CN105386939A - 风力涡轮机润滑油监测系统及相关方法 - Google Patents

风力涡轮机润滑油监测系统及相关方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种润滑油监测系统及相关方法。所述监测系统具有：至少一个计算装置，所述至少一个计算装置被配置成通过执行包括以下各项的操作来监测来自风力涡轮机的润滑油：确定来自所述风力涡轮机的所述润滑油的初始理想剩余寿命；基于所述润滑油的温度测量值确定所述润滑油的基于温度的剩余寿命；基于所述润滑油的污染样品计算所述润滑油的污染系数；基于所述污染系数、所述初始理想剩余寿命和所述基于温度的剩余寿命来确定所述润滑油的更新的理想剩余寿命；以及基于所述更新的理想剩余寿命和寿命损耗系数来确定所述润滑油的实际剩余寿命。

Description

风力涡轮机润滑油监测系统及相关方法
相关申请案的交叉引用
本申请案涉及共同待决的第13/872,488号美国专利申请以及共同待决的第13/872,495号美国专利申请。
(代理人案号：276014-1；GEEN-0574)美国专利申请号14/467526；(代理人案号：275996-1；GEEN-0576)，美国专利申请14/467538；(代理人案号：275995-1；GEEN-0577)，美国专利申请号14/467549；(代理人案号：275993-1；GEEN-0578)和美国专利申请号14/467555；(代理人案号：275992-1；GEEN-0579)和美国专利申请号14/467566；这些专利申请均于2014年8月25日与本专利申请一起提交)。
技术领域
本说明书中所公开的主题涉及润滑系统。具体来说，本说明书中公开的主题涉及用于风力涡轮机中的润滑油系统。
背景技术
风力涡轮机(或者简单地，风轮机)使用润滑油来减小风力涡轮机部件之间的摩擦系数。虽然许多风力涡轮机是由制造实体和/或销售实体运送和安装的，但是这些涡轮机通常由购买该机器的客户来管理(在涡轮机的整个寿命中)。为确保风力涡轮机中的润滑油量足以提供润滑效果，客户会按照惯例抽取油样并将所述样品送到实验室测试。然而，一些客户的取样方式不适当，因而可能危及到测试的准确度。其他客户的取样频率不足，因此无法适当地监测油况。
在其他情况下，基于风力涡轮机的性能参数使用与预期油寿命相关的经验数据估计润滑油质量。在这些情况下，风力涡轮机的监测系统可监测涡轮机部件的性能，例如，速度、加速度、减速度等，并且基于涡轮机的性能来评估润滑油质量退化的时间。然而，这些经验系统并不测试润滑油来确定所述润滑油的质量。
由于以上关于监测风力涡轮机中的润滑油质量的技术缺陷，难以准确地评定风力涡轮机中润滑油的质量。
发明内容
本发明的各个实施例包括一种监测系统，所述系统包括：至少一个计算装置，所述至少一个计算装置被配置成通过执行包括以下各项的操作来监测来自涡轮机的润滑油：确定来自所述风力涡轮机的所述润滑油的初始理想剩余寿命(initialidealremaininglife)；基于所述润滑油的温度测量值确定所述润滑油的基于温度的剩余寿命(temperature-basedremaininglife)；基于所述润滑油的污染样品计算所述润滑油的污染系数(contaminationfactor)；基于所述污染系数、所述初始理想剩余寿命和所述基于温度的剩余寿命来确定所述润滑油的更新的理想剩余寿命(updatedidealliferemaining)；以及基于所述更新的理想剩余寿命和寿命损耗系数(lifelossfactor)来确定所述润滑油的实际剩余寿命。
其中，所述至少一个计算装置进一步被配置成根据下式确定所述寿命损耗系数：寿命损耗系数＝[初始理想剩余寿命：基于温度的剩余寿命]×污染系数。
其中，所述至少一个计算装置进一步被配置成基于所述润滑油的采样频率(samplefrequency)确定所述润滑油的采样时间间隔。
其中，确定所述实际剩余寿命包括根据下式确定实际寿命损耗：实际寿命损耗＝寿命损耗系数×所述润滑油的采样频率。
其中，确定所述润滑油的所述更新的理想剩余寿命包括根据下式计算所述更新的理想剩余寿命：更新的理想剩余寿命＝初始理想剩余寿命-实际寿命损耗。
其中，确定所述润滑油的所述实际剩余寿命包括根据下式计算所述实际剩余寿命：实际剩余寿命＝更新的理想剩余寿命/寿命损耗系数。
所述的系统进一步包括与所述至少一个计算装置相连的油传感器系统，所述油传感器系统用于对所述润滑油进行采样，其中所述润滑油的所述基于温度的剩余寿命基于所述润滑油的阿伦尼乌斯反应速率(ArrheniusReactionRate；简称ARR)进行计算。
