CN110296099B - 泵机组以及用于监视泵机组中的密封结构中的液体部的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泵机组，具有驱动电机(2)和至少一个通过轴(14)与驱动电机(2)连接的叶轮，其中，轴在驱动电机(2)与叶轮之间延伸穿过至少一个具有液体部(22)的密封结构(20)，本发明还涉及一种用于检测泵机组中的密封结构中的液体部中的浓度变化的方法，其中，在液体部(22)上设置至少一个用于检测液体部(22)中的浓度变化的浓度传感器(30)和用于检测液体部(22)的至少一个其它参数的第二传感器(32)，它们与分析装置(34)连接，并且分析装置(34)被设计为，其在考虑到至少一个由第二传感器(32)检测到的测量值的情况下对浓度传感器(30)的至少一个测量值进行分析。

Description

泵机组以及用于监视泵机组中的密封结构中的液体部的方法
技术领域
本发明涉及一种泵机组以及一种用于监视或探测泵机组中的密封结构中的液体部的浓度变化的方法。
背景技术
在具有干运行驱动电机的离心泵机组中，需要使泵腔与在泵腔中旋转的叶轮相对于驱动电机被密封。因此驱动轴将穿过密封结构。在此已知的是使用两个彼此间隔开的密封件与位于它们之间的液体部。这种液体部可以例如用油或乙二醇-水-混合物来填充。如果面向泵腔的第一密封件不起作用，则诸如水这样的待输送介质会渗入到液体部中。人们期望能够提早检测到这种现象，从而能够更换密封件。对于油封而言，能够识别所渗入的水的传感器是已知的。但是当在液体部中使用乙二醇-水-混合物时，明显更难以检测到渗入的水。为此需要检测水浓度的变化。由于操作条件和环境条件的变化，这并不总是很容易实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的泵机组以及一种用于监视泵机组的密封结构中的液体部的方法，该方法能够可靠地检测液体部中的侵入液体。
本发明的目的通过一种泵机组以及通过一种用于探测液体部中的浓度变化的方法来实现。优选的实施方式由下面的说明、及附图以及其他部分给出。
根据本发明的泵机组具有驱动电机和至少一个通过轴与驱动电机连接的叶轮。在此，驱动电机与叶轮之间的轴延伸穿过至少一个密封结构。该密封结构具有液体部。为此，密封结构优选地具有至少两个密封件，在它们之间设置填充有液体的腔室形式的液体部。该液体部用于识别泄漏并防止水直接侵入到干燥的电机舱中。此外，腔室中的液体还可用于冷却。驱动电机在这种设计中优选设计为干运行的。即，密封结构位于以液体填充的泵腔(叶轮在泵腔中转动)和处于干燥中的驱动电机之间。在泵机组被设计用于输送水(例如淡水或废水)时，特别是可以向泵腔中填充水。
根据本发明，在液体部处设置至少一个用于检测液体部中的浓度变化的浓度传感器。该浓度传感器可以例如被设计为，在液体部的第一液体中检测第二液体的浓度，特别是乙二醇中的水的浓度，反之亦然。但是，还可以使用其它的液体混合物，特别是两种以上液体的混合物。因此，在油-乙二醇-混合物中同样可以根据需要包含其它的添加物。浓度传感器还可以被设计为，检测液体部中的各种液体的初始设定浓度的变化。因此，浓度传感器可以被设计为，其沉入到液体中或者例如从外部通过分隔壁无接触地检测浓度。此外，根据本发明，在液体部上或者液体部中还设有至少一个用于检测液体部的至少一个其它参数的第二传感器。无论是所述浓度传感器，还是所述至少一个第二传感器，都连接到分析装置，使得分析装置能够接收由传感侧检测到的测量值并做进一步处理。
分析装置可以集成在直接设置在泵机组上的电子控制或调节装置上，特别是集成在用于控制或调节驱动电机的控制装置上。为此可以将分析装置设置在例如泵机组的电子器件壳体中。但是，分析装置也可以被设计为单独的电子部件或者远离传感装置或泵机组地设置，例如设计为云实现的或网络实现的分析装置。分析装置或分析装置的部件还可以直接集成在传感器中，或者说集成在第一和/或第二传感器的传感器壳体中。还可以考虑将分析装置的功能分配给不同组件中的多个电子单元或处理器。
根据本发明将分析装置设计为，其在考虑到至少一个由至少一个第二传感器所检测到的测量值的情况下对浓度传感器的至少一个测量值进行分析。这样做的优点在于：能够检测到工作状态的变化并加以考虑或补偿，这种变化会影响到浓度传感器的测量值并可能歪曲其测量结果。因此，第二传感器所检测到的参数可以是表征特定工作状态的参数或者是表征工作状态和/或环境条件的变化的参数。这使得能够基于至少一个第二传感器的测量值来补偿或修正浓度传感器的测量值的变化，从而能够实现更精确的浓度测量。应该指出的是，也可以设置多个第二传感器，或者设置一个同时测量一个以上参数的第二传感器。因此，第二传感器可以检测例如温度和/或压力，或者还可以替代地或附加地检测振动和/或结构噪音
