CN108008453A - 一种燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，包括线圈传感器和数据处理装置，所述线圈传感器两端通过转接法兰连接到滑油增压泵至滑油滤的总回油管路上，所述数据处理装置对线圈传感器输出的电压信号进行处理获得总回油管路中金属屑末的大小和数量。本发明的一种燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，解决了润滑系统金属屑末实时监测大小和数量的问题，从设计结构上保证燃气轮机安全可靠使用。采用本发明的监测系统完成一次在线监测只需要几分钟到几十分钟的时间，可实时记录采集到的数据并自动保存在上位机的数据库中。本发明的在线监测装置可直接对回油管中的油液进行分析，避免了取样不具有代表性和二次污染等问题。
Description
技术领域
本发明涉及燃气轮机机械系统设计技术领域,具体涉及一种燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统。
背景技术
燃气轮机滑油系统的主要作用是向燃气轮机主轴承、接触式密封装置、中央传动齿轮、附件机匣的齿轮、轴承提供用于润滑冷却的滑油。燃气轮机滑油系统由供油系统、回油系统、通风系统等组成。供油系统的功能是向燃气轮机提供具有稳定的工作压力、相对较低的温度以及具有一定清洁度的滑油。回油系统的功能是将供给各处的滑油有效的抽回至滑油箱，并将回油中的油气混合物分离，实现滑油的循环使用。为了保证各轴承腔的有效密封，由各轴承密封装置所漏入轴承腔的空气，需要排出，这样就要有滑油通风系统。
燃气轮机滑油回油系统的组成为：各回油腔、屑末报警装置、滑油泵、散热器、油气分离器、滑油箱。屑末报警装置包括屑末报警器和屑末信号器，屑末报警器用来监测回油中的铁磁性碎屑，以判断燃气轮机可能的磨损部位和磨损程度。屑末信号器用来收集滑油回油中颗粒较大的金属末,包括铁磁性和非磁性的金属材料。屑末报警器和屑末信号器在工作中都是累积的工作原理，无法实现实时在线监测金属屑末大小和数量，这就给滑油系统故障带来了隐患，迫切需要一种装置或设备能实时监测在线金属屑末大小和数量，实现对滑油系统关键部件的碎屑发生趋势及时给予预报和故障报警
发明内容
本发明实施例提供一种燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，可在线监测金属屑末大小和数量，实现对滑油系统关键部件的碎屑发生趋势及时给予预报和故障报警。
本发明提供一种燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，包括线圈传感器和数据处理装置，所述线圈传感器两端通过转接法兰连接到滑油增压泵至滑油滤的总回油管路上，所述数据处理装置对线圈传感器输出的电压信号进行处理获得总回油管路中金属屑末的大小和数量。
在本发明的燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统中，所述线圈传感器包括：外壳、线圈组件、绝缘油管和航天插座，所述线圈组件和绝缘油管安装在所述壳体内，所述绝缘油管通过转接法兰连接到总回油管路上，线圈组件套设在绝缘油管外部，滑油流经绝缘油管时滑油中的金属屑末在线圈组件中运动产生感应电压，通过航天插座将电压信号输出到数据处理装置。
在本发明的燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统中，所述线圈组件包括两个激励线圈和一个感应线圈，所述激励线圈采用交流电驱动以产生相反的磁场，滑油中的金属屑末在磁场中运动在所述感应线圈中产生感应电压。
在本发明的燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统中，所述数据处理装置包括：
颗粒类型识别模块，根据电压信号的相位区分金属屑末中的铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒；
颗粒尺寸识别模块，根据电压信号的幅值计算铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒的体积；
微处理模块，用于对颗粒类型识别模块和颗粒尺寸识别模块的输出结果进行处理并统计铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒的数量。
在本发明的燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统中，还包括与所述数据处理装置相连接的上位机。
在本发明的燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统中，所述微处理模块为DSP微处理器。
本发明的一种燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，解决了润滑系统金属屑末实时监测大小和数量的问题，从设计结构上保证燃气轮机安全可靠使用。采用本发明的在线监测系统完成一次在线监测一般只需要几分钟到几十分钟的时间，能够实时记录采集到的数据，数据自动保存在上位机的数据库中。本发明的在线监测装置可直接对回油管中的油液进行分析，避免了取样不具有代表性和二次污染等问题，也同时解决了难取样系统的困扰，以及取样的人工成本。
附图说明
图1是本发明的一种燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统的框图。
具体实施方式
