润滑油在企业巨大的维护保养成本中所占的费用很少,但其作用是极为重要的。良好的润滑就需要合理使用润滑油,随时监测润滑油的使用状况,保证合理的换油时机,确保润滑的安全性和有效性。油液监测技术主要对油的理化性能和油中磨粒含量进行监测,可及时了解设备的工作状态和油液的污染情况,做到按质换油和欲知维修。目前该技术被越来越多的企业重视,开发了多种油液监测仪。润滑油是一种复杂的混合物,可以看作是弱极性液体电介质,介电常数大约为2.0左右。当油液中的机械杂质、酸值、水分等污染物含量变化时,油液的介电常数将发生相应的变化。本文基于介电常数法润滑油在线监测理论分析,结合电容传感器的优点,从工业应用角度出发,设计了一种新型的两对半圆形极板交错式电容传感器,从而避免了极板污染物沉积而引起的灵敏度下降和不便于清洗等传统油液监测电容传感器的弊端。该传感器通过监测油液介电常数的变化,便可以获知油液的污染及衰变情况,达到对在用润滑油在线监测的目的。根据电磁场的基本理论,对传感器的电容值和极板的电荷密度进行了理论计算,并应用ANSYS软件对传感器检测场的电势和场强分布进行了分析,得知检测场内部灵敏度分布不均匀。为使传感器获得灵敏度高而均匀的检测场,保证油液中污染物含量的测量不受流型及分布的影响,对传感器的结构和尺寸进行了优化。设计了基于CAV424和AM402的检测和报警电路,可以将传感器电容量的变化,转化为工业上便于传输的4～20mA的电流,监测润滑油污染及衰变情况。利用本课题所研制的传感器进行了实验,研究润滑油中主要污染(水、酸、金属磨粒)与油液介电常数变化的关系,应用MATLAB软件绘出了关系曲线图,并确定机油润滑油污染的报警阈值。本课题所研制的传感器适用于工作环境恶劣、需要连续工作的大型设备和大型车辆,具有体积小、成本低、操作简单,便于安装和在线测量的优点。