CN105004854A - 一种润滑油含气量测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种润滑油含气量测量装置及测量方法,测量方法包括初始测量，计算真空室中剩余空气质量，加入油样搅拌脱气，计算油中含气量等步骤；该方法通过读取绝对压力，避免了差压所需要的复杂管道，从而减小漏气，提高准确定；在测量过程中若用体积表示，需要对油中析出气体进行温度的修正，油样也需要进行修正。本发明提供的测量装置结构简单，成本低，实用性高。本发明的质量含气量的计算方法不需考虑温度环境变化对析出气体的影响，从而提高了油中含气量测量的准确性。

Description

一种润滑油含气量测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及一种润滑油含气量测量装置及测量方法，属于电力技术领域。

背景技术

润滑油是一种液态的工业润滑剂，广泛应用于在蒸汽轮机、大型空气压缩机、水泵等重载旋转机械中，是滑动轴承、齿轮及控制系统等设备中的工作介质，主要作用为减小动静部件之间的摩擦、承担转子自重及高速旋转和涡动产生的静、动载荷及传递控制系统中的压力信号等。

在现场使用中，润滑油在储油箱、油泵、输油管道、用油设备，回油管道等组成的油系统中循环流动，流动情况较为复杂，形成的局部漩涡、湍流等流动结构对管道系统中存在的空气有强烈的卷吸、混合作用，并且其粘度减缓了气泡、气核的析出过程，油中包含有一定量的空气，形成了复杂的气液两相流形态。油中的空气在日常使用条件下为不凝结气体，不仅直接影响油品的粘度及密度，而且在压力降低时会直接析出形成空气泡，以及降低汽轮机油的饱和蒸汽压，更易于发生汽化，形成蒸汽泡，并会与空气泡相互耦合。因此，与油品生产及机械设备设计时依据的纯液体油品相比，运行中的润滑油由于包含有空气使性能发生了一定的改变，可能会致使机械设备的性能偏离设计工况。尤其对于滑动轴承、齿轮等承载部件，其中承压区域的压力场分布及动、静承载力受其影响更为敏感，严重时威胁设备的安全稳定运行。因此，测量与监测现场使用条件的润滑油中含气量对优化设备的设计、运行及维护具有重要的意义。

润滑油含气量一般用一定体积（或质量）的油样中含有气体的体积（或质量）来表示，测量技术的关键是使被测油样中含有的空气从中析出（该过程称为脱气）并测量其体积（或质量）。目前脱气方法主要采用真空法，将空气等效为一种理想气体，根据理想气体状态方程可求得析出气体的质量。传统的真空脱气法存在以下问题：

1）用差压法进行测量，由于释放气体产生的差压较小，故会增大测量困难，而且差压计的应用系统复杂，管道阀门多，会增加漏气量，从而影响计算的准确性。

2）用体积含气量表示，油中气体析出后由于温度和压力会发生变化，需要折算成标准环境下的体积，油样的体积也会随温度变化，也要进行修正，而且在测量过程中，温度在变化，很难进行修正。这样会影响体积含气量计算的准确性。

发明内容

发明目的：本发明提出一种润滑油含气量测量装置及测量方法，

技术方案：本发明采用的技术方案为：

    一种润滑油含气量测量装置，包括带刻度的真空测量室、与真空测量室进油口连接的进油容器，设置于真空测量室底的磁力搅拌器、与真空测量室上端出气孔连接的真空控制器以及连接真空控制器的真空泵。

作为优化，所述真空测量室上设有温度传感器，真空测量室与进油容器连接处设有质量流量计和流量控制阀门，真空测量室与真空控制器连接处设有压力传感器。

作为优化，所述真空测量室底部还设有排油孔和排油孔阀门。

一种润滑油含气量测量方法，包括以下步骤：

1）初始测量：测真空测量室体积V ₁ ，测量带刻度真空测量室的底面内直径d ₁ ，将真空控制器抽至初始压力P ₁ ，测量真空测量室初始温度T ₁ ；

2）计算真空测量室中剩余空气的质量：设真空测量室中剩余空气质量为m ₁ ，剩余空气体积为V _r1 ，气体常数为R _g ，则根据理想气体状态方程，真空测量室中的剩余空气的基本状态参数满足下式：

；                            

从而得到真空测量室内剩余空气质量m ₁ ：

；                              

    3）向真空测量室中加入油样，搅拌脱气，计算油中析出气体的质量：加入质量为m的油样，采用磁力搅拌器搅拌进入真空测量室的油样，足够长时间后当油中含有的气体全部放出后，读出此时真空控制器内压力P ₂，温度T ₂ ，读出油样在真空测量室上的刻度h ₁ ，则此时真空控制器内气体的体积为：

；                        

根据理想状态方程：

；                           

；                            

 所以油中析出气体m ₀ 质量为：

；                           

    4）计算油中含气量：油样中的质量含气量表示油样中含气量：

。

    作为优化，所述步骤2）中剩余空气体积V _r1 为真空测量室总体积V ₁ 。

作为优化，所述步骤1）中真空测量室总体积V ₁ 用排水法和量筒测得。

有益效果：与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）用绝对压力进行计算，操作简单，系统简单，避免了差压法中复杂的阀门的管道，从而提高了测量的准确性。

