CN103867535B - 一种工程机械液压油的在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工程机械液压油的在线监测系统，在线监测系统包括第一取样管、第一温度计、第一阀门、电磁泵、缓冲油池、第三温度计、第一油品传感器、压力传感器和回油装置；第一取样管的进油端和工程车回油管连接、出油端和电磁泵的进油端连接，第一取样管上设置有第一温度计和第一阀门，第一阀门比第一温度计离电磁泵更近，电磁泵的出油端和缓冲油池的进油端连接，缓冲油池上设置有第一油品传感器和第三温度计，缓冲油池的出油端和回油装置的进油端之间设置有压力传感器。本发明提供的在线监测系统解决在工程机械车辆液压系统中取样困难问题，实现采集的油样即能实时反映设备运行状况、又能综合判定系统的整体状况。

Description

一种工程机械液压油的在线监测系统

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种工程机械液压油的在线监测系统。

背景技术

据统计，液压系统有近2/3的故障来源于液压油介质的污染。工程机械液压系统在密封、高压环境下，液压油介质的状况无法直接反映出来。目前市场上出现的一系列油品监测传感器受到工程机械特殊工况影响，工程机械车辆自身作业空间小，工作时车辆振动大，工作环境恶劣，液压系统的管路布置紧凑，相对狭小的机器空间，系统压力能达到30-50兆帕，流量大，液压油温能达到80℃-90℃，温度、流量、压力对油液在线监测传感器数据采集的影响特别大，尤其是工程机械这样高压力、大流量的作业环境下，故很难直接从系统中引出液压油进行在线监测，也不能直接装在车上进行数据采集。油品传感器属于精密细小元件，回路中的堵塞或者油液温度过高可能会导致油品传感器的损坏，从而会产生很大的财力损失。

目前的油液在线监测数据采集方法未能考虑到油液温度、系统流量对监测数据的影响，油品的粘度、水分、介电常数等性能受温度的影响远超过传感器自身的误差范围。流量越大、在线监测系统测试的数据越不稳定，测定值与实验室测定数据相比误差特别大。不同型号的液压油，传感器采集的数据也会出现很大的差异。

发明内容

本发明的目的是提出一种工程机械液压油的在线监测系统，该在线监测系统有效地解决了上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种工程机械液压油的在线监测系统，在线监测系统包括第一取样管、第一温度计、第一阀门、电磁泵、缓冲油池、第三温度计、第一油品传感器、压力传感器和回油装置；

第一取样管的进油端和工程车回油管连接、出油端和电磁泵的进油端连接，第一取样管上设置有第一温度计和第一阀门，第一阀门比第一温度计离电磁泵更近，电磁泵的出油端和缓冲油池的进油端连接，缓冲油池上设置有第一油品传感器和第三温度计，缓冲油池的出油端和回油装置的进油端连接，缓冲油池的出油端和回油装置的进油端之间设置有压力传感器，回油装置的出油端和工程车油箱连通。

在一个优选或可选地实施例中，在线监测系统还包括第二取样管、第二温度计和第二阀门；

第二取样管的进油端位于工程车油箱的内部、出油端和电磁泵的进油端连接，第二取样管上设置有第二温度计和第二阀门，第二阀门比第二温度计离电磁泵更近。

在一个优选或可选地实施例中，在线监测系统还包括进油三通接头和开孔螺帽；

进油三通接头包括第一接头、第二接头和第三接头，第三接头和开孔螺帽的第一端连接，开孔螺帽的第二端和电磁泵的进油端连接，第一取样管的出油端和第一接头连接，第二取样管伸入第二接头，第二取样管的出油端和开孔螺帽的螺纹连接；

