CN101915785B - 一种新的检测润滑油氧化安定性的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明检测润滑油氧化安定性的装置及方法涉及润滑油检测技术领域，该装置包括烧杯组件、压力变送器、氧弹组件、电机、凸轮、连杆推进机构、绝热固定板、旋转轴、弹簧支撑组件、上端保温盖、下端保温盖、挠性加热器件、金属加热浴、温度传感器和智能控制及显示单元组成。本发明利用安全、环保的金属加热浴替代高温油浴，通过氧弹的左右摇摆实现试样搅动，从而取代100r/min的氧弹轴向旋转，这样大大降低了机械上的设计和加工难度，使结构更加简单，成本更低；同时采用压力变送器将压力信号传至中央处理单元，可以在彩色显示屏上自动绘制出压力曲线，并可以自动判断测试终点和显示测试结果。

Description

一种新的检测润滑油氧化安定性的方法及装置

技术领域

本发明涉及润滑油检测技术领域，尤其涉及一种新的检测润滑油氧化安定性的方法及装置。

背景技术

润滑油氧化安定性是评价润滑油抗氧性能最重要的指标。测定润滑油氧化安定性一般遵照石油部标准SH/T0193：润滑油氧化安定性测定器(旋转氧弹法)。测试时，将试样、水和铜催化剂线圈放入一个带盖的玻璃盛样器内，置于外接有压力表的氧弹中。向氧弹充入620KPa的氧气，放入规定的恒温油浴中，使其以100r/min的速度与水平面成30°角轴向旋转。试验到达规定的压力降所需的时间(单位为min)即为试样的氧化安定性。

此方法规定在测试过程中，必须具备两个重要的测试条件：1)氧弹必须放置在150℃的油浴中进行测试；2)测试时，为实现待测油品与氧气、催化剂反应充分，氧弹必须以100r/min的速度旋转。

SH/T0193中提及的恒温油浴，通常情况下，一个油浴中要保证放置两个氧弹，有时甚至还需设计同时放入四个氧弹的油浴，而且要满足SH/T0193方法中规定的旋转条件，还需保证弹与弹之间要存有足够的间隙，这样就导致浴槽的体积会很大。通常，一个两弹的油浴需要大约50L油才可满足实验条件。如果实现150℃的高温，还必须选用具有高闪点和很好抗氧性能的润滑油，以二甲基硅油为代表，质量好的硅油价格非常昂贵，如果更换一次硅油，费用可想而知。任意一种高闪点油品在150℃的高温条件下，都会有油蒸汽产生，油蒸汽极其污染环境，对测试者会造成很大伤害，并且持续高温的油浴潜在的火灾危险性也极大。

如果要保证上述的两个测试条件，机械传动方面就需要考虑很多因素，既要保证转速要求，还需考虑降噪、高温条件下的密封、安装和维护等等。

综上所述，SH/T0193中规定的测试润滑油氧化安定性的方法，对实验环境有极大的危害，而且测试仪器的设计、维护成本都很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的检测润滑油氧化安定性的方法及装置，其降低了机械上的设计和加工难度，使结构更加简单，成本更低，并可以自动判断测试终点和显示测试结果。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种新的检测润滑油氧化安定性的装置，包括烧杯组件、压力变送器、氧弹组件、润滑油氧化安定性测定器，其中，所述的氧化安定性测定器是由氧弹加热浴摇摆机构和智能控制及显示单元组成；所述的氧弹加热浴摇摆机构包括：电机、凸轮、连杆推进机构、绝热固定板、旋转轴、弹簧支撑组件、上端保温盖、下端保温盖、挠性加热器件、金属加热浴、温度传感器；电机与凸轮相连，凸轮与连杆推进机构的一端相连，连杆推进机构的另一端与氧弹组件中的弹杆相连；弹杆的上端设有充氧阀，弹杆的顶端与压力变送器连接，弹杆依次穿过上端保温盖和下端保温盖，并与底端的氧弹相连接；挠性加热器件包裹在金属加热浴外围，金属加热浴的内部设有放置氧弹的空腔，上端保温盖和下端保温盖分别设置在金属加热浴的开口端，金属加热浴的底端设有绝热固定板，温度传感器穿过绝热固定板，插入金属加热浴的内部；旋转轴安装在绝热固定板下端面的对称轴上，对称轴的两侧对称设有支撑弹簧组件，支撑弹簧组件的一端与绝热固定板相连，支撑弹簧组件的另一端固定于水平面上；智能控制及显示单元分别与压力变送器和温度传感器相连接，接收压力变送器传送的压力信号和温度传感器传送的温度信号，并根据压力信号和温度信号分别对电机的转速和挠性加热器件的工作状态进行控制。