其中，所述污染系数基于所述润滑油的以下性质中的至少一个性质的测量值进行计算：铁颗粒数、含水量、介电常数和/或国际标准化组织(InternationalOrganizationforStandardization；简称ISO)等级颗粒计数(levelparticlecount)。
其中，所述污染系数基于国际标准化组织(ISO)等级颗粒计数的平均值进行计算，而所述国家标准化组织(ISO)等级颗粒计数的平均值通过平均所述润滑油的多个ISO等级颗粒计数进行计算。
本发明的第一方面包括一种系统，所述系统具有：至少一个计算装置，所述至少一个计算装置被配置成通过执行包括以下各项的操作来监测来自风力涡轮机的润滑油：确定来自所述风力涡轮机的所述润滑油的初始理想剩余寿命；基于所述润滑油的温度测量值确定所述润滑油的基于温度的剩余寿命；基于所述润滑油的污染样品计算所述润滑油的污染系数；基于所述污染系数、所述初始理想剩余寿命和所述基于温度的剩余寿命来确定所述润滑油的更新的理想剩余寿命；以及基于所述更新的理想剩余寿命和寿命损耗系数来确定所述润滑油的实际剩余寿命。
本发明的第二方面包括一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序代码，所述程序代码在通过一个计算装置执行时，可促使所述至少一个计算装置通过执行包括以下项的操作监测来自风力涡轮机的润滑油：确定来自所述风力涡轮机的所述润滑油的初始理想剩余寿命；基于所述润滑油的温度测量值确定来自所述风力涡轮机的所述润滑油的基于温度的剩余寿命；基于所述润滑油的污染样品计算所述润滑油的污染系数；基于所述污染系数、所述初始理想剩余寿命和所述基于温度的剩余寿命来确定所述润滑油的更新的理想剩余寿命；以及基于所述更新的理想剩余寿命和寿命损耗系数来确定所述润滑油的实际剩余寿命。
其中，所述程序代码促使所述至少一个计算装置根据下式确定所述寿命损耗系数：寿命损耗系数＝[初始理想剩余寿命：基于温度的剩余寿命]×污染系数。
其中，所述程序代码促使所述至少一个计算装置进一步获取所述润滑油的采样频率。
其中，确定所述实际剩余寿命包括根据下式确定实际寿命损耗：实际寿命损耗＝寿命损耗系数×所述润滑油的采样频率。
其中，确定所述润滑油的所述更新的理想剩余寿命包括根据下式计算所述更新的理想剩余寿命：更新的理想剩余寿命＝初始理想剩余寿命-实际寿命损耗。
其中，确定所述润滑油的所述实际剩余寿命包括根据下式计算所述实际剩余寿命：实际剩余寿命＝更新的理想剩余寿命/寿命损耗系数。
其中，所述污染系数基于国际标准化组织(ISO)等级颗粒计数的平均值进行计算，而所述国家标准化组织(ISO)等级颗粒计数的平均值通过计算所述润滑油的多个ISO等级颗粒计数的平均值进行计算。
本发明的第三方面包括一种系统，所述系统包括：至少一个计算装置，所述至少一个计算装置被配置成通过执行包括以下各项的操作来分析来自(风力)涡轮机的润滑油：预测来自所述涡轮机的所述润滑油的初始理想剩余寿命；基于所述润滑油的测量温度来确定来自所述涡轮机的所述润滑油的基于温度的剩余寿命；基于所述润滑油的测量污染水平来确定所述润滑油的污染系数；基于所述初始理想剩余寿命、所述基于温度的剩余寿命和所述污染系数来确定所述润滑油的寿命损耗系数；基于所述润滑油的所述寿命损耗系数和采样频率来确定所述润滑油的寿命损耗量；基于所述寿命损耗量和所述初始理想剩余寿命来计算所述润滑油的精确理想剩余寿命(refinedidealremaininglife)；以及基于所述精确理想剩余寿命和所述寿命损耗系数来预测所述润滑油的实际剩余寿命。
其中，所述润滑油的测量温度在与所述测量污染水平相同的所述油源的公共位置(commonlocation)处进行测量。
其中，所述润滑油的测量温度在所述测量污染水平一样大体相同的时间进行测量。
所述的系统进一步包括与所述至少一个计算装置相连的油传感器系统，所述油传感器系统用于对所述润滑油进行采样，其中所述污染系数是基于国际标准化组织(ISO)等级颗粒计数的平均值进行计算的，而所述国际标准化组织(ISO)等级颗粒计数的平均值是通过平均所述润滑油的多个ISO等级颗粒计数进行计算的。
附图说明
从以下结合附图对本发明各方面进行的详细描述将更容易理解本发明的这些和其他特征，附图描绘了本发明的多个实施例，其中：
图1是根据本发明多个实施例进行的方法的流程图。
图2是根据本发明特定实施例的方法的流程图。
图3是根据理想估值以及本发明各个实施例的油寿命预测图。
图4示出了包括一种根据本发明多个实施例的系统的环境。
图5示出了根据本发明各个实施例的设备的前视示意图。
图6示出了根据本发明一个实施例的图5所示设备的局部透视图。