本项发明设计了一种燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，设计思想是将线圈传感器安装在燃气轮机从滑油增压泵至滑油滤的总回油管路上，有相应的密封措施，不改变原始的油路。
滑油系统金属屑末在线监测系统中线圈传感器1工作原理：发动机工作时，由于机械摩擦副的相互作用，将产生许多金属颗粒，在润滑系统的作用下，这些颗粒将悬浮于润滑油中。根据滑油中金属颗粒的浓度值，可以从磨损颗粒的尺寸分布规律以及颗粒的浓度及其变化趋势来判断磨损的严重程度。通过分析滑油中的屑末状况，可以监测接触滑油的发动机零部件的健康状况。根据以上原理设计本发明的在线监测系统。
如图1所示本发明的一种燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，包括线圈传感器1、数据处理装置2和上位机3。
线圈传感器1两端通过转接法兰连接到滑油增压泵4至滑油滤5间的总回油管路上，所述数据处理装置2对线圈传感器1输出的电压信号进行处理获得总回油管路中金属屑末的大小和数量。
线圈传感器1包括：外壳、线圈组件、绝缘油管和航天插座。线圈组件和绝缘油管安装在所述壳体内。绝缘油管通过转接法兰连接到总回油管路上，线圈组件套设在绝缘油管外部，滑油流经绝缘油管时滑油中的金属屑末在线圈组件中运动产生感应电压，通过航天插座将电压信号输出到数据处理装置2。线圈组件包括两个激励线圈和一个感应线圈，激励线圈采用交流电驱动以产生相反的磁场，滑油中的金属屑末在磁场中运动在所述感应线圈中产生感应电压。
根据电磁学理论，线圈传感器1电感量的变化与铁芯大小有关，根据上述原理设计一种线圈传感器1，其线圈组件绕在绝缘油管上，携带着铁磁性磨粒的滑油流过绝缘油管时，滑油中微小的铁磁性磨粒可看成分散的微铁芯，铁磁性磨粒随着滑油流动时，就如铁芯在线圈中移动一样，在感应线圈中就会产生感应电动势；当金属颗粒为铝、铜等非铁磁性金属材料时，高频交变磁场导致的损耗也能够在感应线圈中产生感应电压。因此，可真正实现实时在线监测机械设备的磨损状态。
输出电压的相位和幅值可用于识别颗粒类型和尺寸。铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒产生电压信号相位相反，区分颗粒类型。电压信号的幅值与铁磁性颗粒的质量成正比，同非铁磁性颗粒的表面积成正比，在依此计算相应类型颗粒的大小。根据上述原理设计数据处理装置3。具体的：
数据处理装置3包括：依次连接的颗粒类型识别模块31、颗粒尺寸识别模块32和微处理模块33。颗粒类型识别模块31根据电压信号的相位区分金属屑末中的铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒。颗粒尺寸识别模块32根据电压信号的幅值计算铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒的体积。微处理模块33用于对颗粒类型识别模块和颗粒尺寸识别模块的输出结果进行处理并统计铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒的数量。微处理模块33还向激励线圈提供交流电激励。
上位机3与微处理模块33相连接用于接收监测结果，存储到数据库中，并实时显示监控结果。具体实施时，微处理模块33采用DSP微处理器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，其特征在于，包括线圈传感器和数据处理装置，所述线圈传感器两端通过转接法兰连接到滑油增压泵至滑油滤的总回油管路上，所述数据处理装置对线圈传感器输出的电压信号进行处理获得总回油管路中金属屑末的大小和数量。
2.如权利要求1所述的燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，其特征在于，所述线圈传感器包括：外壳、线圈组件、绝缘油管和航天插座，所述线圈组件和绝缘油管安装在所述壳体内，所述绝缘油管通过转接法兰连接到总回油管路上，线圈组件套设在绝缘油管外部，滑油流经绝缘油管时滑油中的金属屑末在线圈组件中运动产生感应电压，通过航天插座将电压信号输出到数据处理装置。
3.如权利要求2所述的燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，其特征在于，所述线圈组件包括两个激励线圈和一个感应线圈，所述激励线圈采用交流电驱动以产生相反的磁场，滑油中的金属屑末在磁场中运动在所述感应线圈中产生感应电压。
4.如权利要求1至3任意一项所述的燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，其特征在于，所述数据处理装置包括：
颗粒类型识别模块，根据电压信号的相位区分金属屑末中的铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒；
颗粒尺寸识别模块，根据电压信号的幅值计算铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒的体积；
微处理模块，用于对颗粒类型识别模块和颗粒尺寸识别模块的输出结果进行处理并统计铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒的数量。
5.如权利要求4所述的燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，其特征在于，还包括与所述数据处理装置相连接的上位机。
6.如权利要求1所述的燃气轮机滑油系统金属屑末在线监测系统，其特征在于，所述微处理模块为DSP微处理器。
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