（2）用质量含气量表示，不需要对油中析出气体进行温度修正，也不需要对油进行温度修正，方法简单快捷，误差较小，也可以根据实际情况，由空气和润滑油的密度进行体积含气量的转换。

（3）采用的测量装置结构简单，易于制成，成本低，测量精度高。

附图说明

图1是本发明测量计算方法的流程图；

图2是本发明测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

如图2所示，一种润滑油含气量测量装置，包括带刻度的真空测量室5，与真空测量5室进油口连接的进油容器4，进油容器4储存有待检测的润滑油，这些润滑油通过真空测量室5与进油容器4的连接管道进入真空测量室5，通过管道上的流量控制阀门3控制进油量，通过质量流量计2能够读出进油量的读数，设置于真空测量室5底部的磁力搅拌器6、与真空测量室5上端出气孔连接的真空控制器8以及连接真空控制器8的真空泵9。为了测量真空测量室5内的温度，所述真空测量室5上设有温度传感器1，真空测量室5与真空控制器8连接处设有压力传感器7。所述真空测量室5底部还设有排油孔10和排油孔阀门11。

实施例2

如图1所示，一种润滑油含气量测量方法，包括以下步骤：

1）初始测量：测真空测量室5体积V ₁ ，测量带刻度真空测量室5的底面内直径d ₁ ，将真空控制器8抽至初始压力P ₁ ，测量真空测量室5初始温度T ₁ ；

2）计算真空测量室中剩余空气的质量：设真空测量室5中剩余空气质量为m ₁ ，剩余空气体积为V _r1 ，气体常数为R _g ，则根据理想气体状态方程，真空测量室5中的剩余空气的基本状态参数满足下式：

；                            

从而得到真空测量室5内剩余空气质量m ₁ ：

；                              

    3）向真空测量室中加入油样，搅拌脱气，计算油中析出气体的质量：加入质量为m的油样，采用磁力搅拌器6搅拌进入真空测量室5的油样，足够长时间后当油中含有的气体全部放出后，读出此时真空控制器8内压力P ₂，温度T ₂ ，读出油样在真空测量室5上的刻度h ₁ ，则此时真空控制器8内气体的体积为：

；                        

根据理想状态方程：

；                           

；                            

 所以油中析出气体m ₀ 质量为：

；                           

    4）计算油中含气量：油样中的质量含气量表示油样中含气量：

。

    所述步骤2）中剩余空气体积V _r1 为真空测量室总体积V ₁ 。

所述步骤1）中真空测量室5总体积V ₁ 用排水法和量筒测得。

Claims (6)

1.一种润滑油含气量测量装置，其特征在于：包括带刻度的真空测量室（5）、与真空测量室（5）进油口连接的进油容器（4），设置于真空测量室（5）底部的  磁力搅拌器（6）、与真空测量室（5）上端出气孔连接的真空控制器（8）以及连接真空控制器（8）的真空泵（9）。

2.根据权利要求1所述的润滑油含气量测量装置，其特征在于：所述真空测量室（5）上设有温度传感器（1），真空测量室（5）与进油容器（4）连接处设有质量流量计（2）和流量控制阀门（3），真空测量室（5）与真空控制器（8）连接处设有压力传感器（7）。

3.根据权利要求1所述的润滑油含气量测量装置，其特征在于：所述真空测量室（5）底部还设有排油孔（10）和排油孔阀门（11）。

4.一种采用如权利要求1所述的测量装置测量润滑油含气量测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）初始测量：测真空测量室（5）体积V ₁ ，测量带刻度真空测量室（5）的底面内直径d ₁ ，将真空控制器（8）抽至初始压力P ₁ ，测量真空测量室（5）初始温度T ₁ ；

2）计算真空测量室（5）中剩余空气的质量：设真空测量室（5）中剩余空气质量为m ₁ ，剩余空气体积为V _r1 ，气体常数为R _g ，则根据理想气体状态方程，真空测量室（5）中的剩余空气的基本状态参数满足下式：

；                            

从而得到真空测量室内剩余空气质量m ₁ ：

；                              

    3）向真空测量室（5）中加入油样，搅拌脱气，计算油中析出气体的质量：加入质量为m的油样，采用磁力搅拌器（6）搅拌进入真空测量室（5）的油样，足够长时间后当油中含有的气体全部放出后，读出此时真空控制器（8）内压力P ₂，温度T ₂ ，读出油样在真空测量室（5）上的刻度h ₁ ，则此时真空测量室（5）内气体的体积为：

；                        

根据理想状态方程：

；                           

；                            

 所以油中析出气体m ₀ 质量为：

；                           

    4）计算油中含气量：油样中的质量含气量表示油样中含气量：

。

5.根据权利要求4所述的润滑油含气量测量方法，其特征在于：所述步骤2）中剩余空气体积V _r1 为真空测量室（5）总体积V ₁ 。

6.根据权利要求4所述的润滑油含气量测量方法，其特征在于：所述步骤1）中真空测量室（5）总体积V ₁ 用排水法和量筒测得。