第一取样管上设置有第一温度计和第一阀门，第一阀门比第一温度计离第一接头更近，第二取样管上设置有第二温度计和第二阀门，第二阀门比第二温度计离第二接头更近。

在一个优选或可选地实施例中，在线监测系统还包括过滤网；

过滤网设置在开孔螺帽的第二端和电磁泵的进油端之间。

在一个优选或可选地实施例中，在线监测系统还包括分流阀、第二油品传感器和第三油品传感器；

缓冲油池的出油端和分流阀的进油端连接，分流阀的第一出油端和压力传感器之间设置有第二油品传感器，分流阀的第二出油端和压力传感器之间设置有第三油品传感器。

在一个优选或可选地实施例中，在线监测系统还包括流量计；

流量计设置在分流阀的第一出油端和第二油品传感器之间。

在一个优选或可选地实施例中，在线监测系统还包括截止阀；

截止阀设置在分流阀的第二出油端和第三油品传感器之间。

在一个优选或可选地实施例中，在线监测系统还包括单向阀；

单向阀设置在压力传感器和回油装置的进油端之间。

在一个优选或可选地实施例中，在线监测系统还包括连接管；

单向阀的出油口和连接管的进油端连接，连接管的出油端和回油装置的进油端连接。

在一个优选或可选地实施例中，回油装置为回油三通接头，回油三通接头包括第一接头、第二接头和第三接头，第一接头和连接管的出油端连接，第二接头和工程车油箱连通。

基于上述技术方案中的任一技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

由于本发明所提供的工程机械液压油的在线监测系统包括第一取样管、第一温度计、第一阀门、电磁泵、缓冲油池、第三温度计、第一油品传感器、压力传感器和回油装置；第一取样管的进油端和工程车回油管连接、出油端和电磁泵的进油端连接，第一取样管上设置有第一温度计和第一阀门，第一阀门比第一温度计离电磁泵更近，电磁泵的出油端和缓冲油池的进油端连接，缓冲油池上设置有第一油品传感器和第三温度计，缓冲油池的出油端和回油装置的进油端连接，缓冲油池的出油端和回油装置的进油端之间设置有压力传感器，回油装置的出油端和工程车油箱连通，实现对工程机械车辆液压系统中液压油的实时监测，诊断车辆液压系统故障的发生，解决在工程机械车辆液压系统中取样困难问题，实现采集的油样即能实时反映设备运行状况、又能综合判定系统的整体状况，解决工程机械液压系统流量大、温度高对油品传感器采集数据的波动大的问题，并利用温控保护装置防止油品传感器由于油温过高而导致的损坏，实现对在线监测传感器的可维护性保护及工作时的防堵保护。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的进油三通接头和开孔螺帽、第一取样管、第二取样管连接的结构示意图；

图2为本发明的回油三通接头和连接管、单向阀连接的结构示意图；

图3为本发明的工程机械液压油的在线监测系统的原理示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案。

下文为了叙述方便，下文中所称的“左”、“右”、“上”、“下”与附图本身的左、右、上、下方向一致。

如图1、2、3所示，一种工程机械液压油的在线监测系统，在线监测系统包括第一取样管1、第一温度计2、第一阀门3、电磁泵4、缓冲油池5、第三温度计6、第一油品传感器7、压力传感器8和回油装置9；

第一取样管1的进油端和工程车回油管10连接、出油端和电磁泵4的进油端连接，第一取样管1上设置有第一温度计2和第一阀门3，第一阀门3比第一温度计2离电磁泵4更近，电磁泵4的出油端和缓冲油池5的进油端连接，缓冲油池5上设置有第一油品传感器7和第三温度计6，缓冲油池5的出油端和回油装置9的进油端连接，缓冲油池5的出油端和回油装置9的进油端之间设置有压力传感器8，回油装置9的出油端和工程车油箱11连通。

第一取样管的进油端和工程车回油管连接，直接从工程车回油管取油，监测数据能够反应车辆工作时的车辆液压系统的实时油液状况。

在线监测系统还包括第二取样管12、第二温度计13和第二阀门14；

第二取样管12的进油端位于工程车油箱11的内部、出油端和电磁泵4的进油端连接，第二取样管12上设置有第二温度计13和第二阀门14，第二阀门14比第二温度计13离电磁泵4更近。

第二取样管的进油端位于工程车油箱的内部，直接从工程车油箱的内部取油，监测数据能够反应车辆液压系统的综合油液状况，为客户的维护保养提供车辆液压系统的综合诊断信息。

电磁泵将液压油吸入在线监测系统回路。

第一取样管上设置有第一阀门，第二取样管上设置有第二阀门，其作用为根据第一温度计、第二温度计、第三温度计的测量温度和压力传感器的测定压力控制第一取样管和第二取样管的开启和关闭。第一温度计测量第一取样管的油温T₁，第二温度计测量第二取样管的油温T₂，第三温度计测量缓冲油池的油温T₃，压力传感器测定系统回路压力P_g，P_额定为根据实验中在线监测系统堵塞或泄漏时的压力设定值。

