润滑油具有润滑、冷却、防锈、抗氧化、密封、缓冲等作用,在机械设备中被广泛应用。机械设备在运行过程中会产生各类杂质污染润滑油,其中以金属颗粒物的污染最为严重。金属颗粒硬度高,极易引起机械设备内运动部件磨损失效。对润滑油液内金属颗粒的材料、数量、尺寸、形态等进行监测,能得出设备摩擦副的工作状态,从而对故障进行监测及预警。因此,对润滑油液中金属颗粒的在线监测是十分重要且有效的传感技术。本文基于电磁感应原理设计研究了一种电感式金属颗粒在线监测传感器,主要内容包括:根据电磁感应定律,分析了单个螺线管线圈及两个螺线管并列式结构的磁感应强度分布特性。发现在线圈的径向位置,磁场虽弱但是分布较内部轴向区域更均匀。在两个螺线管并列放置时,通过调整两线圈的间距至线圈半径的1.18倍,可使两线圈之间的轴向磁场更加均匀。基于Ansoft Maxwell电磁场仿真软件,分析两种(有无铁氧体)并列式双线圈的静态磁场分布,发现线圈内部加入铁氧体后,中心径向区域的磁场在不影响均匀的前提下被加强。由此确定了传感器检测段的结构设计和理论模型。通过对传感器检测段模型的瞬态仿真计算,研究润滑油液中金属颗粒的种类、尺寸、运动速度及运动路径对传感器检测区域磁场的影响。结果表明本文设计的传感器检测段能够有效区分铁磁性和抗铁磁性金属颗粒,50μm~400μm的铁颗粒和铜颗粒引起的频率变化范围分别为-0.55121%~-0.66513%和0.021359%~0.033597%。金属颗粒的运动速度对检测效果基本没有影响。不同的运动路径中,铁颗粒在距离中心路径纵向方向1mm及横向方向2mm内的路径上的运动时,对原有磁场磁感应强度的影响值变化不超过100mT,在误差允许范围内可以忽略运动路径不同对原磁场的影响。根据LC振荡电路的原理,设计了与传感器检测段匹配的检测电路。以Keysight频率计为数据采集的硬件、以LabVIEW及Matlab为数据处理软件,建立传感器的数据采集及信号处理系统。通过滑动平均值滤波以及小波包分析法,对采集到的频率信号进行处理,得到包含颗粒物信息的有效输出信号。对设计的传感器进行试验测试,分析在实验室条件下传感器对于不同尺寸的铁磁性及抗铁磁性金属颗粒的响应。测试结果表明,传感器能够对尺寸为50μm~400μm的金属颗粒进行区分和检测。铁颗粒的试验结果与仿真结果的相对误差为1.81%~2.21%,铜颗粒相对误差为1.28%~4.76%,因此本传感器对铁颗粒与铜颗粒的实际检测特性曲线由试验结果的拟合曲线来确定。本文提出的新型金属颗粒传感器能有效区分50μm~400μm铁颗粒和铜颗粒,具有较高的灵敏度,且具有流动通道宽、传感器尺寸较小的优势,在实际工程应用中具有重要的理论和应用价值。