应注意，本发明的附图不必按比例绘制。附图仅用于示出本发明的典型方面，因此不应视为限制本发明的范围。在附图中，相同编号表示附图间的相同元件。
具体实施方式
如上所述，本说明书中公开的主题涉及一种风力涡轮机(风轮机)中的润滑油。具体来说，本说明书中公开的主题涉及风力涡轮机中的润滑油的监测或分析。
如本说明书中所述，可能难以有效地监测风力涡轮机中的润滑油的质量，因此可能导致润滑油的质量意外下滑，并且最终损坏依赖这种润滑油进行润滑的风力涡轮机。
与传统方法相反，本发明的各个实施例包括一种使用从润滑油提取的测试数据分析这种油的系统、计算机程序产品和相关方法。在多个特定实施例中，一种系统包括至少一个计算装置，所述至少一个计算装置被配置成通过执行包括以下各项的操作来监测来自涡轮机的润滑油：确定来自所述涡轮机的所述润滑油的初始理想剩余寿命；基于所述润滑油的温度测量值确定所述润滑油的基于温度的剩余寿命；基于所述润滑油的污染样品计算所述润滑油的污染系数；基于所述污染系数、所述初始理想剩余寿命和所述基于温度的剩余寿命来确定所述润滑油的更新的理想剩余寿命；以及基于所述更新的理想剩余寿命和寿命损耗系数来确定所述润滑油的实际剩余寿命。
以下说明将参考构成本说明书一部分的附图，并且附图以说明方式示出了可实践本发明教示的具体示例性实施例。这些实施例的描述足够详细，以便所属领域的技术人员能够实践本发明教示，并且应理解，可以利用其他实施例，并且可在不背离本发明教示的范围的情况下进行改变。因此以下说明仅为示例性的。
图1是根据本发明各个实施例的用于监测来自风力涡轮机(风轮机)的润滑油的工序的流程图。例如，这些工序可由本说明中所述的至少一个计算装置来执行。在其他情况下，这些工序可根据监测润滑油和/或气体的计算机实施的方法来执行。在其他实施例中，可在至少一个计算装置上执行计算机程序代码，从而促使所述至少一个计算装置来监测来自风力涡轮机的润滑油，以此来执行这些工序。一般来说，所述工序可包括以下子工序：
工序P1：确定来自风力涡轮机的润滑油的初始理想剩余寿命(Li)在各个实施例中，此过程包括：获得关于所述油类型的信息，和计算所述油类型的阿伦尼乌斯反应速率(ARR)，假设所述油是干净的(无污染)并且在所述油的设计温度(最佳条件)下运行。所述初始理想剩余寿命是润滑油在其整个寿命中都在这些最佳条件运行时，所述润滑油的预期寿命量。
ARR是用于计算矿物油中的氧化寿命下降量(L)的已知技术。在特定实施例中，可根据下式计算ARR：
k = Ae - E a / ( R T ) (方程式1)
其中k＝化学反应的速率常数；T＝润滑油的绝对温度(单位是开氏度)；A＝指数前因数；Ea＝润滑油的活化能；并且R＝通用气体常数。或者，可使用玻尔兹曼常数(kB)来替代通用气体常数(R)。简言之，对于矿物油而言，根据油的氧化寿命(L)、化学反应的速率常数(k1)和理想速率常数k2＝4750，可将ARR表示为：
Log(Li)＝k1+(k2/T)(方程式2)
工序P2：基于润滑油的温度测量值确定风力涡轮机润滑油的基于温度的剩余寿命(LT)。所述基于温度的剩余寿命代表基于所述润滑油的测量温度预测的估计剩余寿命。这可以包括获得润滑油的温度测量值。如果润滑油是来自风力涡轮机的，可从与润滑油接触的温度传感器(在风力涡轮机内或在风力涡轮机外部)获得温度测量值。与工序P1相同，可根据ARR计算基于温度的剩余寿命。
工序P3可包括：基于(所测量的)润滑油的污染样品来计算润滑油的污染系数。在各个实施例中，所述计算包括利用传递函数来为本说明书中所述的多个所测量油特性中的每个特性指定定性加权污染系数(qualitativeweightedcontaminationfactor)。在各个实施例中，第一油特性A被指定为加权污染系数X，而第二油特性B被指定为不同的加权污染系数Y×X，其中Y是系数，例如1、2、3、0.1、0.2、0.3、负系数、百分比系数等。在多个实施例中，污染样品可得自与获取温度测量值大体类似的润滑油样品。在多个实施例中，获取所述污染样品并且分析所述以下油特性中的至少一个特性：铁颗粒数、含水量、介电常数和/或国际标准化组织(ISO)颗粒水平以计算污染系数。在一些特定情况下，ISO颗粒水平包括通过计算润滑油的多个ISO等级颗粒计数的平均值所计算出的平均ISO等级颗粒计数。在各种情况下，这些ISO等级颗粒计数可包括ISO4等级颗粒计数、ISO6等级颗粒计数和ISO14等级颗粒计数。
