CN108801868A - 液体油中的颗粒物在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传感器检测技术领域，具体涉及一种液体油中的颗粒物在线监测系统，包括：检测腔、颗粒传感器、铁磁颗粒传感器、处理器，所述检测腔用于通过待检测的液体油，所述颗粒传感器和所述铁磁颗粒传感器设置在所述检测腔内，所述颗粒传感器、所述铁磁颗粒传感器与所述处理器连接，所述处理器用于根据所述颗粒传感器和所述铁磁颗粒传感器的输出信号得到颗粒物检测结果。本发明提供的液体油中的颗粒物在线监测系统，能够同时监测多种颗粒参数，增加了监测指标，为换油时机提供了更多的依据，增加了对设备运行状态的感知能力，保证设备的稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及传感器检测技术领域，具体涉及一种液体油中的颗粒物在线监测系统。
背景技术
目前，运输、机械设备传动部分失效的方式主要有磨损、腐蚀和断裂，大量统计数字表明，发动机和齿轮箱的故障主要与润滑有关，而润滑油中铁磁颗粒含量、颗粒物含量、水分含量、酸碱度变化是引起系统故障的主要因素。另外，由于市面上的油品质量良莠不齐，一些质量差的油液中含有大量的杂质，或，在使用过程中油液中的酸碱成分、水分等物质会与设备反应生成一些沉淀物，这些沉淀物聚合在一起形成较大的颗粒，上述这些杂质和沉淀物都会影响绝缘油、润滑油等油液的性能，最终导致设备故障。在其他油液中，油液变质也会导致零部件损耗加重，影响设备性能。
因此，为了避免上述问题，就有必要实时地监测油液的使用状况，通过一定的监测数据来衡量油的变质程度，确定合理的换油时机，了解设备的运行状态。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供的液体油中的颗粒物在线监测系统，能够同时监测多种颗粒参数，增加了监测指标，为换油时机提供了更多的依据，保证设备的稳定运行。
本发明提供了一种液体油中的颗粒物在线监测系统，包括：检测腔、颗粒传感器、铁磁颗粒传感器、处理器，所述检测腔用于通过待检测的液体油，所述颗粒传感器和所述铁磁颗粒传感器设置在所述检测腔内，所述颗粒传感器、所述铁磁颗粒传感器与所述处理器连接，所述处理器用于根据所述颗粒传感器和所述铁磁颗粒传感器的输出信号得到颗粒物检测结果。
本实施例提供的液体油中的颗粒物在线监测系统，不仅可以精准地测量总颗粒物含量和铁磁颗粒物含量，还可以测量非铁磁颗粒含量，使得在线监测能够提供了更多输出参数，能够更加明确地、早期地预报设备的异常状态，避免事故发生。
优选地，所述颗粒传感器为光学颗粒物质传感器。
优选地，所述光学颗粒物质传感器的窗口上部固定了反光装置，从所述窗口输出的检测光经反光装置反射后返回所述窗口，所述反光装置与所述窗口之间形成供液体油通过的通道。
优选地，所述处理器具体用于：根据所述颗粒传感器的输出信号得到总颗粒物含量，根据所述铁磁颗粒传感器的输出信号得到铁磁颗粒含量，根据所述总颗粒物含量、所述铁磁颗粒含量得到非铁磁颗粒含量。
优选地，所述铁磁颗粒传感器设置在所述检测腔顶部的位置。
优选地，所述检测腔内还设置有粘滞度传感器、温度传感器、流速传感器中的至少一种。
优选地，所述处理器用于根据所述粘滞度传感器和/或所述温度传感器和/或所述流速传感器输出的数据对颗粒度传感器的基线以及灵敏度曲线进行补偿。基于粘滞度传感器、温度传感器、流速传感器进行数据补偿，可以有效的减少因环境改变带来的测量误差，提高了系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的液体油中的颗粒物在线监测系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的光学颗粒物质传感器的结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1所示，本实施例提供的一种液体油中的颗粒物在线监测系统，包括：检测腔、颗粒传感器、铁磁颗粒传感器、处理器。
其中，检测腔用于通过待检测的液体油，检测腔通过油管连接待检测设备的油箱，从中抽取待检测的液体油。颗粒传感器和铁磁颗粒传感器设置在检测腔内，颗粒传感器、铁磁颗粒传感器与处理器连接。处理器用于根据颗粒传感器和铁磁颗粒传感器的输出信号得到颗粒物检测结果。
其中，液体油包括但不限于绝缘油、润滑油、变速器油或液压油等。
其中，铁磁颗粒传感器为电容式或者阻抗式传感器，当油液中铁磁颗粒吸附到传感器表面时会引起电容或者阻抗的变化。吸附铁磁颗粒依靠传感器背部的磁铁或电磁铁。通过异常铁磁颗粒捕获，铁磁颗粒传感器可以有效监测出传动链的早期故障，并进行及时维护，避免发展成为更为严重的故障，延长部件的使用寿命，降低设备的维修成本。可以有效避免因故障停机导致的非计划维修，提高设备可用率和发电量。
在完成一个检测周期后，铁磁颗粒传感器会停止给电磁铁供电，或，通过传动装置将磁铁抽离开传感器表面，以此释放掉传感器表面吸附的铁磁颗粒，清零进入下一个检测周期。为了完全清理掉传感器表面的铁磁颗粒，避免影响下一次的测量结果，铁磁颗粒传感器设置在检测腔顶部的位置，传感器表面朝正下方，当铁磁颗粒传感器的磁性消失后，被吸附的铁磁颗粒在重力作用下能够顺利地从传感器表面脱离。
