流体的流轴向对正；与电极连接的测量装置，用于对于多个频率测量电极两端实和虚阻抗值，从而数据处理器能够对于多个不同的频率显示实和虚阻抗值的变化。
该测量装置优选地适于测量电极两端的电阻抗频谱。
该装置优选地包括第二组电极，其位于流体腔体中并连接到测量装置，用于检测不同于由第一组电极检测的杂质。
第一组电极优选地位于第二组电极的下游。
该装置可包括磁场产生器诸如电磁铁。
该装置优选地包括带有一流体腔体的一适配器壳体，电极位于其中。
该方法优选地包括这样的步骤，即通过确定特性参数的变化而确定特定的物质是否在流体中出现，诸如从被测量的阻抗频谱抽取的第一和第二自动导数，实阻抗选择范围上的虚阻抗分量的平均值等。
优选地有这样的步骤，该步骤在从磁场施加到第一组电极时开始的最初50秒钟，从相对阻抗对时间的曲线的平均斜率计算阻抗的降低率。
该方法优选地包括记录阻抗量值对时间的曲线，并把该曲线转换为相对阻抗曲线，该曲线定义为阻抗量值对间隙中没有任何含铁颗粒的阻抗量值对时间的比率。
根据本发明又一方式，提供了一种分析流体中杂质的方法，包括以下步骤接收阻抗数据，该数据包括在位于流体中的电极两端测量的实和虚阻抗值；在多个时间段记录阻抗频谱；对接收的阻抗数据计算阻抗频谱的峰值高度；比较阻抗频谱的峰值高度与基准阻抗频谱的峰值高度，并从比较步骤确定杂质的特性。
该方法优选地包括确定在收到的数据阻抗频谱中出现多少个峰值。
该方法可包括通过阻抗频谱中的峰值数及峰值或每一峰值高度，确定特定物质是否存在的步骤。
该方法优选地包括通过确定单个峰值高度或阻抗频谱，并确定这是否在一预定的范围诸如30到50KΩ，而确定是否出现特定的物质。
30到50KΩ的范围可随电极配置的变化而变化。
数据处理器优选地被编程以显示在一时间段上阻抗量值的变化。
该方法可包括这样的步骤，该步骤通过确定阻抗频谱的峰值或其每一峰值是否变形并具有明显的尾部，而确定是否出现特定的物质。
该方法可包括这样的步骤，该步骤通过确定阻抗频谱的峰值或其每一峰值在低频范围是否变形并具有明显的尾部，而确定是否出现特定的物质。
因而，本发明提供了一种检测流体中污物的方法，该方法包括向被支撑的流体内的电极对施加一电场，并测量流体和同一流体未污染的样品之间的电场特征的变化。
该方法还可包括向电极对附近的流体施加一磁场，以向电极对吸引含铁颗粒。
本发明还提供了一种用于检测流体中污物的设备，该设备包括支撑在浸没在流体中非导电基座上的一电极对，用于向电极施加电场的装置，以及用于测量流体特征变化的测量装置。
该设备还包括用于在电极对附近施加磁场的装置。


现在将参照附图仅通过例子说明本发明的优选实施例。
图1示出根据本发明的第一实施例用于检测流体中杂质的装置的示意图；图2示出根据本发明第一实施例表示对于从0.1Hz到1MHz的频率范围虚阻抗对实阻抗的阻抗频谱；图3示出根据本发明第二实施例对于有水污染的油的阻抗频谱的图形表示；图4示出根据本发明的第三实施例阻抗频谱的图形表示；图5示出根据本发明的第四实施例阻抗频谱的图形表示；图6示出根据本发明的第五实施例阻抗频谱的图形表示；图7示出根据本发明的第六实施例氧化程度(可允许％)对EIS峰值高度(ohms×104)的图形表示；图8示出根据本发明的第七实施例的阻抗频谱；图9示出根据本发明的一实施例用于检测和分析流体中杂质的方法的示意图；图10a示出根据本发明的一实施例，当间隙充满含铁颗粒时，达到极限值的颗粒检测电极之间阻抗对时间的图形表示；图10b示出根据本发明的一实施例，流体中电极两端阻抗对时间的图形表示；图11示出根据本发明的一实施例，阻抗降低率对铁颗粒浓度的图形表示；图12示出根据本发明的一实施例，对于改变铁颗粒尺寸的阻抗频谱的图形表示；以及图13示出用于覆盖图1所示装置的适配器。
具体实施例方式
应当注意，附图中所示的阻抗值是以欧姆给出的。