工序P4可包括：基于污染系数、理想剩余寿命和基于温度的剩余寿命来确定风力涡轮机润滑油的更新的理想剩余寿命。在各个实施例中，通过从初始理想剩余寿命减去(润滑油的)实际寿命损耗来计算出润滑油的更新的理想剩余寿命。以方程式表示：更新的理想剩余寿命＝初始理想剩余寿命-实际寿命损耗。可通过寿命损耗系数乘以润滑油的采样频率来计算实际寿命损耗。以方程式表示：实际寿命损耗＝寿命损耗系数×润滑油的采样频率。采样频率可使用查找表或其他参考表来获得，并且可基于油的类型、储箱中油的体积以及油的连续采样间隔之间的已知关系来计算。在各个实施例中，例如，这些关系被预先确定并保存在位于至少一个计算装置(例如，本说明中示出和/或描述的任何计算装置)内或可由所述至少一个计算装置访问的内存或另一个数据存储器中。基于已知的油采样频率和所测量的储箱中油的体积，计算装置可确定对油进行采样(例如，连续采样)之间的时间间隔(timeelapsed)。该采样之间的时间间隔可用于确定油的剩余(和/或已消逝的)寿命。
工序P5可包括基于更新的理想剩余寿命和寿命损耗系数来确定风力涡轮机润滑油的实际剩余寿命。在各个实施例中，实际寿命损耗等于寿命损耗系数乘以润滑油的采样频率。以方程式表示：实际寿命损耗＝寿命损耗系数×润滑油的采样频率。在各个实施例中，寿命损耗系数的计算方法是，计算初始理想剩余寿命与基于温度的剩余寿命之间的比率，然后将该比率乘以污染系数。以方程式表示：寿命损耗系数＝[初始理想剩余寿命：基于温度的剩余寿命]×污染系数。
在许多实施例中，在风力涡轮机的不同位置处获得润滑油样品。在这些情况下，应理解，可计算样品数据的平均值或以其他方式使其规范化，以便确定剩余寿命。
在一些情况下，对于所获得的第一样品数据(例如，温度数据、污染数据、采样频率数据等)，可将寿命损耗系数乘以获得样品的时间间隔，然后可从最佳条件下的流体寿命减去该值。如上所述，这个特定实例适用于所获得的第一样品(或在油已经被更换出风力涡轮机和储箱之后取得的第一样品)的情况。获得第一数据样品之后，后续样品将形成将一些或所有先前获得的样品计算在内的运行平均值的一部分。
在特定实施例中，可基于包括润滑油的风力涡轮机的特定运行时间将寿命损耗系数计算为所述运行平均值。在一些情况下，寿命损耗系数是在近(例如，最近)期，例如风力涡轮机运行的最近1至3周期间取得的运行平均值。
在各个实施例中，工序P1至工序P5可周期性地(例如，根据每y个周期x次的时间表，和/或连续地)迭代(重复)，以便监测风力涡轮机润滑油的实际剩余寿命。在一些实施例中，例如，可重复执行工序P2至P5，方法是从风力涡轮机(图4中的风力涡轮机118)获得新的润滑油样品并且执行本说明书中所述的相关工序。在这些情况下，可不需要重复工序P1，因为初始理想剩余寿命(Li)在一些测试时间间隔之间可能大体上不变。
图2是根据本发明多个特定实施例的用于分析来自风力涡轮机(图4中的风力涡轮机118)的润滑油的工序的流程图。例如，这些工序可由本说明中所述的至少一个计算装置来执行。在其他情况下，这些工序可根据用于监测来自风力涡轮机的润滑油的计算机实施的方法来进行。在其他实施例中，可在至少一个计算装置上执行计算机程序代码，从而促使所述至少一个计算装置来监测来自风力涡轮机的润滑油，以此来执行这些工序。一般来说，所述工序可包括以下子工序：
PA：预测风力涡轮机(WT)润滑油的初始理想剩余寿命；
PB：基于WT润滑油的测量温度来确定WT润滑油的基于温度的剩余寿命；
PC：基于WT润滑油的测量污染水平来确定WT润滑油的污染系数；
PD：基于初始理想剩余寿命、基于温度的剩余寿命和污染系数来确定WT润滑油的寿命损耗系数；
PE：基于WT润滑油的寿命损耗系数和采样频率来确定WT润滑油的寿命损耗量；
PF：基于寿命损耗量和初始理想剩余寿命来计算WT润滑油的精确理想剩余寿命；以及
PG：基于精确理想剩余寿命和寿命损耗系数来预测WT润滑油的实际剩余寿命。
应理解，在本说明书中示出并描述的流程图中，虽然未示出，但是可执行其他工序，并且可根据不同实施例来重新安排这些工序的顺序。另外，一个或多个所述工序之间可存在中间工序。本说明中示出并描述的流程不应视作对各个实施例的限制。
图3是根据以下各项预测的剩余油寿命曲线的示例性图形描绘：A)基于理想条件的剩余风力涡轮机润滑油寿命的理论计算结果；B)污染系数曲线；C)基于实际寿命损耗的剩余风力涡轮机润滑油寿命的计算结果；以及D)基于乘上系数的(factored)剩余有用寿命计算结果的剩余风力涡轮机润滑油寿命的计算结果。在左边Y轴上示出以年计的时间，在右边Y轴上示出污染系数，并且在x轴上示出时间。