一种新的检测润滑油氧化安定性的方法，包括如下步骤：

1)将水、待测润滑油试样和铜催化剂线圈放入一个带盖的烧杯内，作为烧杯组件；

2)将烧杯组件放入氧弹内，将氧弹密封；

3)打开充氧阀，向氧弹内充入氧气，压力变送器实时检测氧弹内的压力，并将表示压力值的电信号传送给智能控制及显示单元处理，智能控制及显示单元显示并存储压力值曲线，当氧弹内的压力达到规定的数值时，手动停止充氧并关闭充氧阀；

4)利用智能控制及显示单元控制挠性加热器件对金属加热浴的加热过程，使金属加热浴的温度达到并恒定在规定的温度值；在检测结束后，挠性加热器件将根据智能控制及显示单元预先设定方式，停止加热或将温度控制在下一待测试样的初始温度值；

5)将氧弹放入金属加热浴内，用下端保温盖和上端保温盖将金属加热浴密封；

6)智能控制及显示单元控制电机转动并带动凸轮连杆机构动作，凸轮连杆机构拉动弹杆，使氧弹加热浴摇摆机构围绕其旋转轴按设定的频率作双向摇摆的往复运动，实现对被测润滑油试样的搅动；

7)智能控制及显示单元根据压力变送器传回的氧弹压力信号值，自动判断是否达到检测终点；并自动保存所有的检测中间数据和检测结果，以备日后查询；

8)当压力信号值下降达到所规定的压力值175KPa时，智能控制及显示单元自动结束检测，并将试样达到规定压力降所耗费的时间值，作为检测结果的数值存储，然后控制电机停止运转；智能控制及显示单元自动显示检测结果的数值和“检测结束”的文字提示，从而完成检测润滑油氧化安定性的方法。

本发明的有益效果是：利用安全、环保的金属加热浴替代高温油浴，通过氧弹的左右摇摆实现试样搅动，从而取代100r/min的氧弹轴向旋转，这样大大降低了机械上的设计和加工难度，使结构更加简单，成本更低；同时采用压力变送器将压力信号传至中央处理单元，可以在彩色显示屏上自动绘制出压力曲线，并可以自动判断测试终点和显示测试结果。

附图说明

图1是本发明新的检测润滑油氧化安定性的方法原理图。

图2是本发明新的检测润滑油氧化安定性的装置结构示意图。

图3是本发明新的检测润滑油氧化安定性的装置中氧弹组件的结构示意图。

图中：1、压力/温度采集单元，2、触摸/显示屏，3、中央处理单元，4、输出控制单元，5、存储单元，6、凸轮，7、连杆推进机构，8、压力变送器，9、弹体组件，10、上端保温盖，11、下端保温盖，12、挠性加热器件，13、金属加热浴，14、温度传感器，15、弹簧支撑组件，16、烧杯组件，17、绝热固定板，18、旋转轴，19、电机，20、弹杆，21、弹盖，22、密封圈，23、密封引导块，24、弹体，25、充氧阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细地描述：

一种新的检测润滑油氧化安定性的装置，包括烧杯组件16、压力变送器8、氧弹组件、润滑油氧化安定性测定器，其中，所述的氧化安定性测定器是由氧弹加热浴摇摆机构和智能控制及显示单元组成。

上述的氧弹加热浴摇摆机构包括：电机19、凸轮6、连杆推进机构7、绝热固定板17、旋转轴18、弹簧支撑组件15、上端保温盖10、下端保温盖11、挠性加热器件12、金属加热浴13、温度传感器14；电机19与凸轮6相连，凸轮6与连杆推进机构7的一端相连，连杆推进机构7的另一端与氧弹组件中的弹杆20相连；弹杆20的上端设有充氧阀25，弹杆20的顶端与压力变送器8连接，弹杆20依次穿过上端保温盖10和下端保温盖11，并与底端的氧弹相连接；挠性加热器件12包裹在金属加热浴13外围，金属加热浴13的内部设有放置氧弹的空腔，上端保温盖10和下端保温盖11分别设置在金属加热浴13的开口端，金属加热浴13的底端设有绝热固定板17，温度传感器14穿过绝热固定板17，插入金属加热浴13的内部；旋转轴18安装在绝热固定板17下端面的对称轴上，对称轴的两侧对称设有支撑弹簧组件15，支撑弹簧组件15的一端与绝热固定板17相连，支撑弹簧组件15的另一端固定于水平面上。