如图1所示，用于检测流体中杂质的装置包括一般间隔开1.6mm的一组流体测量电极11，与一般分开0.6mm的一组含铁磨损颗粒检测电极12。如图13所示，这些电极位于适配器壳体13中流体流中。
流体测量电极11比含铁颗粒检测电极12大得多，并位于含铁颗粒检测电极12上游。
含铁颗粒检测电极12还平行地一同对流体测量电极11队列的轴线成直角对齐。
比流体测量电极11小得多的含铁颗粒检测电极位于适配器13较小的流体腔体14中。
DC电磁铁18位于靠近流体腔体14，以提供通过这一腔体的磁场。
其中装有流体测量电极的另一腔体15优选地与腔体14隔离。
每一组电极由连续的电极对构成，每一对交替电极电连接在一起。
电阻抗光谱计16连接到每一组电极，以及数据处理器，诸如微型计算机17。
工作油通过适配器13流动，并在流体测量电极11与含铁磨损颗粒检测电极12之间的极板通过。
通过对电磁铁或螺线管18加电，通过腔体14建立一磁场。
然后电阻抗光谱计16操作，以在典型选择的频率10kHz记录电极12两端的电阻抗。
在磁场响应下，诸如润滑油等油中含铁磨损颗粒将移动到电极之间的间隙。在整个一个时间段，含铁颗粒将逐渐填充每个电极对之间的间隙，并最终电极12将完全被掩埋在含铁颗粒堆中。因而，在整个时间段每一电极对两端的阻抗将逐渐降低，直到阻抗接近图10a所示的极限值。
含铁颗粒浓度越高，接近电极12两端阻抗的极限值之间的时间段越短。
由于磁场集中的效应并在每一电极对之间狭窄间隙的使用，该装置能够检测浓度低到百万分之几的铁颗粒。
通过使用如图1中的数个电极对，该装置的灵敏度进一步增加。
强磁场的使用允许包括5到20微米尺寸范围的大部分含铁颗粒，从大批量油相向电极之间的极限穿过。
如图10b所示，在具有尺寸63到102微米含铁颗粒累积在电极之间的间隙的期间，铁(含铁)颗粒的浓度对被测量的相对阻抗的效果随时间降低。相对阻抗定义为有磁场作用的间隙中的阻抗与间隙中没有任何含铁颗粒的阻抗的比率。这样，图10b表示对于较高含铁颗粒浓度，例如每百万200份(PPM)情形的电极12之间间隙中的阻抗，比对于较低含铁颗粒浓度的阻抗更快地降低。
铁颗粒浓度和尺寸对阻抗降低率的影响示于图11。阻抗降低率定义为阻抗降低曲线最初50秒钟的平均斜率，如图10b所示。从这一图示可见，对于特定铁颗粒浓度，较大的颗粒尺寸具有较大阻抗降低率。
图12中，示出铁颗粒尺寸对检测电极12之间完全充满间隙中的填充床EIS的影响。可以看到，对于每一铁颗粒尺寸，有一峰值虚阻抗值，该值随颗粒尺寸增加而降低。
对于不同的铁颗粒尺寸，虚阻抗峰值的位置也相对实阻抗值变化。
从以上可以看到，通过观察电阻抗频谱，能够识别流体诸如油中铁或含铁颗粒尺寸和浓度属性。
在开始下一个测量周期之前，电磁铁应当断电，以释放吸引在第一组电极之间间隙中的含铁颗粒。通过接通电磁铁开始新的测量，并随后作为时间函数立即测量并记录间隙中的阻抗量值。当阻抗量值达到极限值或随时间变化非常缓慢时，停止记录。然后，对于交变能的多个不同频率通过测量实和虚电阻抗值，确定充满的间隙两端的电阻抗频谱。从该电阻抗频谱确定在选择的频率处的特征参数，包括峰值高度、阻抗量值或实和虚分量值，并对于不同含铁颗粒尺寸与存储的那些基准参数进行比较，以确定间隙中含铁颗粒的尺寸。通过阻抗量值除以间隙中没有含铁颗粒的阻抗量值，阻抗量值对时间的曲线被转换为相对阻抗对时间的曲线。然后从相对阻抗对时间的曲线在最初50秒钟的平均斜率，计算阻抗降低率。阻抗降低率与对不同含铁颗粒尺寸存储的基准阻抗降低率比较，以确定流体中含铁颗粒的浓度。
因为流体诸如油包含除含铁颗粒之外其它污物，图1中所示的装置包括较大电极11。
通过测量流体测量电极11两端的电阻抗频谱，能够识别关于流体中杂质的信息。
例如如图2所示，能够确定油类型/商标对新鲜润滑油的电阻抗频谱的影响。