图4示出包括监测系统114的示例性运行环境(environment)101，所述监测系统用于根据本发明各个实施例执行本说明书中所描述的功能。为此，运行环境101包括计算机系统102，所述计算机系统102可执行本说明书中所述的一个或多个工序，以便监测来自风力涡轮机118等的风力涡轮机润滑油。具体来说，计算机系统102被图示为包括监测系统(monitoringsystem)114，所述监测系统114使得计算机系统102操作性地监测润滑油，方法是执行本说明书中所述的任何/所有工序以及实施本说明书中所述的任何/所有实施例。
计算机系统102被图示为包括计算装置124，所述计算装置124可包括处理部件104(例如，一个或多个处理器)、存储部件106(例如，存储器体系结构)、输入/输出(I/O)部件108(例如，一个或多个I/O接口和/或装置)以及通信通道110。通常，处理部件104执行程序代码，例如监测系统114，所述程序代码至少部分固定在存储部件106中。执行程序代码时，处理部件104可以处理数据，以致读取和/或写入转化自/转化到存储部件106和/或I/O部件108的数据，以便进行进一步处理。通信通道110提供了计算机系统102中的每个部件之间的通信链路。I/O部件108可包括一个或多个人用I/O装置，所述人用I/O装置使得用户(例如，人和/或计算机化用户)112能够与计算机系统102和/或一个或多个通信装置交互，从而使得系统用户112能够使用任何类型的通信链路与计算机系统102进行通信。为此，监测系统114可以管理一组接口(例如，图形用户界面、应用程序接口等)，以便人和/或计算机用户112与监测系统114交互。此外，监测系统114可以使用任何解决方案管理(例如，存储、检索、创建、操纵、整理、呈现等)数据，例如油温度数据60(例如，传感系统150获取的关于风力涡轮机润滑油温度的数据)、油污染数据80(例如，传感系统150获取的关于风力涡轮机润滑油污染水平的数据)以及/或者油采样频率数据90(例如，传感系统150获取的关于风力涡轮机润滑油采样频率测量值的数据)。监测系统114另外可通过无线和/或硬线连接装置与风力涡轮机(风轮机)118和/或油传感器系统150进行通信。
在任何情况下，计算机系统102可包括能够执行程序代码(如监测系统114)的一个或多个通用计算制品(例如，计算装置)。应理解，本说明书中所用的“程序代码”是指任何语言、代码或符号的任何指令集合，所述指令集合促使具有信息处理能力的计算装置直接或在以下各项的任意组合之后执行特定功能：(a)转换为另一种语言、代码或符号；(b)以不同实质形式复制；和/或(c)解压缩。为此，监测系统114可具体实现为系统软件和/或应用软件的任何组合。应进一步理解，监测系统114可在基于云的计算环境中实施，在所述计算环境中，一个或多个工序在不同计算装置(例如，多个计算装置124)处执行，其中这些不同计算装置中的一个或多个计算装置可仅包括关于图4的计算装置124所示并描述的部件中的一些部件。
此外，监测系统114可以使用一组模块132实施。在这种情况下，模块132可以使计算装置102执行由监测系统114使用的一组任务，并且可以独立于监测系统114的其他部分单独开发和/或实施。本说明书中所用的术语“部件”是指包含或不含软件的任何硬件构造，其使用任何解决方案实施与其相关的功能，而术语“模块”是指使计算装置102使用任何解决方案实施与其相关功能的程序代码。当被固定在包括处理部件104的计算机系统102的存储部件106中时，模块是实施功能的部件的实质部分。不论如何，应理解，两个或更多个部件、模块和/或系统可共享其各自的一些/全部硬件和/或软件。此外，应理解，可能不会实施本说明书中所讨论的一些功能，或可包括额外的功能作为计算机系统102的一部分。
当计算机系统102包括多个计算装置时，每个计算装置上可仅安装监测系统114的一部分(例如，一个或多个模块132)。但是，应理解，计算机系统102和监测系统114仅代表可执行本说明书中所述工序的多个可能的等效计算机系统。为此，在其他实施例中，由计算机系统102和监测系统114所提供的功能可至少部分地由一个或多个计算装置来实施，所述计算装置包括含有或不含程序代码的通用和/或专用硬件的任何组合。在每个实施例中，硬件和程序代码(如果包括)可分别使用标准工程设计技术和编程技术来创建。
无论如何，当计算机系统102包括多个计算装置124时，所述计算装置可在任何类型的通信链路上进行通信。此外，在执行本说明书中所述工序时，计算机系统102可使用任何类型的通信链路与一个或多个其他计算机系统进行通信。在任一种情况下，通信链路可包括各种类型的有线和/或无线链路的任意组合；包括一种或多种类型网络的任意组合；并且/或者利用各种类型传输技术和协议的任意组合。