Figure BDA0002005542200000031
优选地，至少一个第二传感器是温度传感器，或者是检测至少一个依赖于温度的参数的传感器。这种依赖于温度的参数可以是取决于温度的任何参数，特别是与温度成比例。因此，这种依赖于温度的参数使得能够实现间接温度测量。
特别优选地，分析装置被设计为，其在考虑到至少一个由至少一个第二传感器检测到的温度测量值或依赖于温度的参数的情况下，对浓度传感器的至少一个测量值进行分析。特别是如前所述地将分析装置设计为，其基于由至少一个第二传感器检测到的温度测量值或依赖于温度的参数对浓度传感器的测量值进行修正或补偿。由此可以消除温度对浓度测量的影响。在此，该修正可以直接基于检测到的温度测量值或依赖于温度的参数(例如振动信号)。因此可以进行直接的或间接的温度相关补偿。
优选地，将浓度传感器设计为超声波传感器、光学传感器或电容式传感器。在超声波传感器的情况下，优选地设置超声波发生器(例如压电元件)并将其设置在液体部上，使得超声波发生器将超声波信号发送到液体部中，然后该超声波信号在相对置的壁上反射。该反射信号由测量接收器接收，该测量接收器可以优选地同样由声音发生器形成，或者可与声音发生器集成为一结构单元。在浓度改变时，声速改变，并因此使得所接收到的反射超声波信号改变，从而能够通过分析装置确定浓度变化。声速不仅取决于浓度，还取决于介质的温度，因此优选借助于至少一个第二传感器来检测温度，并基于此对检测到的超声波信号进行补偿。
因此，超声波传感器可以如前所述地是根据反射原理工作的传感器。然而，替代地也可以使用如下的超声波传感器：发射器设置在一侧，接收器设置在对置的一侧，而信号不被反射器反射。
在通过浓度传感器测量浓度变化时，对不同工作状态的第一种可能的考虑可以这样进行：将分析装置设计为，只有当由至少一个第二传感器检测到的测量值并且特别是由该第二传感器检测到的温度测量值低于预先设定的最大极限值、优选为预先设定的最大温度极限值时，分析装置才对浓度传感器的测量值进行分析。也就是说，例如可以在某个工作温度以上中断浓度测量，在该工作温度下不再能够获得可靠的测量结果。
替代地或附加地，可以将分析装置设计为，只有当由至少一个第二传感器检测到的测量值并且特别是由第二传感器检测到的温度测量值高于预先设定的最小极限值时，即优选高于预先设定的最小温度极限值时，分析装置才对浓度传感器的测量值进行分析。由此例如可以确保：当温度过低时，此时不再能够获得无误差的测量结果，完全中断浓度测量。
根据本发明的一种可能的实施方式，分析装置被设计为，当至少一个由浓度传感器检测到的测量值或者由该测量值导出的特征值达到预先设定的浓度极限值时，分析装置基于给测量值输出报警信号。附加地，分析装置也可以输出开关或控制信号，该开关或控制信号可以由控制装置检测并可用于基于该信号关闭泵机组，以防止进一步的缺陷。基于该警报信号，可以确定需要更换密封结构中的密封件。特别是可以将分析装置设计为，其例如可以基于浓度变化的大小和/或浓度变化的速度探测到轴密封件的断裂或完全破坏，并在相应地检测到轴密封件的断裂时输出报警信号
根据另一种优选的实施方式，分析装置被设计为，其形成至少一个由浓度传感器的测量值和由至少一个第二传感器检测到的测量值、特别是温度测量值推导出的特征值。这样的特征值可以是针对温度影响所修正的浓度测量值，即，可以被修正以消除或降低温度对测量结果的影响的浓度测量值。然后，可以基于这样的特征值来判断液体部的状态，特别是可以将该特征值与预先设定的浓度的极限值进行比较，并在超过或低于该极限值时输出错误信号，该错误信号表示密封件的维护或修理。
因此，可以优选地将分析装置设计为，其例如在由第二传感器检测到过高和/或过低的温度时中断针对浓度的测量值检测或测量值分析。在此，进一步优选将分析装置设计为，其在中断测量值检测或测量值分析时以在中断之前所检测到的测量值为基础进行进一步处理。也就是说，分析装置在这种情况下将例如最后检测到的允许测量值作为浓度值输出。
根据另一种优选的实施方式，可以将分析装置设计为，在不同的时间点检测浓度传感器的测量值，并将所检测到的测量值的平均值作为特征值。通过形成平均值，可以使例如由于泵机组的工作状态的变化所引起的短期波动最小化，并且可以只考虑长期影响来推断液体部的变化，这种变化需要对密封件进行维护或修理)。
特别优选地，可以据此将分析装置设计为，其在某一时间段上形成连续平均值(laufenden Durchschnittswert)或平均值作为特征值。在此，某一时间段可以例如是基于当前时间点的过去某个时间段。因此，例如可以针对从当前时间点开始的过去某个时间段形成一连续平均值或按照有规律的间隔形成新的平均值作为特征值。由此可以检测特征值的长期变化，同时可以消除由于平均值形成而引起的短期波动。