对于0.1Hz到1MHz频率范围，能够获得由标号20，21，22，23，24表示的不同类型的油。在每一情形下，阻抗频谱产生在特定频率的峰值虚阻抗值，该值在峰值两侧下降。因而频谱的这一图形的或对应的数学表示对特定类型流体(这种情形下是油)提供了基准曲线。可对温度点的范围建立这些基准曲线。
为了识别杂质诸如气体、氧化物、粉尘等，可观察EIS以识别杂质诸如流体中的污物。
因而，如图3中所示，示出对于有水污物的油的EIS。
对于有0.5％水污物的油，阻抗频谱仍然呈现一峰值，但在通过区域26变小之前，这一峰值随降低的频率值下降到阶梯区25。在水污物的量增加(2％水)时，EIS频谱产生两个峰值27，28。从而通过观察峰值数，它们的高度和它们的位置，能够识别水是否是污物。
图4中对把冷却剂(乙二醇)作为污物的油产生EIS。这种情形下，对于0.1％冷却剂产生了有两个不同高度峰值的曲线。随冷却剂污物按百分比增加(0.5％冷却剂)，第二峰值相对于第一峰值尺寸降低，如项29和30标示。
取决于油的类型，峰值的形状和和高度差别将变化。这样对于有水或冷却剂污染的某些油，第二峰值高度可能大于第一峰值。然而，通过使用非污染的EIS曲线并比较这一曲线与对于不同水或冷却剂污染物量的曲线，通过比较检测的EIS曲线与预先记录的表示有不同水或冷却剂污物的EIS曲线的数据，能够识别水或冷却剂的量，并匹配现场应用中检测的EIS曲线与预先记录的EIS曲线以获得水或冷却剂污物的最佳估计。
图5示出对于有柴油污物的油的EIS曲线另一例子。曲线31表示无污染的油曲线，而曲线32表示污染的油的曲线。
通过获得关于EIS曲线如何随柴油污物变化的数据，能够产生一数据库，该数据库可用于对柴油污物的油的任何现场测试的基准点。
图6表示油随使用小时时间的EIS变化。能够看到，对于这一特定油，峰值虚阻抗值随使用时间直到200小时是增加的，然后下降。对于其它的油，峰值能总是随使用时间降低。
图7中，提供了一图形表示，表示EIS峰值高度在如图6所示其降低的阶段如何以允许的百分比给出氧化程度的表示。也可建立峰值高度增加阶段类似的关系。因而，通过观察EIS曲线的峰值高度，对于特定油能够识别氧化程度。
图8中，EIS曲线的峰值形状和高度根据粉尘含量而变化。该曲线还表示峰值如何随增加的粉尘含量而变形及变小。
基于使用上述检测装置取得的EIS测量推导出的观察，能够采用一种自动化过程识别油中的杂质。参照图9说明可通过计算机程序实现的这种自动化过程。
一旦由项40标记的油的变化已经发生，对于温度点的一个范围测量电阻抗频谱，并使用上述的检测装置记录电阻抗频谱。如项41标示，如果油的类型/商标对于的特定应用是正确的，如项42标示，则控制计算机能够启动检测设备，例如每5分钟测量并记录EIS。另外，如果没有提供正确的油类型，则向显示器提供一警告信号以通知观察者，需要使用正确的油类型。
在EIS已经测量并记录之后，如项43所标示，数据处理器被编程以对每一产生的曲线计算峰值数和峰值高度，并刻画峰值形状。然后如项44所标示，数据处理器进行数据分析，以识别EIS是否有双峰。如果回答为是，则如项45所标示，数据处理器被编程以识别峰值的高度是否小于预定的阈值，例如30kΩ。如果是这样，则如项46所标示，数据处理器能够产生一输出，指示已在油中识别出水或冷却剂污物。另外，如果高度大于预定的阈值，则如项47标示，由数据处理器产生一输出，指示有柴油污物。返回项46，如果另外数据处理器识别出EIS没有双峰值，则执行如项48标示的比较步骤，其中所测量的EIS曲线的高度与基础或基准EIS以及先前的EIS中的曲线高度比较。如果高度大于基准EIS和来自先前测量的EIS两者的高度，则数据处理器对此进行记录，并继续指令检测装置每五分钟测量并记录EIS。另外，如果高度低于基准EIS或先前的EIS中的高度，则在项49执行附加的分析步骤。如果EIS高度低于先前的EIS高度，则如项59标示由数据处理器执行附加的分析，以识别峰值的高度是否在预定的范围，例如30到50kΩ。如果数据处理器识别出高度在这一范围之内，则如项51标示其产生一输出，指示高氧化和硫化产物可能是污染的原因。
