CN105300827A - 液体油的酸值的在线检测装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明实施例的液体油的酸值的在线检测装置，所述装置包括用于对待检测油的酸值进行检测的检测单元、用于接收并处理所述检测单元输出的检测信号的处理器单元；检测单元包括：壳体；石英晶体传感器设在壳体内；铁磁性镀膜形成在石英晶体传感器的至少一侧的电极的表面；永磁体设在壳体内，用于吸引铁磁性镀膜以束缚石英晶体传感器的石英晶片的振动；主控板设在壳体内且与处理器单元相连，主控板用于检测石英晶体传感器的石英晶片的振动信号，处理器单元根据振动信号与液体油的酸值之间的对应关系得到所述待检测油的酸值。通过本发明提供的检测装置，能够实现对变压器绝缘油、液压油、食用油(地沟油)、及润滑油的酸值的在线实时检测。

Description

液体油的酸值的在线检测装置

技术领域

本发明涉及传感器检测领域，具体涉及一种液体油的酸值的在线检测装置。

背景技术

变压器油中的酸性物质包括有机酸、无机酸、酯类、酚类化合物、内酯、树脂和重金属盐类、铵盐、其他弱碱的盐类、多元酸的酸式盐，以及某些抗氧和清静添加剂。

变压器油的酸值是表明油品中含有酸性物质的总量。对于未使用过的新变压器油几乎不含酸性物质，其酸值相当小。但油品在长期储存下，尤其是充入电器设备投入运行后，难免会与空气中的氧接触，油品易被老化。氧化初期时，主要生产低分子的有机酸，进一步氧化产生高分子有机酸以及酸性产物。在绝缘油中存在上述各类酸性物质后，则会提高油品的导电性、降低油的绝缘性能，还可能产生对元器件中的金属的腐蚀。在运行温度较高(80℃以上)的情况下，会促使固体纤维绝缘材料发生老化，从而缩短设备的使用寿命。

相关技术中，常采用酸碱中和原理来测定变压器油中的酸值。中和1g变压器油中的酸性物质所需的KOH的质量称为酸值。该方法是采用异丙醇抽出样品油中的酸性物质，在用KOH乙醇溶液进行中和滴定，根据指示剂的颜色变化来指示终点，再根据消耗的碱量来计算酸值。该方法虽然能够可以提供有效的实验室检测手段,但是检测手段繁杂,且人为因素参杂其中导致测量误差大，因此使得变压器、发电机设备的运行安全得不到保障。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种液体油的酸值的在线检测装置，以实现对变压器油及发电机油的酸值的在线实时检测，从而对更换变压器油及发电机油的时机提出科学有效的建议。

根据本发明实施例的液体油的酸值的在线检测装置，所述装置包括用于对待检测油的酸值进行检测的检测单元、用于接收并处理所述检测单元输出的检测信号的处理器单元；所述检测单元包括：壳体，所述壳体与所述设备油箱连通；石英晶体传感器，所述石英晶体传感器设在所述壳体内；铁磁性镀膜，所述铁磁性镀膜形成在所述石英晶体传感器的至少一侧的电极的表面；永磁体，所述永磁体设在所述壳体内，用于吸引所述铁磁性镀膜以束缚所述石英晶体传感器的石英晶片的振动；主控板，所述主控板设在所述壳体内且与所述处理器单元相连，所述主控板用于检测所述石英晶体传感器的石英晶片的振动信号，所述处理器单元根据所述振动信号与液体油的酸值之间的对应关系得到所述待检测油的酸值。