根据本发明的另一种优选的实施方式，分析装置被设计为，其在形成平均值时根据至少一个第二传感器检测到的测量值并优选地根据该第二传感器检测到的温度测量值和/或根据时间对浓度传感器的测量值进行加权。由此，可以在平均值形成时，使例如在泵机组的预期能够实现更准确浓度测量的工作状态下的浓度测量值比在预期实现不准确测量的工作状态下的测量值获得更高的加权。在此，工作状态通过第二传感器所检测到的测量值来表示。特别地，这些可以是在液体部的不同温度下的工作状态，其由第二传感器如上所述地直接或间接地测量。因此，在能够实现准确浓度测量的温度范围中的浓度测量值要比在其它温度下检测到的浓度测量值获得更高的加权。此外，对例如更近期的测量值的加权可以高于更早期的测量。此外，也可以进行临时性的检测：即，对于在过高或过低温度下中断测量值检测或测量值分析的情况，使用中断之前的最后测量值。同时，如有必要，还可以针对长时间不能进行正确测量的情况下发出报警或提示信号。
特别优选地，分析装置可以被设计为，在形成平均值时，对在较低温度下检测到的测量值、也就是浓度测量值的加权要高于在较高温度下检测到的测量值。这例如根据线性函数或反S型函数(Sigmoidfunktion)进行。但是，也可以使用其它的数学函数实现此目的。原则上，例如可以在某些温度区间中使用单调递减函数，例如前述的线性函数和反S型函数。但是，也可以在某些温度范围内使用单调递增函数，特别是在非常低的温度(接近冰点)下。因此，可以优选在较高的温度范围内使用单调递减函数，并在较低的温度范围内使用单调递增函数。
对在低温下检测到的测量值实行较高的加权在使用超声波传感器时是特别有利的，因为在低温下的浓度变化会导致通过介质的声音速度有较大的变化，从而造成测量精度更高。在较高的温度下，该速度差异会变小，因此在这些范围内可能会有更大的测量误差。
替代地或附加地，分析装置可以具有用于分析至少一个测量值的神经元网络。这样的神经元网络的优点在于能够进行学习分析，这种学习分析不断地适应工作状态和环境条件的变化，从而能够不断地改进对浓度传感器的测量值的分析并提高准确性。
根据本发明的一种可能的实施方式，可以将浓度传感器和至少一个第二传感器集成到一传感器结构单元中。这特别适用于浓度传感器是超声波传感器并且至少一个第二传感器是温度传感器的情况。由此可以提供一集成的传感器结构单元，其能够作为一个整体容易地集成到泵机组中。特别地，整个电连接不仅可以用于浓度传感器或至少一个第二传感器，并且在必要时还可以通过整个导线进行数据传递。
根据本发明的另一种可能的实施方式，存在至少一个第三传感器，其被设计用于检测泵机组的工作状态。特别是可以将该至少一个第三传感器设计用于检测泵机组是否在运行。为此，该至少一个第三传感器例如可以是振动传感器或结构噪音传感器。根据振动信号或结构噪音信号能够非常容易地检测工作状态，特别是泵机组是打开还是关闭。在此，优选地将分析装置设计为，其仅在预定的工作状态下，例如在泵机组被关闭时，对浓度传感器的信号进行分析。这可改善测量结果。例如，在运行期间在液体部中可能出现气泡，这会扭曲测量结果。这可以通过以所述的方式设置第三传感器来检测，使得例如对浓度传感器的信号的分析仅在那些预期不会损害测量结果的工作状态下进行。
如上所述，液体部优选地填充有包含油或乙二醇的液体混合物。液体混合物特别是可以包括乙二醇和水的混合物。优选地，浓度传感器和分析装置被设计用于检测测量液体部中的水的浓度，以便能够在面向泵腔的密封泄露时探测到水的渗入并因此生成报警信号。
泵机组特别优选为水泵机组，并进一步优选为废水泵机组。这种泵机组可以被设计为潜水泵，并且重要的是使其中设置有干运行驱动电机的电机舱被可靠地密封。
根据另一种可能的实施方式，分析装置被设计为，其基于对浓度传感器的测量值的分析来计算或预测到泵机组的下一次到期维护的时间间隔。在此，维护被理解为例如更换密封件，也就是轴密封件。分析装置或者与分析装置连接的控制装置可以估测下一次到期维护的时间点。这可以基于先前检测到的浓度传感器的测量值进行外推来实现。例如，基本上恒定的测量值可能会突然增大，这表明密封件需要在不久的将来被更换。在此可能存在指数趋势，该指数趋势可以由分析装置和连接的控制装置加以考虑。
除了所描述的泵机组，本发明还涉及一种用于检测泵机组中的密封结构中的液体部中的浓度变化的方法，在该方法中，设置在液体部上的浓度传感器的至少一个测量值将根据液体部的至少一个另外的参数并优选根据液体部的温度或依赖于温度的参数加以分析。通过这种方式，特别是可以补偿温度对浓度传感器的测量结果的影响。这可以按照前面参照泵机组所描述的方式来实现。关于优选的方法步骤将参照泵机组的前述描述来说明。其中描述的方法流程或根据泵机组的设计所产生的方法流程同样是根据本发明的方法的优选对象。