如果高度不在预定的范围，则如项52标示，数据处理器分析峰值以识别其是否变形并包含明显的尾部。如果数据处理器识别出有明显的变形，则如项53所标示产生一输出指示有粉尘污染。
如果没有峰值变形，则数据处理器推断油没有被任何先前所述污物严重污染，并根据项42继续测量并记录EIS。类似地，如果峰值的高度低于如项45中的上一个，则重复项42步骤的测量和记录。
可使用如图1所示的检测器装置实现以上的过程，其中微型计算机17被适当编程以控制电阻抗光谱计进行EIS测量，并然后分析EIS结果。
例如还能够使检测装置通过遥测法被在线控制。
根据本发明的另一实施例，检测装置可被修改，以便把电极组合到单个的电极列中，以便组合铁颗粒与其它杂质的检测。
虽然使用了电阻抗光谱计已描述了本发明的优选实施例，但另外的装置也可用来在一个频率范围记录实和虚电阻抗值。例如可采用有可变频率的电压源。这时可采用安培计测量电流的变化。另外，可采用示波器记录阻抗频谱。
权利要求
1.一种用于检测流体中杂质的方法，包括以下步骤向位于流体中的电极施加能源，对交变能源的多个不同频率测量电极两端实和虚电阻抗值，并识别流体中杂质的至少一个特征。
2.如权利要求1中所述的方法，其中能源向电极提供交变电压。
3.如权利要求1或2中所述的方法，其中电极配有多个连接在一起的第一电极与多个连接在一起的第二电极。
4.如权利要求3中所述的方法，其中测量步骤包括以阻抗的实部对阻抗的虚部的复数图示的形式显示阻抗频谱。
5.如以上任何权利要求之一所述的方法，包括比较被测量的阻抗频谱与基准阻抗频谱的步骤，以确定流体中是否出现杂质的特性。
6.如权利要求5中所述的方法，包括这样的步骤根据被测量的阻抗频谱相对于流体中没有杂质存在的基准阻抗频谱的比较，确定流体中存在至少一类杂质。
7.如权利要求6中所述的方法，其中在0.1Hz到1MHz频率范围测量频谱。
8.如权利要求7中所述的方法，包括确定被测量的阻抗频谱中峰值数，并从峰值或每一峰值确定流体中是否存在特定的杂质。
9.如权利要求7或8中所述的方法，包括这样的步骤确定阻抗频谱中每一峰值的高度，并比较被测量的每一峰值的高度与流体中没有杂质的基准阻抗频谱中的峰值或每一峰值的高度，以便确定在流体中出现的杂质的类型。
10.如以上任何一权利要求中所述的方法，包括确定阻抗频谱中被测量的峰值高度是否在预定的范围的步骤。
11.如权利要求8，9或10中所述的方法，包括这样的步骤分析被测量的阻抗频谱以识别是否出现变形并包含明显尾部的峰值，以便确定流体中是否有粉尘形式的杂质出现。
12.如权利要求4到11任何之一中所述的方法，包括这样的步骤使用模式识别算法分析阻抗频谱，以识别流体中杂质的类型和/或水平。
13.如权利要求1中所述的方法，包括这样的步骤在至少一对电极之间施加磁场，以吸引电极之间的含铁颗粒。
14.如权利要求1或13中所述的方法，包括这样的步骤就特定杂质存储流体基准阻抗频谱。
15.如权利要求14中所述的方法，包括这样的步骤比较被测量的实和虚电阻抗值与该流体在存储器中存储的基准实和虚电阻抗值，并如果被测量的阻抗频谱与存储在存储器中的阻抗频谱之一基本相同，则输出流体中出现的杂质的类型。
16.如权利要求13中所述的方法，包括这样的步骤提供第一和第二组电极，第一组用于检测含铁颗粒而第二组用于检测其它杂质。
17.如权利要求16中所述的方法，包括这样的步骤提供磁场产生装置，用于产生通过第一组电极位于的区域的磁场。
18.一种用于检测流体中杂质的组件，包括位于流体腔体中的第一组电极，所述电极与通过流体腔体的流体的流轴向对正；与电极连接的测量装置，用于对于多个频率测量电极两端实和虚阻抗值，从而数据处理器能够对于多个不同的频率显示实和虚阻抗值的变化。