上述的智能控制及显示单元包括压力/温度采集单元1、触摸/显示屏2、中央处理单元3、输出控制单元4、存储单元5；中央处理单元3分别与压力/温度采集单元1、触摸/显示屏2、输出控制单元4、存储单元5相连接；触摸/显示屏2向中央处理单元3发送调整指令；压力/温度采集单元1分别与压力变送器8和温度传感器14相连接，接收压力变送器8和温度传感器14发来的模拟量信号并对其进行A/D转换，将转换后的数字量信号传送给中央处理单元3；中央处理单元3将数字量信号发送到触摸/显示屏2上显示，同时根据数字量信号向输出控制单元4发送温度控制命令和电机转速控制命令；输出控制单元4根据接收的温度控制命令和电机转速控制命令，直接驱动电机19和挠性加热器12按控制命令运行；存储单元5接收中央处理单元3发来的中间数据以及检测结果数据，对数据进行保存，供中央处理单元3调用。

应用本发明的装置对润滑油氧化安定性进行测试时，测试步骤如下：

1)将水、待测润滑油试样和铜催化剂线圈放入一个带盖的烧杯内，作为烧杯组件16；

2)将烧杯组件16放入氧弹内，旋紧弹盖21，将氧弹密封；

3)打开充氧阀25，向氧弹内充入氧气，压力变送器8实时检测氧弹内的压力，并将压力值变换成电信号传送给压力/温度采集单元1，压力/温度采集单元1将接收的压力信号进行A/D转换后，传递给中央处理单元3，中央处理单元3会实时处理数据，并绘制压力曲线，由触摸/显示屏2显示，由存储单元5存储，当氧弹内的压力达到规定的620KPa时，手动停止充氧并关闭充氧阀25；

4)中央处理单元3驱动输出控制单元4控制挠性加热器件12对金属铝加热浴13的加热过程，使金属铝加热浴13的温度达到150℃并控制温度恒定在150℃±0.1℃；在检测结束后，挠性加热器件12将根据中央处理单元3预先设定方式，停止加热或将温度控制在下-待测试样的初始温度值；

5)将氧弹放入金属铝加热浴13内，用下端保温盖11和上端保温盖10将金属铝加热浴13密封，两个保温盖均可以由耐高温非金属材料加工而成；

6)中央处理单元3驱动输出控制单元4控制电机19转动并带动凸轮6动作，凸轮6驱动连杆推进机构7拉动弹杆20上部，使氧弹加热浴摇摆机构围绕其旋转轴18按摆动速率为120次/min作双向摇摆的往复运动，实现对被测润滑油试样的搅动；

7)中央处理单元3根据压力变送器8传回的氧弹压力信号值，自动判断是否达到检测终点；并由存储单元5自动保存所有的检测中间数据和检测结果，以备日后查询；

8)当压力信号值下降达到石油部标准SH/T0193中所规定的压力值175KPa时，中央处理单元3自动结束检测，并将试样达到175KPa所耗费的时间值，作为检测结果的数值存储，然后控制电机19停止运转；触摸/显示屏2自动显示检测结果的数值和“检测结束”的文字提示，从而完成检测润滑油氧化安定性的方法。

本发明公开了一种完全替代高温油浴检测润滑油氧化安定性的方法及装置，依靠安全、环保的金属加热浴为氧弹提供受热条件，并且利用简单易行的左右摇摆机构取代氧弹的高速旋转。这样，在确保测试结果等效的前提下，不但提高了测试仪器自身的性价比，而且降低了测试过程中对环境的污染和对测试者身体的危害；并且利用自动检测手段，在漫长的检测过程中实现了无人值守。测试系统的安全性、可靠性和稳定性得以完全保证。

Claims (8)

1.一种新的检测润滑油氧化安定性的装置，包括烧杯组件(16)、压力变送器(8)、氧弹组件、润滑油氧化安定性测定器，其特征是：所述的氧化安定性测定器是由氧弹加热浴摇摆机构和智能控制及显示单元组成；所述的氧弹加热浴摇摆机构包括：电机(19)、凸轮(6)、连杆推进机构(7)、绝热固定板(17)、旋转轴(18)、弹簧支撑组件(15)、上端保温盖(10)、下端保温盖(11)、挠性加热器件(12)、金属加热浴(13)、温度传感器(14)；电机(19)与凸轮(6)相连，凸轮(6)与连杆推进机构(7)的一端相连，连杆推进机构(7)的另一端与氧弹组件中的弹杆(20)相连；弹杆(20)的上端设有充氧阀(25)，弹杆(20)的顶端与压力变送器(8)连接，弹杆(20)依次穿过上端保温盖(10)和下端保温盖(11)，并与底端的氧弹相连接；挠性加热器件(12)包裹在金属加热浴(13)外围，金属加热浴(13)的内部设有放置氧弹的空腔，上端保温盖(10)和下端保温盖(11)分别设置在金属加热浴(13)的开口端，金属加热浴(13)的底端设有绝热固定板(17)，温度传感器(14)穿过绝热固定板(17)，插入金属加热浴(13)的内部；旋转轴(18)安装在绝热固定板(17)下端面的对称轴上，对称轴的两侧对称设有支撑弹簧组件(15)，支撑弹簧组件(15)的一端与绝热固定板(17)相连，支撑弹簧组件(15)的另一端固定于水平面上；智能控制及显示单元分别与压力变送器(8)和温度传感器(14)相连接，接收压力变送器(8)传送的压力信号和温度传感器(14)传送的温度信号，并根据压力信号和温度信号分别对电机(19)的转速和挠性加热器件(12)的工作状态进行控制。

