CN110044419A

CN110044419A - 设备润滑油在线监测系统及方法

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Publication number: CN110044419A
Application number: CN201910364018.2A
Authority: CN
Inventors: 易书理
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2019-07-23
Anticipated expiration: 2039-04-30
Also published as: CN110044419B

Abstract

本发明公开了一种设备润滑油在线监测方法，包括以下步骤：S1.设备更迭润滑油后，在线监测系统根据采集的润滑油的参数建立润滑油理化指标基线；S2.设备润滑油使用一段时间后，在线监测系统根据采集的润滑油的参数与已建立的润滑油理化指标基线进行比较，根据设定的润滑油的经验阈值来判断润滑油的品质状态。相应地，本发明还公开了一种设备润滑油在线监测系统。本发明结构简单、实现方便、无需预先输入油/液理化指标，能够对在用设备中的润滑油质量进行有效实时在线检测、判定和预警。

Description

设备润滑油在线监测系统及方法

技术领域

本发明属于设备运行状态实时监测技术领域，尤其涉及一种设备润滑油在线监测系统及方法。

背景技术

工业现代化中大量使用如气体压缩机、汽轮机、工程机械、高压锅炉等重型设备，润滑油如同这些大型设备的血液一般不可缺少。润滑油的好坏直接关系到设备能否正常运行。

设备润滑油系统是保障设备稳定运行的核心系统，设备运转中，很多部件会产生摩擦，而润滑油正是通过润滑油系统对每一个产生摩擦的部位进行充分的润滑，避免摩擦带来的损耗，保证各运动副稳定安全运行。除了减少摩擦外，设备润滑油还有两个非常重要的作用：冷却和密封。

设备润滑油矿常见的油/液变质状态有结焦/胶、积碳、漆膜、润滑不足、产生水分等。目前对设备油/液中的油液质量状态分析主要采取的是停机取样。这样带来两个问题，一是设备安装设计上的缺陷会导致有时不方便取样，停机也会影响生产；另一个是当油液质量发生问题被发现时，已经对设备造成不可逆转的损害。

市场上一般在线式监测装置通过对润滑油的红外光谱、气相色谱、粘度、介电常数、温度等指标进行实时监测，以此对润滑油的状态进行实时监控，该类设备的价格和准确性也一直是润滑油在线监测的发展关注方向。CN103837666B中国专利公开了一种名称为“矿用设备润滑油状态在线检测系统及其检测方法”，该发明需要客户预先知道品种繁多的矿用设备润滑油每一个批次的润滑油的粘度、密度和介电常数参数初值，润滑油厂家也较少能够提供不同的温度下的动力粘度、介电常数和密度。CN105954225A中国专利公开了一种名称为“一种柴油机润滑油更换周期的判断方法及装置”，该发明利用中红外光谱对柴油发动机机油的官能团进行实时监测达到对柴油发动机机油实时监测目的。红外光谱易受水分和不同厂家配方的影响，从而导致误差。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种结构简单、实现方便、能够对设备中的润滑油实现在移动设备端实时在线监测，追踪过往记录，且无需预设参数、监测结果可靠的设备润滑油在线监测系统及方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种设备润滑油在线监测方法，包括以下步骤：

S1.设备更迭润滑油后，在线监测系统根据采集的润滑油的参数建立润滑油理化指标基线；

S2.设备润滑油使用一段时间后，在线监测系统根据采集的润滑油的参数与已建立的润滑油理化指标基线进行比较，根据设定的润滑油的经验阈值来判断润滑油的品质状态。

较佳的，步骤S1中在线监测系统采集润滑油的参数的过程如下：传感器检测管路中的润滑油的参数，并由数据采集端统一采集后通过无线传输模块将其传输至云服务器，由云服务器或者移动设备根据采集的润滑油的参数建立润滑油理化指标基线。

较佳的，步骤S1中所述云服务器或者移动设备根据采集的润滑油的参数建立润滑油理化指标基线包括以下步骤：

S11.选择筛选函数，对采集的润滑油的参数进行筛选；

S12.选择润滑油的粘度、密度和介电常数与温度的函数关系；

S13.根据筛选后的润滑油的参数以及最小二乘法得到不同温度下润滑油的粘度函数关系、密度函数关系和介电常数的函数关系。

较佳的，步骤S13中将润滑油的老化特性通过函数与介电常数关联。

较佳的，步骤S2中当润滑油的品质状态超出预设的经验阈值时，在线监测系统黄灯闪烁或者红灯闪烁，和/或发出短信通知预警。

一种设备润滑油在线监测系统，包括传感器、数据采集端、无线传输模块、云服务器和移动设备，所述传感器安装于待检测设备的润滑油管路中，所述传感器与所述数据采集端连接，所述数据采集端采集到所述传感器检测的润滑油的参数后，通过所述无线传输模块将其传输至所述云服务器，当设备更迭润滑油时，所述云服务器或者所述移动设备根据采集的参数建立润滑油理化指标基线，在设备使用过程中，所述云服务器或者所述移动设备根据实时采集的数据与已建立的润滑油理化指标基线进行对比，进而判断润滑油的品质状态，当超出预设的经验阈值时，发出预警。

