航空发动机作为飞机的核心关键部件,其健康状况对保证飞行安全至关重要。常见的磨损类故障是引起发动机失效的主要原因之一,检测滑油中金属屑末可实现对航空发动机磨损状态的监测。在金属屑末检测技术中,在线检测技术相较于离线检测有连续、实时、全面的优点。目前,国外的航空发动机滑油金属屑末在线检测产品价格昂贵且技术封锁,国内尚无成熟产品被广泛应用。因此,本文基于在线检测技术研制一套航空发动机滑油金属屑末在线检测系统,具有重大意义。本文设计的在线检测系统由金属屑末传感器、检屑装置、上位机三部分构成。通过安培定律、毕奥萨伐尔定律推导单根载流圆导线和长直螺线管的磁场分布,进而对建立的传感器数学模型进行理论分析,同时采用软件maxwell对三螺旋线圈中的线圈做静态、动态磁场分布仿真,为传感器设计提供更可靠的理论依据。参考MetalSCAN传感器,提出了由两组三螺旋线圈绕制在同一惰性管上形成的双路输出的传感器结构,并增加谐振组件对输出信号选频放大。基于该结构,本文设计了金属屑末传感器,包括结构参数的设计和材料的选用两个方面。检屑装置的结构为两块平行放置的PCB板,集成在航空机箱内,保证结构强度及稳定性的同时兼顾体积和重量。设计检屑装置的各模块电路的过程中使用抗干扰技术,为了保证传感器和各电路正常工作,设计了幅值、频率稳定的激励正弦信号发生电路,以及EMI供电滤波电路;根据传感器输出信号的特征,设计了信号处理电路,包括前置放大调理模块、检波模块、放大滤波模块、数字处理模块电路。结合系统的上位机、下位机软件设计,使得整个系统初步实现了对航空发动机滑油中金属屑末的在线检测。其中下位机软件完成激励信号发生电路的配置、AD采样、识别金属屑末算法和发送数据的任务,上位机软件实现读取串口数据并且显示的功能。实验采用轴承钢和62号铜作为金属屑末材料,加入振动对比实验,验证系统功能。结果表明系统能检测且实时显示出金属屑末的大小、数目、性质(铁磁性和非铁磁性)信息,对铁磁性屑末的检测分辨率达0.125 mm,非铁磁性屑末检测分辨率为0.45 mm。论文创新点在于改进了传统电感式传感器结构,提出双路输出结构,通过增加谐振组件降低了传感器噪声同时提高了灵敏度;合理设计检屑装置电路,降低电路噪声,进一步提高系统检测能力,在金属屑末在线检测方面具有较强的工程应用价值。