在根据本发明的方法中，特别优选地，当液体部的温度高于上极限值或低于下极限值时，中断对浓度传感器的至少一个测量值的分析。由此可以排除：在浓度测量时将在无法实现准确测量的环境条件下所接收的测量值考虑进来。
在根据本发明的方法中，特别优选地，在分析过程中，基于浓度传感器的多个测量值形成平均值，在此进一步优选地，根据另一参数并优选根据所检测到的各个温度和/或根据时间有区别地对各个测量值进行加权。特别地，如同在上面参照泵机组所描述的那样，可以对在较低温度下所检测到的测量值进行更高的加权。
附图说明
下面参照附图对本发明进行示例性说明。其中：
图1示出了根据本发明的泵机组的透视图，
图2示出了根据图1的泵机组的驱动电机的截面图，
图3示出了根据图2的驱动电机上的密封结构的放大截面图，
图4示意性示出了利用超声波的浓度测量，
图5示出了在不同浓度下依赖于温度的在液体部中的声速，
图6示意性示出了根据本发明的方法的一种优选实施方式的流程。
其中，附图标记说明如下：
2 驱动马达驱动电机
4 泵壳体
6 入口
8 压力套管
10 电子器件壳体
12 连接导线
14 轴
16 转子
18 定子
20 密封布置密封结构
22 液体部
24 密封件壳体
26 第一密封件
28 第二密封件
30 浓度传感器
32 第二传感器/温度传感器
33 第三传感器/振动传感器
34 分析装置
36 控制电子器件
38 发送/接收单元
40 壁
Tg，Tthres 温度极限值
t 时间
T 温度
C 浓度
具体实施方式
在图1和图2中示例性示出的根据本发明的泵机组被设计为潜水泵机组。该泵机组以已知的方式具有驱动电机2，该驱动电机具有已安装的泵壳体4。该泵壳体4在其下侧具有入口6以及径向压力套管8。驱动电机2在其背对泵壳体4的轴向端部上具有接线盒或电子器件壳体10，在其中可以设置用于驱动电机2的控制电子和调节电子器件，和/或可以建立与用于能量供应的连接导线12的电连接。
泵壳体4在其内部以已知的方式包括泵腔，叶轮(在此未示出)在该泵腔中旋转。叶轮与驱动轴或者说驱动电机6的轴14抗扭地连接。在驱动电机2中，轴14与驱动电机的转子16抗扭地连接，该转子以已知的方式在定子18的内部转动。驱动电机6被设计为干运行电机，即，驱动电机2的内部相对于泵壳体4内部的泵腔完全密封，因此轴14穿过密封结构20。密封结构20在由密封壳体24限定的腔室的内部具有液体部22。密封结构20还具有两个密封件26和28，它们被构造为轴密封件并且被轴14密封地穿过。密封件26形成面向泵壳体4的第一密封件，而密封件28形成面向驱动电机2的第二密封件。液体部22位于第一密封件26和第二密封件28之间。如果现在第一密封件26失效，则来自泵壳体4的液体渗入到液体部22的内部，这可以被检测到。如同所预期的那样，第一密封件26将比第二密封件28更快地磨损，由此可以在来自液体部22的液体侵入到驱动电机2的内部之前识别出密封件的该磨损。下面将参照图3详细说明液体部22的构造。
液体部22可以优选以包含油或乙二醇的液体混合物填充，特别是以乙二醇-水-混合物填充。在此，该混合物除了乙二醇和水以外还包含其它添加材料或添加剂。当来自泵壳体4内部的泵腔的水通过第一密封件26渗入到液体部22中时，液体部22中的乙二醇-水-浓度将发生变化。这种变化通过浓度传感器30来检测，该浓度传感器安装在密封结构20的密封件壳体24中。浓度传感器30延伸到液体部22所在的腔室内部。附加地，在密封件壳体24上设有第二传感器32，该第二传感器在这种情况下被设计为温度传感器。然而，第二传感器32也可以被设计为组合传感器，其检测多个参数，例如温度、压力和/或振动。因此，如图3所示的，可以将振动传感器33作为第三传感器集成到第二传感器中。振动传感器33用于识别泵机组是否在运行。浓度传感器30或第二传感器32都连接到分析装置34。振动传感器33的输出信号也通过分析装置34来分析，以便例如在过度振动时中断另一传感器的分析。分析装置34可以是电子器件壳体10内部的控制或调节电子器件36的一部分(见图2)，该控制或调节电子器件控制驱动电机2。
在本实施例中，浓度传感器30被设计为超声波传感器，如参照图4所述。浓度传感器30具有发送/接收单元38，其将超声波信号在液体部22的内部发射向对置的壁40。该信号在壁40上被反射并发送回发送/接收单元38，在该发送/接收单元处再次接收信号。发送/接收单元38连接带分析装置34，该分析装置可以检测超声波信号在发送/接收单元38和壁40之间的信号运行时间。液体部22的声速根据浓度改变，从而使得分析单元34能够基于信号在液体部22中的运行时间并进而基于速度来检测浓度的变化。发送/接收单元38可以例如被设计为压电元件。