较佳的，所述云服务器或者所述移动设备根据选择的筛选函数，对采集的润滑油的参数进行筛选，根据筛选后的参数、选择的润滑油的粘度、密度和介电常数与温度的函数关系以及最小二乘法得到不同温度下的润滑油的粘度函数关系、密度函数关系和介电常数的函数关系。

较佳的，将润滑油的老化特性通过函数与介电常数关联。

和现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的设备润滑油在线监测系统结构简单、实现方便、能够在客户端通过无线网络对设备润滑油的质量状态进行实时在线监测；

(2)针对设备工作现场使用油/液的复杂情况，在无法预先输入油品的理化指标的情况下，通过预先设立函数关系，计算出基线；

(3)在客户端，通过压缩机润滑油过往数据分析，可以追踪过往设备状态；在客户端对实时数据分析，避免用户在不知情的状况下使用劣质或与压缩机不符合的油/液；

(4)设立油/液的理化指标阈值状态，当润滑油品质不达标时，通过客户端发出报警信号。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明的一种设备润滑油在线监测系统的示意图；

图2为本发明的设备润滑油在线监测系统的移动设备APP界面示意图；

图3为本发明的设备润滑油在线监测系统的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。

实施例一

请综合参考图1至图3，一种设备润滑油在线监测系统，包括传感器、数据采集端、无线传输模块、云服务器和移动设备，传感器安装于待检测设备的润滑油管路中，传感器与数据采集端连接，数据采集端采集到传感器检测的润滑油的参数后，通过无线传输模块将其传输至云服务器，当设备更迭润滑油时，云服务器或者移动设备根据采集的参数建立润滑油理化指标基线，在设备使用过程中，云服务器或者移动设备根据实时采集的数据与已建立的润滑油理化指标基线进行对比，进而判断润滑油的品质状态，当超出预设的经验阈值时，发出预警。

传感器为市售的集成式传感器，使用温度能在零下40摄氏度到120摄氏度。传感器自带螺纹，方便安装。

传感器应该安装在设备的润滑油循环管路的各个待测点中，待测部位至少安装一个/套或多个/套传感器，多个油/液传感器可以共用一个数据采集端，每个/套传感器都拥有自己独立的设备编码；数据采集端内置存储模块，该模块能储存一个月以上数据，以防止突然断电或无线网络通讯不佳等情况发生时，做到数据备份传输。

数据采集端工作范围控制在工作温度：-25℃～60℃

存储温度：-25℃～85℃

相对湿度：95％不结露

防护等级：IP20

输入电源：DC15V-24V，6W

通讯形式：RS485，11520bps

输出告警：无源触点(常开，容量AC220V，4A)

接口尺寸：长*宽*高＝115*90*40(mm)

无线传输模块采用4G模块，可以利用运营商的TD-LTE或FDD-LTE的4G网络，实现嵌入模块的设备在户外无网络的情况下与远程服务器双向数据传输。采集数据端采集传感器检测到的数据后，通过无线传输模块将数据传输至云服务器，由云服务器或者与云服务器远程连接的移动设备的APP进行数据处理。

云服务器或者移动设备根据选择的筛选函数，对采集的润滑油的参数进行筛选，根据筛选后的参数、选择的润滑油的粘度、密度和介电常数与温度的函数关系以及最小二乘法得到不同温度下的润滑油的粘度函数关系、密度函数关系和介电常数的函数关系。

云服务器主要功能为处理筛选数据，通过优化函数为新油建立基线。

数据处理方法如下：

考虑到传感器的灵敏和现场多工况的复杂性，必须对润滑油的传感器采集数据建立筛选函数

v，ρ，ξ＝f(v，ρ，ξ)

其中v为运动粘度，单位为mm²/s；ρ为密度，单位为g/mm³；ξ为介电常数。该筛选函数可以根据平均值、最小二乘法等来进行筛选，在此不做任何限制。

然后，根据筛选后的函数建立基线，如下：

假设一个粘度函数关系，其中优选

log(log(v+m))＝a-b×log(T+273)

或者

log(log(v+n+exp(c1+c2v+c3v²)＝c4-c5log(T+273)