2.如权利要求1所述的一种新的检测润滑油氧化安定性的装置，其特征在于：所述的金属加热浴(13)为铝加热浴。

3.如权利要求1所述的一种新的检测润滑油氧化安定性的装置，其特征在于：所述的上端保温盖(10)和下端保温盖(11)，均由耐高温非金属材料加工而成。

4.如权利要求1所述的一种新的检测润滑油氧化安定性的装置，其特征在于：所述的智能控制及显示单元包括压力/温度采集单元(1)、触摸/显示屏(2)、中央处理单元(3)、输出控制单元(4)、存储单元(5)；中央处理单元(3)分别与压力/温度采集单元(1)、触摸/显示屏(2)、输出控制单元(4)、存储单元(5)相连接；触摸/显示屏(2)向中央处理单元(3)发送调整指令；压力/温度采集单元(1)对压力变送器(8)和温度传感器(14)发来的模拟量信号进行A/D转换，将转换后的数字量信号传送给中央处理单元(3)；中央处理单元(3)将数字量信号发送到触摸/显示屏(2)上显示，同时根据数字量信号向输出控制单元(4)发送温度控制命令和电机转速控制命令；输出控制单元(4)根据接收的温度控制命令和电机转速控制命令，直接驱动电机(19)和挠性加热器(12)按控制命令运行；存储单元(5)接收中央处理单元(3)发来的中间数据以及检测结果数据，对数据进行保存，供中央处理单元(3)调用。

5.应用如权利要求1-4任一项所述新的检测润滑油氧化安定性装置的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)将水、待测润滑油试样和铜催化剂线圈放入一个带盖的烧杯内，作为烧杯组件(16)；

2)将烧杯组件(16)放入氧弹内，将氧弹密封；

3)打开充氧阀(25)，向氧弹内充入氧气，压力变送器(8)实时检测氧弹内的压力，并将表示压力值的电信号传送给智能控制及显示单元处理，智能控制及显示单元显示并存储压力值曲线，当氧弹内的压力达到规定的数值时，手动停止充氧并关闭充氧阀(25)；

4)利用智能控制及显示单元控制挠性加热器件(12)对金属加热浴(13)的加热过程，使金属加热浴(13)的温度达到并恒定在规定的温度值；在检测结束后，挠性加热器件(12)将根据智能控制及显示单元预先设定方式，停止加热或将温度控制在下一待测试样的初始温度值；

5)将氧弹放入金属加热浴(13)内，用下端保温盖(11)和上端保温盖(10)将金属加热浴(13)密封；

6)智能控制及显示单元控制电机(19)转动并带动凸轮(6)使连杆推进机构(7)动作，连杆推进机构(7)拉动弹杆(20)，使氧弹加热浴摇摆机构围绕其旋转轴(18)按设定的频率作双向摇摆的往复运动，实现对被测润滑油试样的搅动；

7)智能控制及显示单元根据压力变送器(8)传回的氧弹压力信号值，自动判断是否达到检测终点；并自动保存所有的检测中间数据和检测结果，以备日后查询；

8)当压力信号值下降达到所规定的压力值175KPa时，智能控制及显示单元自动结束检测，并将试样达到规定压力降所耗费的时间值，作为检测结果的数值存储，然后控制电机(19)停止运转；智能控制及显示单元自动显示检测结果的数值和“检测结束”的文字提示，从而完成检测润滑油氧化安定性的方法。

6.如权利要求5所述的一种新的检测润滑油氧化安定性的方法，其特征在于，所述步骤6)中设定的频率为120次/min。

7.如权利要求5所述的一种新的检测润滑油氧化安定性的方法，其特征在于，所述步骤3)中压力所达到的规定数值为620KPa。

8.如权利要求5所述的一种新的检测润滑油氧化安定性的方法，其特征在于，所述步骤4)中恒定在规定的温度值为150℃±0.1℃。

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