在图5中，针对四个不同的浓度conc0、conc1、conc2和conc3，示出了在液体部22内部的信号速度的信号波形。在此，在图5中绘出了关于温度T的速度u。可以看出，在各个浓度之间的速度差异随着温度T的升高而减小。即，浓度的测量精度随着温度的升高而减小。从温度极限值Tg开始不再能够进行准确的测量。因此根据本发明设置为：分析装置34优选在超过温度Tg时中断对浓度传感器30的测量结果的分析。废水泵通常不是连续地运行，而是间隔性地运行。在运行期间，温度升高。当泵再次关闭时，温度再次下降，因此在运行期间可能会定期地发生：超过温度极限值Tg，但随后又再次低于该温度极限值。浓度传感器30的浓度测量或对测量值的分析仅在温度低于温度极限值Tg时由分析装置34进行。
对液体部22中的浓度的确定可以由分析装置34例如按照图6所述的方式进行。由浓度传感器30检测到的实际浓度Ci以及由温度传感器32检测到的实际温度Ti作为输入变量。在步骤S1中，检查实际温度值T是否低于极限值Tthres(对应于Tg)。如果是(Y)，则在步骤S2中将修正的浓度值Cout确定为所测得的浓度值Ci、所测得的温度值Ti以及时间ti的函数。因此，例如可以将浓度Cout确定为在较长时间段内所测得的多个浓度Ci的加权平均值，特别是作为连续平均值。该加权可以取决于时间和/或温度地进行。该加权特别是如下地进行：使在较低温度下的测量的加权高于在较高温度下的测量。这可以根据线性函数或反S型函数或其它合适的数学函数进行。
如果在步骤S1中确定：温度Ti高于设定的温度极限值Tthres(N)，则在步骤S3中检查：从最后确定浓度值Cout起的时间段t是否小于预先设定的时间间隔tintervall。如果是(Y)，则在步骤A1中将Cout设为最后确定的值。如果在步骤S3中确定：时间间隔t等于或大于预先设定的时间间隔tintervall(N)，则在步骤A2中将浓度值Cout设为最后确定的值，并同时发出当前不能进行测量或浓度确定的报警信号。
替代地，基于温度Ti和所测得的浓度测量值Ci对浓度Cout(估计或修正的浓度)的确定还可以通过其它方式进行，例如使用神经元网络。这种神经元网络可以适应环境条件和运行条件的变化，并且以学习的方式根据温度调整对浓度测量值Ci的修正。
还可以使用其它的算法或方法来根据温度修正或调整浓度测量值Ci，以减小或消除来自浓度测量的温度影响。

Claims (29)

1.一种泵机组，具有驱动电机(2)和至少一个通过轴(14)与该驱动电机(2)连接的叶轮，其中，所述轴在所述驱动电机(2)与所述叶轮之间延伸穿过至少一个具有液体部(22)的密封结构(20)，其特征在于，
在所述液体部(22)上布置至少一个用于检测所述液体部(22)中的浓度变化的浓度传感器(30)和至少一个用于检测所述液体部(22)的至少一个其它参数的第二传感器(32)，该浓度传感器和该第二传感器与分析装置(34)连接，并且所述分析装置(34)被设计为，其在考虑到至少一个由所述第二传感器检测到的测量值的情况下，对所述浓度传感器(30)的至少一个测量值进行分析。
2.根据权利要求1所述的泵机组，其特征在于，至少一个所述第二传感器是温度传感器(32)，或者是检测至少一个依赖于温度的参数的传感器。
3.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，其在考虑到至少一个由所述第二传感器(32)检测到的温度测量值或依赖于温度的参数的情况下，对所述浓度传感器(30)的至少一个测量值进行分析。
4.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述浓度传感器(30)是超声波传感器、光学传感器或电容式传感器。
5.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，其仅在由至少一个所述第二传感器(32)检测到的测量值低于预先设定的最大极限值时才进行对所述浓度传感器(30)的测量值的分析。
6.根据权利要求5所述的泵机组，其特征在于，所述由至少一个所述第二传感器(32)检测到的测量值是由该第二传感器检测到的温度测量值。
7.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，其仅在由至少一个所述第二传感器(32)检测到的测量值高于预先设定的最小极限值时才进行对所述浓度传感器(30)的测量值的分析。
8.根据权利要求7所述的泵机组，其特征在于，所述由至少一个所述第二传感器(32)检测到的测量值是由该第二传感器检测到的温度测量值。
9.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，其在中断测量值检测或测量值分析时以在中断之前所检测到的测量值为基础进行进一步处理。