计算机系统102可使用任何解决方案来获得或提供数据，如风力涡轮机(WT)油温度数据60、WT油污染数据80和/或WT油采样频率数据90。计算机系统102可从一个或多个数据存储器产生WT油温度数据60、WT油污染数据80和/或WT油采样频率数据90；从诸如风力涡轮机118、油传感器系统150和/或用户112等另一个系统接收WT油温度数据60、WT油污染数据80和/或WT油采样频率数据90；将WT油温度数据60、WT油污染数据80和/或WT油采样频率数据90发送到另一个系统等。
虽然在本说明书中示出并描述为一种用于监测润滑油的方法和系统，但是应理解，本发明的多个方面进一步提供了各种替代实施例。例如，在一个实施例中，本发明提供一种安装在至少一个计算机可读介质中的计算机程序，执行所述计算机程序时，计算机系统能够监测润滑油。为此，计算机可读介质包括程序代码，例如监测系统114(图4)，其用于实施本说明书中所述的一些或所有工序和/或实施例。应理解，术语“计算机可读介质”包括现在已知或以后开发的一种或多种任何类型的有形表达介质，计算装置可从所述有形表达介质感知、再现或以其他方式传达程序代码的副本。例如，所述计算机可读介质可包括：一种或多种便携式存储制品；一种或多种计算装置的存储器/存储部件；纸等。
在另一个实施例中，本发明提供了一种用于提供诸如监测系统114(图4)等程序代码副本的方法，所述程序代码可实施一部分或所有本说明书中所述的工序。在这种情况下，计算机系统可处理实施一部分或所有本说明书中所述的工序的程序代码的副本，从而为在第二、不同的位置处进行接收而生成并且传输数据信号集，所述数据信号集具有其特征集中的一个或多个特征和/或以特定方式改变以对所述数据信号集中的程序代码副本进行编码。类似地，本发明的实施例提供一种获取实施一部分或所有本说明书中所述的工序的程序代码副本的方法，所述方法包括：计算机系统接收本说明书中所描述的数据信号集，并且将所述数据信号集转换成安装在至少一个计算机可读介质中的计算机程序副本。在任一情况下，可以使用任何类型的通信链路来传输/接收所述数据信号集合。
在另一个实施例中，本发明提供一种监测风力涡轮机润滑油的方法。在这种情况下，可获得(例如，创建、维护、使可用等)诸如计算机系统102(图4)等计算机系统，并且可获得(例如，创建、购买、使用、修改等)用于执行本说明书中所述工序的一个或多个部件并且将其部署到所述计算机系统中。为此，所述部署可包括以下各项中的一个或多个：(1)将程序代码安装在计算装置上；(2)将一个或多个计算装置和/或I/O装置添加至计算机系统中；(3)组建和/或修改计算机系统，使其能够执行本说明书中所述工序；等等。
在任何情况下，本发明多个实施例(包括，例如，监测系统114)的技术效果是监测风力涡轮机118的润滑油。应了解，根据多个实施例，监测系统114可以用于监测类似于风力涡轮机118的多个不同风力涡轮机系统中的润滑油。
多个额外的实施例可以包括一种风力涡轮机润滑油监测设备，其可以包括监测系统114的一个或多个部件(以及相关功能)，以及油传感器系统150。风力涡轮机润滑油监测设备可被配置成非侵入性地监测风力涡轮机润滑油的一个或多个条件。在一些情况下，所述风力涡轮机润滑油监测设备(特别是油传感器系统150)可监测风力涡轮机润滑油的一个或多个参数，包括但不限于：国际标准化组织(ISO)颗粒计数、铁材料颗粒计数、含水量和/或化学损坏。
在各个实施例中，风力涡轮机润滑油监测设备可连续监测这些参数，并将这些参数与可接受阈值(例如，水平或范围)进行比较，从而确定风力涡轮机润滑油是否在所需水平。风力涡轮机润滑油监测设备可包括接口，例如人机接口(HMI)，用于在所确定的风力涡轮机润滑油参数偏离、接近和/或趋向于不可接受阈值/范围时提供一个或多个警报。
在一些情况下，所述风力涡轮机润滑油监测设备可以安装在风力涡轮机118上或以其他方式与其相连。在其他情况下，所述风力涡轮机润滑油监测设备位于风力涡轮机118附近，用于实时监测风力涡轮机润滑油的状况。
在各个实施例中，风力涡轮机润滑油监测设备可与风力涡轮机中现有润滑油箱流体连接。在一些特定实施例中，所述风力涡轮机润滑油监测设备与风力涡轮机润滑油箱的回油管路排出段流体连接。在一些情况下，所述风力涡轮机润滑油监测设备包括用于从储箱中抽取油的供油管路和用于将经测试的油排出回至储箱的排出管路。所述设备还可包括用于安装到储箱或机器的近端部分上的固定架。
