CN103424334A - 基于微压差测量的油雾浓度检测装置和检测方法 - Google Patents

Abstract

一种基于微压差测量的油雾浓度检测装置和检测方法，该检测装置包含设置在主送风通道内的送风装置、过滤器和主送风通道支路内的微压差传感器。被监测柴油机工作时，打开该检测装置，通过送风装置不断的从曲轴箱抽风送入监测管路，当流过过滤器时，由于过滤器对油雾的吸附作用，会在过滤器的两端形成微压差，该微压差可以通过微压差传感器测得，对不同的油雾浓度，过滤器对油雾的吸附量不同，造成的微压差不同，因此微压差的大小就反应了油雾浓度的大小，微压差的大小和油雾浓度成正比关系，从而实现了对油雾浓度的测量。本发明成本低，测量器件可靠性高，无需传送被测气体。

Description

基于微压差测量的油雾浓度检测装置和检测方法

技术领域

本发明涉及一种基于微压差测量的油雾浓度检测装置和检测方法。

背景技术

目前船舶柴油机曲轴箱内的油雾浓度是柴油机的一个重要的参数，如果油雾浓度超标，极易导致曲轴箱爆炸，后果极为严重。

1960年，英国一家公司研制出应用于船舶柴油机的曲轴箱油雾浓度探测器（GRAVINERMK-4OIL MISTDETECTOR）。它通过检测油雾对光的阻碍程度来检验油雾浓度的大小。这一方法简单可靠，一直沿用至今。它通过抽风机把主机曲轴箱中几个采样点的气体逐次吸入一个检测管，检测管一端装有发光装置，光线穿过待检测采样气体到达测量室另一端的光电池，这样光电池检测到的光强度信号强弱就反映了油雾浓度的大小。

目前船舶上使用的油雾浓度检测装置众多，但原理都是基于该方法。随着技术的进步，各厂家都作了改进，但其基本原理仍没有改变。主要的改进是：光源的改进，传统的探测器采用白炽灯作为光源，波长范围大，现在改用单色红外线，或者激光等，使光源更加稳定；散射还是透射测量的改进；偏振光测量的改进等等。

目前几乎所有的大功率柴油机上均配备了油雾探测装置，但在国内尚无自主研发的产品问世，导致国外产品毫无障碍地顺利进入并占据了国内市场。因此, 开发具有自主知识产权的油雾探测装置对提高低速柴油机零部件国产化率有极其深远的意义。

油雾浓度测量方式分为接触式测量和非接触式测量，这两种方法各有特点。

接触式测量方法是对油雾进行采集，通过一定的方式得到一定体积中含有油雾的质量，就可以计算出油雾的浓度。它包括两种方式：

一种是化学测量方式，它是把油雾中的有机成分用化学溶剂溶解出来，比较待测油雾通过溶剂前后重量，然后通过计算确定油雾质量；

另一种方式是物理测量，物理方式是把油雾用纤维滤膜过滤出来，油雾通过滤膜前后在质量上存在差别，这样就能得到单位体积油雾的质量。该方法在切削机床油雾浓度测量方面的成功应用已编入中华人民共和国机械行业标准，但是该方法不能连续在线监测。

一般的观点认为接触式测量比较繁琐，自动化程度差，精度较差，并且容易受到环境的干扰，现在较多运用非接触测量。一种是电容测量法，一种是阻光度测量，现在的主流技术都用光学法的非接触测量，如：

德国shaller公司的产品，采用的是正前向散射双光路法，该系统引入了参比光路，对被测光路加以补偿及校正零点，参比气体是依次抽取的曲轴箱各缸的混合气，由于需要较多电磁阀等器件，结构复杂。该探测器是一种比较型探测器，只能测出油雾浓度的相对值。

美国QMI公司的产品则采用了侧向散射法。这种方法所采用的光路系统包括一个光源、两个探测器。其中一个探测器放在与LED轴线成O。位置，作为补偿探测器；另一个探测器放在与LED轴线成某一角度位置，一般放在90。

我国学者王海江（上海七一一研究所）也对此进行了研究，使用也是光学法。

光学法的问题之一是国外对光学法的专利保护十分严密，虽然已过保护期，但是又采用新专利改进等方法，我国要想实现真正的自主知识产权的产品很难突破，同时由于国外产品在光学法上多年的开发，已很难在此方法上超越。