10.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，其在至少一个测量值或由该测量值推导出的特征值达到预先设定的浓度极限值时，基于由所述浓度传感器(32)检测到的测量值输出报警信号。
11.根据权利要求1所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，其形成至少一个由所述浓度传感器(30)的测量值和由至少一个所述第二传感器(32)检测到的测量值推导出的特征值。
12.根据权利要求11所述的泵机组，其特征在于，所述由至少一个所述第二传感器(32)检测到的测量值是温度测量值。
13.根据权利要求1所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，其在不同的时间点检测所述浓度传感器(30)的测量值，并且将检测到的测量值的平均值形成为特征值。
14.根据权利要求13所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，其在某一时间段上形成连续平均值或平均值作为特征值。
15.根据权利要求11或13所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，其在形成平均值时根据由所述第二传感器(32)检测到的测量值和/或根据时间对所述浓度传感器(32)的测量值进行加权。
16.根据权利要求15所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，其在形成平均值时根据由至少一个所述第二传感器(32)检测到的温度测量值对所述浓度传感器(32)的测量值进行加权。
17.根据权利要求15所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，在形成平均值时，在较低温度下检测到的测量值的加权高于在较高温度下检测到的测量值，其中，该加权根据线性函数或反S型函数进行。
18.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)具有用于分析至少一个测量值的神经元网络。
19.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述浓度传感器(30)和至少一个所述第二传感器(32)被集成在传感器结构单元中。
20.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，设有至少一个第三传感器(33)，其被设计用于检测所述泵机组的工作状态。
21.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述液体部(22)被填充包含油或乙二醇的液体混合物。
22.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述浓度传感器(30)和所述分析装置(34)被设计用于检测所述液体部中的水的浓度。
23.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述泵机组是废水泵机组。
24.根据权利要求1或2所述的泵机组，其特征在于，所述分析装置(34)被设计为，基于对所述浓度传感器(30)的测量值的分析来计算或预测到所述泵机组的下一次到期维护的时间间隔。
25.一种用于检测泵机组中的密封结构(20)中的液体部(22)中的浓度变化的方法，其中，布置在所述液体部(22)上的浓度传感器(30)的至少一个测量值根据所述液体部的至少一个另外的参数进行分析。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，布置在所述液体部(22)上的浓度传感器(30)的至少一个测量值根据所述液体部(22)的温度或依赖于温度的参数进行分析。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，当所述温度高于上极限值或低于下极限值时，中断对所述至少一个测量值的分析。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，在分析过程中，基于所述浓度传感器(30)的多个测量值形成平均值，其中，根据另一参数有区别地对各个测量值进行加权。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，在分析过程中，基于所述浓度传感器(30)的多个测量值形成平均值，其中，根据检测到的各个温度和/或根据时间有区别地对各个测量值进行加权。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113250990B (zh) * 2021-07-14 2021-10-08 亿昇(天津)科技有限公司 一种压缩机检测装置、压缩机及检测方法