图5和图6分别示出了根据本发明各个实施例的风力涡轮机润滑油监测设备(设备)500的示意性前视图和局部透视图。应了解，风力涡轮机润滑油监测设备500可以是油传感器系统150的一部分(图4)。也就是说，油传感器系统150可以包括相对于图5和图6所示和描述的风力涡轮机润滑油监测设备500。图5示出了包括外壳部分502的风力涡轮机润滑油监测设备500，所述外壳部分502具有在底板506和背托508(图6)之上的壳体504。图5还示出了与外壳部分502相连的固定架510。图6以不含壳体504的透视图的形式示出了设备500，并且示出了进油管道512、油泵514、内部管道516、油分析仪518和排油管520。相对于设备500所述的多个部件可由所属领域中已知的传统材料构成，例如钢、铜、铝等金属、合金、复合材料等。
参考图5和图6，在一些特定实施例中，所述风力涡轮机润滑油监测设备(设备)500可包括：
外壳部分502，其包括底板506和背托508，所述外壳部分502可由金属板材或其他合适的复合材料构成。外壳部分502还可以包括连接到底板506和背托508的壳体504，如图5中所示。在多个实施例中，所述壳体可包括接口526，例如，人机接口(HMI)，其可以包括显示器528(例如，触摸屏、数字或其他显示屏)。在一些情况下，接口526可包括一个或多个警报指示器530，所述警报指示器530可包括一个或多个灯(例如，LED)、音频指示器和/或触觉指示器，用于指示所测油的状况正在接近、已接近或可能接近不良水平(例如，范围)。
外壳部分502还可以包括进油管道512，所述进油管道512与底板506相连并且延伸穿过底板506。进油管道512可与风力涡轮机润滑油箱(储箱)540流体连通，并且被配置成从储箱540抽取油。另如图所示(图6)，外壳部分502可以包括油泵514，所述油泵514大体上包含在壳体504内并且与进油管道512流体连通。泵514可提供泵送压力，以将油从储箱540抽吸穿过进油管道512(并且到达底板506上方)。外壳部分502可以进一步包括内部管道516，所述内部管道516与油泵514(泵514的出口处)和进油管道512流体连通。内部管道516被配置成从泵514接收进油。外壳部分502还可以包括油分析仪518，所述油分析仪518与内部管道516流体连通，其中油分析仪518测量风力涡轮机润滑油进油的特性(例如，颗粒计数/ISO水平、铁颗粒计数、含水量、温度和/或介电常数)。另如图所示，外壳部分502可包括排油管520，所述排油管520与油分析仪518流体连通、延伸通过底板506并且与储箱540流体连通。排油管520用于将经测试的油排回到储箱540。
设备500还可以包括连接到外壳部分502的固定架510。固定架510可设计(大小调整和/或定形)为连接到风力涡轮机118(图4)的油箱540。
在各个实施例中，底板506被配置成向下垂直地面向，例如，垂直于垂直轴(y)延伸。这样，排油管520可利用重力将测试的润滑油排回至储箱540。在这些情况下，底板506覆盖在储箱540上。
在一些特定实施例中，固定架510包括L形构件572，其包括与外壳部分502相连的垂直延伸的脊骨574以及水平延伸的底座576。水平延伸的底座576可以安装到风力涡轮机118(图4)的储箱540上。
应理解，设备500可由动力装置(例如，电池动力装置)和/或与风力涡轮机118的一个或多个电源的直接交流电(AC)连接供电。
运行期间，设备500被配置成通过进油管道512(使用用于提供垂直向上抽吸储箱油压力的泵514)从储箱540抽取储箱油，将抽取的油泵送穿过内部管道516，并且向分析仪518供油，以便进行测试，然后再通过排油管520将油输送回储箱540。在多个实施例中，排油管520排空到与进油管道512相连的部分582以外的储箱540的其他不同部分580中。在一些情况下，储箱540具有大体连续的流动通道，其从抽取位置582向排油位置580延伸，也就是说，新油连续地从风力涡轮机118进入储箱540中，穿过储箱540(通过设备500测试)并且重新进入机器中。
在多个实施例中，描述为彼此“连接”的部件可以沿一个或多个接口接合。在一些实施例中，这些接口可以包括不同部件之间的接合处，在其他情况下，这些接口可以包括坚固地和/或一体成形的互联点。也就是说，在一些情况下，彼此“连接”的部件可以同时形成，以界定单个连续构件。但是，在其他实施例中，这些连接的部件可以成形为单独的构件，然后通过已知工艺(例如，紧固、超声焊接、粘合)接合。
当一个元件或层被称为“在上”、“接合至”、“连接至”或“联接至”另一个元件或层时，它可直接在上、接合、连接或联接至另一个元件或层，或可能存在插入元件或层。相反，当一个元件被称为“直接在上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层，可能不存在插入元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词应以类似方式来解释(例如，“在之间”与“直接在之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本说明书中所使用，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。