第一阀门的开启和关闭的条件为：①T₁＞70℃，关闭；②T₁＜60℃，开启；③T₃＜40℃，关闭；④P_g＜P_额定，关闭。

第二阀门的开启和关闭的条件为为：①T₂＞70℃，关闭；②T₃＜40℃，关闭；③P_g＜P_额定，关闭。

当T₃＜40℃或P_g＜P_额定时，不管T₁、T₂的温度是否符合开启条件，第一阀门和第二阀门都需要关闭；第一阀门和第二阀门不会同时开启；第一阀门的执行命令先于第二阀门，也就是说：只有当第一阀门关闭时、第二阀门才可能开启，当第一阀门开启时、第二阀门必须关闭，当第一阀门和第二阀门都符合开启条件时，开启第一阀门、关闭第二阀门；当T₁＜60℃并且T₃≥40℃并且P_g≥P_额定时，第一阀门开启，第二阀门关闭；当T₁＞70℃时，第一阀门关闭，同时当T₂≤70℃并且T₃≥40℃并且P_g≥P_额定时，第二阀门开启；当T₂＞70℃时，第二阀门关闭。

在线监测系统还包括进油三通接头15和开孔螺帽16；

进油三通接头15包括第一接头17、第二接头18和第三接头19，第三接头19和开孔螺帽16的第一端连接，开孔螺帽16的第二端和电磁泵4的进油端连接，第一取样管1的出油端和第一接头17连接，第二取样管12伸入第二接头18，第二取样管12的出油端和开孔螺帽16的螺纹20连接；

第一取样管1上设置有第一温度计2和第一阀门3，第一阀门3比第一温度计2离第一接头17更近，第二取样管12上设置有第二温度计13和第二阀门14，第二阀门14比第二温度计13离第二接头18更近。

该在线监测系统是针对工程机械车辆液压系统液压介质的实时监测系统，涉及取样位置的选择及取样阀的安装，通过流量控制的方法来调节油品传感器的采集稳定性，通过温度信号控制保护系统，保护油品传感器，通过压力监测设定防堵保护。

该在线监测系统包括第一温度计、第二温度计和第三温度计，确保油品传感器不会因为油液温度过高而导致损坏。

缓冲油池的作用为：1、对温度高的液压油进行降温；2、降低液压油流动速度。

该在线监测系统包括压力传感器，当工作中压力传感器的显示小于P_额定时，表明系统可能发生堵塞，关闭第一阀门和第二阀门，避免系统堵塞。P_额定为根据实验中在线监测系统堵塞或泄漏时的压力设定值。

第一阀门和第二阀门可以是手动阀门、液压换向阀或电磁换向阀。当第一阀门和第二阀门是手动阀门时，当第一阀门符合关闭的条件时手动关闭第一阀门，当第一阀门符合开启的条件时手动开启第一阀门，当第二阀门符合关闭的条件时手动关闭第二阀门，当第二阀门符合开启的条件时手动开启第二阀门；例如在线监测系统还包括第一阀门开关和第二阀门开关，第一阀门开关控制第一阀门的关闭和开启，第二阀门开关控制第二阀门的关闭和开启。当第一阀门和第二阀门是液压换向阀或电磁换向阀时，液压换向阀优选是二位二通液压换向阀，电磁换向阀优选是二位二通电磁换向阀，在线监测系统还可以包括控制装置，控制装置能够分别控制液压换向阀或电磁换向阀的关闭和开启，当第一阀门符合关闭的条件时控制装置关闭第一阀门，当第一阀门符合开启的条件时控制装置开启第一阀门，当第二阀门符合关闭的条件时控制装置关闭第二阀门，当第二阀门符合开启的条件时控制装置开启第二阀门。

温度计、手动阀门、液压换向阀、电磁换向阀和控制装置都是现有技术，本文不再展开描述。

第二取样管12的进油端位于工程车油箱11的高度方向的中部，工程车油箱的高度方向的中部为流体稳流处，这样采集的数据受液压油的流动及温度影响小。

第二取样管12的进油端高于工程车油箱11的底面10厘米。

第一温度计、第二温度计和第三温度计都可以是温度采集传感器。

在线监测系统还包括过滤网21；

过滤网21设置在开孔螺帽16的第二端和电磁泵4的进油端之间，防止大颗粒对油品传感器的堵塞。

过滤网21的过滤孔的直径为100微米。

第一油品传感器7设置在缓冲油池5的高度方向的中部，缓冲油池的高度方向的中部为流体稳流处，这样采集的数据受液压油的流动及温度影响小。

缓冲油池的进油端设置在缓冲油池的高度方向的底部，缓冲油池的出油端设置在缓冲油池的高度方向的顶部。

在线监测系统还包括分流阀22、第二油品传感器23和第三油品传感器24；

缓冲油池5的出油端和分流阀22的进油端连接，分流阀22的第一出油端和压力传感器8之间设置有第二油品传感器23，分流阀22的第二出油端和压力传感器8之间设置有第三油品传感器24。从缓冲油池5流出的液压油经分流阀22，分别流向第二油品传感器23和第三油品传感器24。