根据本发明的一个示例，所述铁磁性镀膜的材料中含有铁、钴、镍中的一种或者它们中的任一组合。

根据本发明的一个示例，所述铁磁性镀膜的材料中含有铁。

根据本发明的一个示例，所述检测单元还包括检测油箱，所述检测油箱用于容纳所述待检测油，所述壳体设在所述检测油箱内。

根据本发明的一个示例，所述检测油箱设有导油管。

根据本发明的一个示例，所述检测单元还包括加热电路，所述加热电路用于对所述铁磁性镀膜进行加热。

根据本发明的一个示例，所述加热电路的加热温度为30℃～150℃。

根据本发明的一个示例，所述主控板为模拟电路主控板或数字电路主控板。

根据本发明的一个示例，所述处理器单元为CPU、FPGA、DSP、ARM或ASIC。

采用上述本发明技术方案的有益效果是：永磁体吸引铁磁性镀膜以束缚石英晶体传感器的石英晶片的振动。通过待检测油中的酸性物质与铁磁性镀膜中的铁、钴、镍的置换反应，导致铁磁性镀膜的质量下降，造成永磁体与铁磁性镀膜相互间的吸引力下降，最终导致石英晶体传感器趋向于其初始振动状态。根据石英晶体传感器的石英晶片的振动与酸值之间的对应关系最终得到待检测油的酸值。通过本发明提供的检测装置，能够实现对变压器油及发电机油的酸值的在线实时检测，从而对更换变压器油及发电机油的时机提出科学有效的建议，降低了因变压器油及发电机/发动机油中酸值过高而导致的高压设备故障或者是因发电机/发动机的故障而导致的寿命减少。

附图说明

图1是本发明实施例中检测装置的逻辑结构图。

图2是本发明实施例中检测单元的内部结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的束缚。

下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的液体油的酸值的在线检测装置。

本发明实施例提供了一种液体油的酸值的在线检测装置，如图1所示，所述装置包括用于对待检测油的酸值进行检测的检测单元100、用于接收并处理检测单元100输出的检测信号的处理器单元200。

检测单元100包括：壳体101，石英晶体传感器102，铁磁性镀膜103，永磁体104，主控板105。

具体地说，壳体101与所述设备油箱连通。

石英晶体传感器102设在壳体101内。石英晶体传感器102包括石英晶片1021和分别设在石英晶片1021两侧的电极1022。电极1022可以是铬、金双金属层电极。

铁磁性镀膜103形成在石英晶体传感器102的至少一侧的电极1022的表面。

永磁体104设在壳体101内，用于吸引铁磁性镀膜103以束缚石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动。

主控板105设在壳体101内且与处理器单元200相连。主控板105用于检测石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动信号(例如，石英晶片1021的振动频率、振幅或振动相位中的至少一个的变化)，处理器单元200根据所述振动信号与液体油的酸值之间的对应关系得到待检测油的酸值。主控板105可以是模拟电路主控板或数字电路主控板。

其中，液体油为设备液体油，包括变压器绝缘油、发电机润滑油、发动机润滑油、变速器油或液压油；液体油还可以是食用油，例如用于对地沟油的检测。

根据本发明的一个示例，铁磁性镀膜103的材料中含有铁、钴、镍中的一种或者它们中的任一组合。有利地，铁磁性镀膜103的材料中含有铁。

在本发明中，一方面，铁磁性镀膜103与永磁体104互相吸引，以束缚石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动；另一方面，铁磁性镀膜103中诸如铁、钴、镍的铁磁元素与待检测油中的酸性物质(H⁺)进行置换反应。随着置换反应的进行，铁磁性镀膜103中的铁磁元素逐渐被消耗，铁磁性镀膜103与永磁体104之间的吸引力逐渐变小，对于石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动的束缚也逐渐减小。

举例来说，在进行检测前，铁磁性镀膜103与永磁体104互相吸引，对于石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动具有最大束缚。随着置换反应的进行，铁磁性镀膜103与永磁体104之间的吸引力逐渐变小，对于石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动的束缚逐渐减小，石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动逐渐趋向于其初始振动状态。

本领域技术人员应当知道，置换反应的进行程度取决于置换物的质量以及酸性物质的量。即，某一酸值对应一定量的诸如铁的置换物。那么，待检测油的酸值可以与被置换掉的诸如铁的置换物的质量之间具有对应关系。而铁磁性镀膜103中的诸如铁的置换物的质量变化则可以体现在石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动变化上。

综上所述，通过检测石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动变化，即可获知待检测油的当前酸值。

根据本发明的一个示例，检测单元100还包括检测油箱106。检测油箱106用于容纳所述待检测油，壳体101设在检测油箱106内。有利地，检测油箱106设有导油管107，通过导油管107与诸如变压器油箱或发电机油箱等的所述设备油箱相连。

根据本发明的一个示例，检测单元100还包括加热电路(未示出)。所述加热电路用于对铁磁性镀膜103进行加热。所述加热电路的加热温度为30℃～150℃，铁磁性镀膜103被加热的温度可以是40℃±2℃、50℃±2℃、60℃±2℃、70℃±2℃、80℃±2℃、90℃±2℃、100℃±2℃、110℃±2℃、120℃±2℃、130℃±2℃等。