本专利申请文件中所用的术语仅是为了描述特定实施例，且并不在于限制本发明。除非上下文另外明确指出，否则如本说明书所使用的单数形式“一种”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式。应进一步了解，说明书中所用的术语“包括”和/或“包含”指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
本说明书使用各个实例来公开本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统，以及实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书界定，并可包括所属领域的一般技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种监测系统，所述系统包括：
至少一个计算装置，所述至少一个计算装置被配置成通过执行包括以下各项的操作来监测来自风力涡轮机的润滑油：
确定来自所述风力涡轮机的所述润滑油的初始理想剩余寿命；
基于所述润滑油的温度测量值来确定所述润滑油的基于温度的剩余寿命；
基于所述润滑油的污染样品来计算所述润滑油的污染系数；
基于所述污染系数、所述初始理想剩余寿命和所述基于温度的剩余寿命来确定所述润滑油的更新的理想剩余寿命；以及
基于所述更新的理想剩余寿命和寿命损耗系数来确定所述润滑油的实际剩余寿命。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个计算装置进一步被配置成根据下式确定所述寿命损耗系数：
寿命损耗系数＝[初始理想剩余寿命：基于温度的剩余寿命]×污染系数。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述至少一个计算装置进一步被配置成基于所述润滑油的采样频率确定所述润滑油的采样时间间隔。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，确定所述实际剩余寿命包括根据下式确定实际寿命损耗：
实际寿命损耗＝寿命损耗系数×所述润滑油的采样频率。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，确定所述润滑油的所述更新的理想剩余寿命包括根据下式计算所述更新的理想剩余寿命：
更新的理想剩余寿命＝初始理想剩余寿命一实际寿命损耗。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，确定所述润滑油的所述实际剩余寿命包括根据下式计算所述实际剩余寿命：
实际剩余寿命＝更新的理想剩余寿命/寿命损耗系数。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其进一步包括与所述至少一个计算装置相连的油传感器系统，所述油传感器系统用于对所述润滑油进行采样，其中所述润滑油的所述基于温度的剩余寿命基于所述润滑油的阿伦尼乌斯反应速率(ARR)进行计算。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述污染系数是基于所述润滑油的以下性质中的至少一个性质的测量值进行计算的：铁颗粒数、含水量、介电常数和/或国际标准化组织(ISO)等级颗粒计数。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述污染系数是基于国际标准化组织(ISO)等级颗粒计数的平均值进行计算的，而所述国家标准化组织(ISO)等级颗粒计数的平均值是通过平均所述润滑油的多个ISO等级颗粒计数进行计算的。
10.一种监测方法，包括以下项的操作：
确定来自风力涡轮机的润滑油的初始理想剩余寿命；
基于所述润滑油的温度测量值来确定所述润滑油的基于温度的剩余寿命；
基于所述润滑油的污染样品来计算所述润滑油的污染系数；
基于所述污染系数、所述初始理想剩余寿命和所述基于温度的剩余寿命来确定所述润滑油的更新的理想剩余寿命；以及
基于所述更新的理想剩余寿命和寿命损耗系数来确定所述润滑油的实际剩余寿命。
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