19.如权利要求18中所述的组件，包括第二组电极，其位于流体腔体中并连接到测量装置，用于测量不同于由第一组电极测量的杂质。
20.如权利要求18或19中所述的组件，其中第一组电极位于第二组电极的下游。
21.如权利要求20中所述的组件，包括带有一流体腔体的一适配器壳体，电极位于其中。
22.一种分析流体中杂质的方法，包括以下步骤接收阻抗数据，该数据包括在位于流体中的电极两端测量的实和虚阻抗值；在多个时间段记录阻抗频谱；对接收的阻抗数据计算阻抗频谱的峰值高度；比较阻抗频谱的峰值高度与基准阻抗频谱的峰值高度；并从比较步骤确定杂质的特性。
23.如权利要求22中所述的方法，包括这样的步骤确定在收到的阻抗数据的电阻抗频谱中出现多少个峰值。
24.如权利要求23中所述的方法，包括这样的步骤通过电阻抗频谱中的峰值数及峰值或每一峰值高度，确定是否存在特定物质。
25.如权利要求23中所述的方法，包括这样的步骤通过确定电阻抗频谱的峰值是否变形并有明显尾部，确定是否存在特定物质。
26.如权利要求23中所述的方法，包括这样的步骤，通过确定单个峰值高度是否在虚阻抗值一预定的范围，而确定是否出现特定的物质。
27.如权利要求21中所述的方法，包括这样的步骤，通过确定特征参数的变化而确定流体中是否存在特定物质。
28.一种用于检测流体中含铁颗粒特征的方法，包括以下步骤向第一组电极附近的流体施加磁场，以向电极之间的间隙吸引含铁颗粒；作为时间的函数测量电极两端的阻抗量值直到间隙由含铁颗粒桥接为止；对于交变能量多个不同的频率测量电极两端的实和虚电阻抗值，并识别与含铁颗粒相关的至少一个特征。
29.如权利要求28中所述的方法，其中与含铁颗粒相关的特征包括含铁颗粒的尺寸与浓度之一。
30.如权利要求28或29中所述的方法，包括这样的步骤当含铁颗粒桥接间隙时去除磁场，从而在下一个测量步骤开始之前含铁颗粒被释放到流体。
31.如权利要求30中所述的方法，包括这样的步骤作为时间函数记录第一组电极之间的间隙两端被测量的阻抗量值，并通过观察阻抗量值是否达到极限值或随时间变化非常缓慢而确定间隙是否以含铁颗粒充满。
32.如权利要求30中所述的方法，包括这样的步骤记录阻抗量值对时间的曲线并将该曲线转换为相对阻抗曲线。
33.如权利要求32中所述的方法，包括这样的步骤在从磁场施加到流体时开始的最初50秒钟，从相对阻抗对时间的曲线的平均斜率计算阻抗降低率。
34.如权利要求33中所述的方法，包括这样的步骤从在选择的频率上的峰值高度、阻抗量值或实与虚分量值，或从在第一组电极之间充满的间隙中测量的阻抗频谱，确定含铁颗粒的一个或多个特征参数，并比较特征参数或每一特征参数与对不同含铁颗粒尺寸存储的那些基准参数，以确定间隙中含铁颗粒的尺寸。
35.如权利要求34中所述的方法，包括这样的步骤比较阻抗降低率与对不同含铁颗粒尺寸存储的基准阻抗降低率，以确定流体中含铁颗粒的浓度。
36.如权利要求3中所述的方法，包括这样的步骤测量0.1Hz到1.0MHz频率范围上的阻抗的实部与虚部，并以虚对实阻抗值的复平面图示的形式显示阻抗频谱。
37.如权利要求3中所述的方法，其中测量步骤包括测量0.1Hz到1.0MHz频率范围上的阻抗的实部与虚部，并通过与虚和实阻抗值相关的量值标示显示阻抗频谱。
38.如权利要求37中所述的方法，包括这样的步骤抽取刻画频谱模式特征的所测量的阻抗频谱参数。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测流体中杂质的方法，包括以下步骤向位于流体中的电极施加能源，对交变能量的多个不同频率测量电极两端实和虚电阻抗值，并识别流体中至少一个杂质的特征。
文档编号G01N33/26GK1554023SQ02817602
公开日2004年12月8日 申请日期2002年8月9日 优先权日2001年8月9日
发明者胡生根 申请人:联邦科学和工业研究组织