DE102021211874A1 (de) 2021-10-21 2023-04-27 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Detektion einer zu erwartenden Eisbildung innerhalb eines Waschsystems eines Fahrzeugs

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3370542A (en) * 1965-10-21 1968-02-27 Dresser Ind Temperature detection device
US4264452A (en) * 1978-09-22 1981-04-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Pump seal flush
US5173019A (en) * 1991-08-05 1992-12-22 American Gage And Machine Company Pump including secondary containment with alarm system
US5494299A (en) * 1994-02-22 1996-02-27 Evironamics Corporation Temperature and pressure resistant rotating seal construction for a pump
US5746435A (en) * 1994-09-30 1998-05-05 Arbuckle; Donald P. Dual seal barrier fluid leakage control method
DK172996B1 (da) * 1997-05-27 1999-11-01 Apv Fluid Handling Horsens As Centrifugalpumpe med akseltætning
US6626436B2 (en) * 1997-08-20 2003-09-30 Crane John Inc Monitoring seal system
US6379127B1 (en) 2000-09-29 2002-04-30 Lawrence Pumps, Inc. Submersible motor with shaft seals
WO2002033401A1 (en) * 2000-10-16 2002-04-25 Sievers Instruments, Inc. Pulsed-flow total organic carbon analyzer
US10260388B2 (en) * 2006-11-16 2019-04-16 General Electric Company Sensing system and method
US20130272898A1 (en) * 2012-04-17 2013-10-17 Schlumberger Technology Corporation Instrumenting High Reliability Electric Submersible Pumps
US9321026B2 (en) * 2012-10-31 2016-04-26 Chevron Phillips Chemical Company Lp System and method for seal flush
WO2014179160A1 (en) * 2013-04-29 2014-11-06 Schlumberger Canada Limited Proximity sensor system for electric submersible pumps
CN205207212U (zh) * 2015-12-03 2016-05-04 中广核研究院有限公司 一种反应堆冷却剂泵轴封泄露流量保护控制装置
ITUA20164654A1 (it) * 2016-06-24 2017-12-24 Caprari Spa Elettropompa

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