在本发明的上述实施例中，当待检测油中的酸性物质与铁磁性镀膜103进行置换反应的时候，由此而引起的石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动状态的变化率，与铁磁性镀膜103中的铁磁元素的质量和待检测油的酸值有关。通过检测石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动状态的变化率，就能得到酸值。因此根据本发明实施例的检测装置既能定性测得酸性物质的存在，也能定量测出酸值。

在使用本发明的检测装置时，首先将引起石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动变化的因素固定(例如，石英晶体传感器102固有振动状况、铁磁性镀膜103中的铁磁元素的质量、永磁体104的吸力等)，从而得到一个初始变化率，例如设定为1。

随着液体油中不断产生酸性物质，这些酸性物质不断与铁磁性镀膜103中的铁磁元素进行置换反应，导致永磁体104与铁磁性镀膜103对石英晶体传感器102的石英晶片1021的束缚越来越小，使石英晶体传感器102的石英晶片1021不断趋向于其固有振动状态。当铁磁性镀膜103中的铁磁元素完全与液体油中的酸性物质进行了置换反应，则石英晶体传感器102恢复固有振动状况，从而得到一个最终变化率，例如设定为0。

在上述过程中，持续检测石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动变化率。当石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动变化率下降到，例如0.3时，则系统开始发出警报；当石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动变化率下降到，例如0.05时，则应该对油进行更换、过滤、提纯或者去酸处理。也有可能，此时诸如变压器等电器元件已经损坏，则应当考虑更好变压器。

上述振动变化率包括：石英晶体传感器102的石英晶片1021的振动频率、振幅或振动相位中的至少一个的变化率。

在本发明的一些实施例中，处理器单元200可以为CPU、FPGA、DSP、ARM或ASIC，或者其他具有相同功能的微处理器芯片实现，可根据实际应用的具体情况进行选择设计，此处不作赘述。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种液体油的酸值的在线检测装置，其特征在于，所述装置包括用于对待检测油的酸值进行检测的检测单元、用于接收并处理所述检测单元输出的检测信号的处理器单元；

所述检测单元包括：

壳体；

石英晶体传感器，所述石英晶体传感器设在所述壳体内；

铁磁性镀膜，所述铁磁性镀膜形成在所述石英晶体传感器的至少一侧的电极的表面；

永磁体，所述永磁体设在所述壳体内，用于吸引所述铁磁性镀膜以束缚所述石英晶体传感器的石英晶片的振动；

主控板，所述主控板设在所述壳体内且与所述处理器单元相连，所述主控板用于检测所述石英晶体传感器的石英晶片的振动信号，所述处理器单元根据所述振动信号与液体油的酸值之间的对应关系得到所述待检测油的酸值。

2.根据权利要求1所述的液体油的酸值的在线检测装置，其特征在于，所述铁磁性镀膜的材料中含有铁、钴、镍中的一种或者它们中的任一组合。

3.根据权利要求2所述的液体油的酸值的在线检测装置，其特征在于，所述铁磁性镀膜的材料中含有铁。

4.根据权利要求1所述的液体油的酸值的在线检测装置，其特征在于，所述主控板通过信号输出端口与所述处理器单元相连。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的液体油的酸值的在线检测装置，其特征在于，所述检测单元还包括检测油箱，所述检测油箱用于容纳所述待检测油，所述壳体设在所述检测油箱内。

6.根据权利要求5所述的液体油的酸值的在线检测装置，其特征在于，所述检测油箱设有导油管。

7.根据权利要求5所述的液体油的酸值的在线检测装置，其特征在于，所述检测单元还包括加热电路，所述加热电路用于对所述铁磁性镀膜进行加热。

8.根据权利要求7所述的液体油的酸值的在线检测装置，其特征在于，所述加热电路的加热温度为30℃～150℃。

9.根据权利要求1所述的液体油的酸值的在线检测装置，其特征在于，所述主控板为模拟电路主控板或数字电路主控板。

10.根据权利要求1所述的液体油的酸值的在线检测装置，其特征在于，所述处理器单元为CPU、FPGA、DSP、ARM或ASIC。