但是光学法的缺点也十分明显：

一、成本高，尤其是采用了单色光源后。

二、监测器件的测量器件易损坏。

三、由于前面两个缺点，一般都采用一个测量元件，气体从各曲轴箱里逐个抽取，循环使用同一测量室的方法，气体的传送管路较长，如一些新式的监测仪理论上留有36个测量口，要是36个测量器件都要送到一处，运输的管路中油雾由于多次在弯曲的管路中运行，不可避免的会有一部分被想吸附在管路上从而影响了测量的精度，同时，如果管路长，使得测量结果和实际气体存在较长时间的误差。

四、油雾对光线的阻挡作用不单是和油雾浓度有关，还与油雾颗粒的大小，各不同尺寸的颗粒的比重等因素有关，检测油雾浓度是为了防爆，这个测量与爆炸的危险程度之间的关系并非一一对应的关系。

发明内容

本发明提供的一种基于微压差测量的油雾浓度检测装置和检测方法，成本低，测量器件可靠性高，无需传送被测气体。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于微压差测量的油雾浓度检测装置，该检测装置包含设置在主送风通道内的曲轴箱机体内的送风装置和过滤器，该检测装置还包含设置在主送风通道支路内的微压差传感器。

所述的送风装置和过滤器采用插入式结构。

本发明还提供一种基于微压差测量的油雾浓度检测方法，包含以下步骤：

步骤1、启动检测装置，采样气体通过送风装置强制在管路中流动；

步骤2、采样气体经过过滤器的过滤，在过滤器的前后形成微压差；

步骤3、微压差传感器测量微压差的大小；

步骤4、根据微压差的大小和油雾浓度的关系，得到气体的油雾浓度。

本发明结构简单，成本低，可以在每个测量点安装，无需在像光学法检测一样采样点的气体要被送到共同的一个检测元件中，减少了相互的干扰，同时减少了传送过程的油雾被附着在管壁上引起的误差，因为结构简单，原理简单，可以方便的检修，管理，对管理人员的专业知识要求少，提高了实际的可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下根据图1具体说明本发明的较佳实施例。

如图1所示，本发明提供的一种基于微压差测量的油雾浓度检测装置，该检测装置包含设置在主送风通道内的送风装置101和过滤器102，该检测装置还包含设置在主送风通道支路内的微压差传感器103；

所述的送风装置101和过滤器102采用插入式结构，可以方便的拆下清洁、检修和更换；

所述的微压差传感器103采用MEMS传感器，技术成熟，成本低；

被监测柴油机工作时，打开该检测装置，通过送风装置不断的从曲轴箱抽风送入监测管路，当流过过滤器时，由于过滤器对油雾的吸附作用，会在过滤器的两端形成微压差，该微压差可以通过微压差传感器测得，对不同的油雾浓度，过滤器对含油雾气体的流动阻力不同，在主送风通道支路内造成的微压差不同，因此微压差的大小就反应了油雾浓度的大小，微压差的大小和油雾浓度成正比关系，从而实现了对油雾浓度的测量。

本发明还提供一种基于微压差测量的油雾浓度检测方法，包含以下步骤：

步骤1、启动检测装置，采样气体通过送风装置101强制在管路中流动；

步骤2、采样气体经过过滤器102的过滤，在过滤器的前后形成微压差；

步骤3、微压差传感器103测量微压差的大小；

步骤4、根据微压差的大小和油雾浓度的关系，得到气体的油雾浓度。

这种基于过滤装置基础上的测量方法，还可避免光学法对油雾浓度的测量忽略了油雾颗粒状态的影响。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (3)

1.一种基于微压差测量的油雾浓度检测装置，其特征在于，该检测装置包含设置在主送风通道内的送风装置（101）和过滤器（102），该检测装置还包含设置在主送风通道支路内的微压差传感器（103）。

2.如权利要求1所述的基于微压差测量的油雾浓度检测装置，其特征在于，所述的送风装置（101）和过滤器（102）采用插入式结构。

3.一种基于微压差测量的油雾浓度检测方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1、启动检测装置，采样气体通过送风装置（101）强制在管路中流动；

步骤2、采样气体经过过滤器（102）的过滤，在过滤器的前后形成微压差；

步骤3、微压差传感器（103）测量微压差的大小；

步骤4、根据微压差的大小和油雾浓度的关系，得到气体的油雾浓度。

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