第二油品传感器可以为串联在回路中，第三油品传感器可以为螺旋于管路上。

该在线监测系统运用双联回路调节流量，确保第二油品传感器和第三油品传感器采集数据波动性小。电磁泵的流量选择需为并联回路上的第二油品传感器最佳工作流量和第三油品传感器最佳工作流量之和。

在线监测系统还包括流量计25；

流量计25设置在分流阀22的第一出油端和第二油品传感器23之间，流量计25显示流经第二油品传感器23的流量。

在线监测系统还包括截止阀26；

截止阀26设置在分流阀22的第二出油端和第三油品传感器24之间，通过截止阀26调节第二油品传感器23和第三油品传感器24的流量。

在线监测系统还包括单向阀27；

单向阀27设置在压力传感器8和回油装置9的进油端之间，回油路的接入通过单向阀保护，防止油箱液压油倒吸。

在线监测系统还包括连接管28；

单向阀27的出油口和连接管28的进油端连接，连接管28的出油端和回油装置9的进油端连接。连接管可以是软管。

回油装置9为回油三通接头，回油三通接头包括第一接头29、第二接头30和第三接头31，第一接头29和连接管28的出油端连接，第二接头30和工程车油箱11连通。

电磁泵、压力传感器、分流阀、油品传感器、流量计、截止阀和单向阀都是现有技术，本文不再展开描述。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接（例如使用螺栓或螺钉连接），也可以理解为：不可拆卸的固定连接（例如铆接、焊接），当然，互相固定连接也可以为一体式结构（例如使用铸造工艺一体成形制造出来）所取代（明显无法采用一体成形工艺除外）。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种工程机械液压油的在线监测系统，其特征在于，所述在线监测系统包括第一取样管、第一温度计、第一阀门、电磁泵、缓冲油池、第三温度计、第一油品传感器、压力传感器和回油装置；

第一取样管的进油端和工程车回油管连接、出油端和电磁泵的进油端连接，第一取样管上设置有第一温度计和第一阀门，第一阀门比第一温度计离电磁泵更近，电磁泵的出油端和缓冲油池的进油端连接，缓冲油池上设置有第一油品传感器和第三温度计，缓冲油池的出油端和回油装置的进油端连接，缓冲油池的出油端和回油装置的进油端之间设置有压力传感器，回油装置的出油端和工程车油箱连通。

2.根据权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，所述在线监测系统还包括第二取样管、第二温度计和第二阀门；

第二取样管的进油端位于工程车油箱的内部、出油端和电磁泵的进油端连接，第二取样管上设置有第二温度计和第二阀门，第二阀门比第二温度计离电磁泵更近。

3.根据权利要求2所述的在线监测系统，其特征在于，所述在线监测系统还包括进油三通接头和开孔螺帽；

进油三通接头包括第一接头、第二接头和第三接头，第三接头和开孔螺帽的第一端连接，开孔螺帽的第二端和电磁泵的进油端连接，第一取样管的出油端和第一接头连接，第二取样管伸入第二接头，第二取样管的出油端和开孔螺帽的螺纹连接；

第一阀门比第一温度计离第一接头更近，第二阀门比第二温度计离第二接头更近。

4.根据权利要求3所述的在线监测系统，其特征在于，所述在线监测系统还包括过滤网；

过滤网设置在开孔螺帽的第二端和电磁泵的进油端之间。

5.根据权利要求4所述的在线监测系统，其特征在于，所述在线监测系统还包括分流阀、第二油品传感器和第三油品传感器；

缓冲油池的出油端和分流阀的进油端连接，分流阀的第一出油端和压力传感器之间设置有第二油品传感器，分流阀的第二出油端和压力传感器之间设置有第三油品传感器。

6.根据权利要求5所述的在线监测系统，其特征在于，所述在线监测系统还包括流量计；

流量计设置在分流阀的第一出油端和第二油品传感器之间。

7.根据权利要求6所述的在线监测系统，其特征在于，所述在线监测系统还包括截止阀；

截止阀设置在分流阀的第二出油端和第三油品传感器之间。

8.根据权利要求7所述的在线监测系统，其特征在于，所述在线监测系统还包括单向阀；

单向阀设置在压力传感器和回油装置的进油端之间。

9.根据权利要求8所述的在线监测系统，其特征在于，所述在线监测系统还包括连接管；

单向阀的出油口和连接管的进油端连接，连接管的出油端和回油装置的进油端连接。

10.根据权利要求9所述的在线监测系统，其特征在于，回油装置为回油三通接头，回油三通接头包括第一接头、第二接头和第三接头，第一接头和连接管的出油端连接，第二接头和工程车油箱连通。