其中，颗粒传感器优选为光学颗粒物质传感器。光学颗粒物质传感器的表面开有一窗口，窗口内设置有发光管和光电管。其工作原理为：发光管透过窗口发出检测光，检测光照射流过检测腔内的液体油，遇到检测腔壁后反射，反射光被光电管接收，当液体油中存在颗粒物时，颗粒物会散射掉一部分检测光，因此光电接收管接收到的放射光会减弱，根据检测光和反射光的差得到液体油中总颗粒物含量。为保证检测的精度，颗粒传感器的窗口平面应当与液体油的流动方向平行。
由于光学颗粒物质传感器在检测腔中安装的位置不同，其到检测腔壁的距离就可能发生改变，因此检测光在液体油中的光程会发生改变，不同的光程会导致反射光发生变化。因此安装位置为影响光学颗粒物质传感器的检测精度，为了避免上述因素引起的检测误差，在光学颗粒物质传感器的窗口上部固定了反光装置，如图2所示，从窗口输出的检测光经反光装置反射后返回窗口，反光装置与窗口之间形成供液体油通过的通道。其中，反光装置的反光表面很光滑，采用金属材料制成或采用类似镜子的结构，以提高光的反射率。检测光透过窗口输出后，照射通道内的液体油，遇到反光装置的反射光被光电管接收，由于反射装置与窗口间的距离是固定的，这样就可以固定检测过程中的光程，排除外界的干扰，使得检测结果只与液体油中的颗粒物含量有关。
其中，处理器可以采用CPU、FPGA、DSP、ARM、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。
其中，颗粒物检测结果包括：总颗粒物含量、铁磁颗粒含量和非铁磁颗粒含量。处理器根据颗粒传感器的输出信号得到总颗粒物含量，根据铁磁颗粒传感器的输出信号得到铁磁颗粒含量，根据总颗粒物含量、铁磁颗粒含量得到非铁磁颗粒含量。液体油中的非铁磁颗粒一般为油分子氧化形成碳颗粒、进入设备中的外界物质、油泥等，非铁磁颗粒的含量反映了液体油的污染程度，也会降低液体油的润滑、绝缘等性能，加剧设备的损坏程度。因此，本实施例提供的液体油中的颗粒物在线监测系统，不仅可以精准地测量总颗粒物含量和铁磁颗粒物的含量，还可以测量非铁磁颗粒物的含量，使得在线监测能够提供了更多输出参数，能够更加明确地、早期地预报设备的异常状态，避免事故发生。
由于颗粒传感器输出的信号还与环境因素有关，为了降低环境因素的干扰，检测腔内还设置有粘滞度传感器、温度传感器、流速传感器中的至少一种。粘滞度传感器、温度传感器、流速传感器均与处理器连接。通过粘滞度传感器、温度传感器、流速传感器测量液体油的粘滞度、温度和流速，同时，处理器根据实时测量的粘滞度、温度和流速等一种或多种参数，对颗粒传感器检测的基线以及灵敏度曲线进行补偿。其中，补偿用的参数可以通过实验室设备台架试验获得，在油样不变的情况下，改变检测腔内的环境参数，获取不同环境参数下颗粒传感器的输出信号，通过计算机拟合环境参数和输出信号之间的关系。基于粘滞度传感器、温度传感器、流速传感器进行数据的修正，可以有效地补偿环境改变导致的测量误差，提高了系统的可靠性。
本实施例提供的液体油中的颗粒物在线监测系统，可应用到各种传动和动力设备如燃气轮机、蒸气轮机、柴油机、汽油机、水轮机、齿轮箱、变速器、液压设备或者变压器等使用液体油的设备中，通过检测其润滑油中的铁磁颗粒物、非铁磁颗粒物来监测设备的使用状态，及时作出预警，降低了设备的故障率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (7)
1.一种液体油中的颗粒物在线监测系统，其特征在于，包括：检测腔、颗粒传感器、铁磁颗粒传感器、处理器，
所述检测腔用于通过待检测的液体油，
所述颗粒传感器和所述铁磁颗粒传感器设置在所述检测腔内，所述颗粒传感器、所述铁磁颗粒传感器与所述处理器连接，
所述处理器用于根据所述颗粒传感器和所述铁磁颗粒传感器的输出信号得到颗粒物检测结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述颗粒传感器为光学颗粒物质传感器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光学颗粒物质传感器的窗口上部固定了反光装置，从所述窗口输出的检测光经反光装置反射后返回所述窗口，所述反光装置与所述窗口之间形成供液体油通过的通道。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述处理器具体用于：根据所述颗粒传感器的输出信号得到总颗粒物含量，根据所述铁磁颗粒传感器的输出信号得到铁磁颗粒含量，根据所述总颗粒物含量、所述铁磁颗粒含量得到非铁磁颗粒含量。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述铁磁颗粒传感器设置在所述检测腔顶部的位置。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述检测腔内还设置有粘滞度传感器、温度传感器、流速传感器中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理器用于根据所述粘滞度传感器和/或所述温度传感器和/或所述流速传感器输出的数据对颗粒度传感器的基线以及灵敏度曲线进行补偿。
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