其中，m和n为常数，优选0.5-0.9之间的常数，a、b、c1-c5为需要优化计算得到的系数。

假设一个密度的函数关系，其中优选

ρ＝a+b(T+273)+c(T+273)²

其中，a，b为需要优化计算得到的系数。

假设一个介电常数的函数关系，其中优选

ξ＝a+b(T+273)+c(T+273)²

其中，a，b为需要优化计算得到的系数。

其中，优化计算方法优选最小二乘法。

同时，将润滑油的老化特性δ通过函数δ＝H(ξ)与介电常数关联，则筛选函数可表示为

v，ρ，δ＝F(v，ρ，δ)

老化特性和介电常数之间往往存在一定的关系，根据统计数据可以拟合出一定的函数关系，不同的油品其老化特性和介电常数之间的函数关系可能不同，在此不对该函数做任何限制。

将传感器所采集数据代入等式，确定粘度、密度、老化特性与温度的函数关系后，润滑油的理化指标粘度、密度和介电常数基线得以确认。

通过检测的润滑油的粘度、密度、介电常数与基线进行对比，将压缩机油液分为三种状态，如下：

(1)正常运行状态，此时APP上显示绿灯；

(2)密切关注状态，此时APP上显示黄灯；

(3)油/液更换状态，此时APP上显示红灯。

其中，第二种状态和第三种状态可以合并，但优选为设立三种状态。一旦出现黄灯或者红灯报警(可以采取短信通知等方式)，需要手动消除警报。其中，粘度的阈值可以优选绝对变化率设定，密度的阈值可以优选绝对变化值设定，老化常数的阈值可以优选绝对变化值设定。

本发明可以用于压缩机、变压器、透平、液压设备、导热锅炉等多种润滑油设备。

实施例二

请综合参考图1至图3，一种设备润滑油在线监测方法，包括以下步骤：

作为一种实施例，步骤S1中在线监测系统采集润滑油的参数的过程如下：传感器检测管路中的润滑油的参数，并由数据采集端统一采集后通过无线传输模块将其传输至云服务器，由云服务器或者移动设备根据采集的润滑油的参数建立润滑油理化指标基线。

作为一种实施例，步骤S1中云服务器或者移动设备根据采集的润滑油的参数建立润滑油理化指标基线包括以下步骤：

S11.选择筛选函数，对采集的润滑油的参数进行筛选；

S12.选择润滑油的粘度、密度和介电常数与温度的函数关系；

作为一种实施例，步骤S13中将润滑油的老化特性通过函数与介电常数关联。

作为一种实施例，步骤S2中当润滑油的品质状态超出预设的经验阈值时，在线监测系统黄灯闪烁或者红灯闪烁，和/或发出短信通知预警。

本实施例可以参考实施例一的具体实施方式，在此不做其他解释说明。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种设备润滑油在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种设备润滑油在线监测方法，其特征在于，步骤S1中在线监测系统采集润滑油的参数的过程如下：传感器检测管路中的润滑油的参数，并由数据采集端统一采集后通过无线传输模块将其传输至云服务器，由云服务器或者移动设备根据采集的润滑油的参数建立润滑油理化指标基线。

3.根据权利要求2所述的一种设备润滑油在线监测方法，其特征在于，步骤S1中所述云服务器或者移动设备根据采集的润滑油的参数建立润滑油理化指标基线包括以下步骤：

S11.选择筛选函数，对采集的润滑油的参数进行筛选；

S12.选择润滑油的粘度、密度和介电常数与温度的函数关系；

4.根据权利要求3所述的一种设备润滑油在线监测方法，其特征在于，步骤S13中将润滑油的老化特性通过函数与介电常数关联。

5.根据权利要求1所述的一种设备润滑油在线监测方法，其特征在于，步骤S2中当润滑油的品质状态超出预设的经验阈值时，在线监测系统黄灯闪烁或者红灯闪烁，和/或发出短信通知预警。

6.一种设备润滑油在线监测系统，其特征在于，包括传感器、数据采集端、无线传输模块、云服务器和移动设备，所述传感器安装于待检测设备的润滑油管路中，所述传感器与所述数据采集端连接，所述数据采集端采集到所述传感器检测的润滑油的参数后，通过所述无线传输模块将其传输至所述云服务器，当设备更迭润滑油时，所述云服务器或者所述移动设备根据采集的参数建立润滑油理化指标基线，在设备使用过程中，所述云服务器或者所述移动设备根据实时采集的数据与已建立的润滑油理化指标基线进行对比，进而判断润滑油的品质状态，当超出预设的经验阈值时，发出预警。

7.根据权利要求6所述的一种设备润滑油在线监测系统，其特征在于，所述云服务器或者所述移动设备根据选择的筛选函数，对采集的润滑油的参数进行筛选，根据筛选后的参数、选择的润滑油的粘度、密度和介电常数与温度的函数关系以及最小二乘法得到不同温度下的润滑油的粘度函数关系、密度函数关系和介电常数的函数关系。

8.根据权利要求7所述的一种设备润滑油在线监测系统，其特征在于，将润滑油的老化特性通过函数与介电常数关联。