CN110554172A - 一种便携式润滑油状态检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式润滑油状态检测设备，包括传感器、加热模块、循环系统、容器和微控制器，容器用于盛放待测润滑油，加热模块用于加热待测润滑油，循环系统用于使容器的待测润滑油保持循环流动，传感器用于采集待测润滑油的温度、粘度、密度和介电常数，微控制器用于控制加热模块和循环系统工作，微控制器根据传感器采集的数据进行拟合获得不同温度下润滑油的粘度函数、密度函数和介电常数函数，对基础油类型进行判别以及与标准产品数据进行对比获得产品匹配度。本发明能够在户外、设备现场和润滑油交易市场给润滑油厂商、设备厂商、终端客户提供润滑油质量重要理化指标，判定方向。

Description

一种便携式润滑油状态检测设备

技术领域

本发明涉及润滑油检测技术领域，尤其涉及一种便携式润滑油状态检测设备。

背景技术

在工业生产中，润滑油如同设备的血液，而“血液”质量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，润滑油系统对每一个产生摩擦的部位进行充分润滑，避免摩擦损害，保证各摩擦副安全稳定运行。润滑油的功能还包括冷却、密封、清洗和传热。

在市场经营活动、工业生产中，常常会遭遇到不符合技术指标或型号不匹配的润滑油，这时对于没有专业分析的实验室工厂来说，需要对油/液进行快速、简便的现场检测。例如，需要测试工厂对(没有实验室的情况下)新到的油/液的粘度、密度、基础油类型等基本指标进行检验以避免油/液信息的不对称带来的设备损坏。在用的设备润滑油也需要定期进行检测，以防止油品已经老化，而设备还在继续使用。

市场上一般便携式油检测用落球法检测润滑油的粘度，这种方法的准确率比较低。也有用试剂来测试油品的酸值，根据颜色变化来获得大致的酸值数据，该方法的液体溶剂携带不便。因此，一种简便、快速、准确及价格便宜是便携式润滑油检测设备的发展关注方向。CN 109612879A中国专利公开了一种名称为“一种便携式润滑油粘度现场测量装置”，该发明只能提供润滑油的粘度数值。CN 106441433A中国专利公开了一种名称为“一种对油品进行检测的装置”，该发明可以直接测量获得粘度、密度、介电强度，但没有对数据进行处理，也没有给出具体的方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种便携式润滑油状态检测设备，其结构简单、实现方便、数据准确且能够现场对润滑油进行检测。

本发明所采用的技术方案是：

一种便携式润滑油状态检测设备，包括传感器、加热模块、循环系统、容器和微控制器，所述容器用于盛放待测润滑油，所述加热模块用于加热待测润滑油，所述循环系统用于使所述容器的待测润滑油保持循环流动，所述传感器用于采集待测润滑油的温度、粘度、密度和介电常数，所述微控制器用于控制所述加热模块和所述循环系统工作，所述微控制器根据所述传感器采集的数据进行拟合获得不同温度下润滑油的粘度函数、密度函数和介电常数函数，对基础油类型进行判别以及与标准产品数据进行对比获得产品匹配度。

较佳的，所述微控制器根据所述传感器采集的数据进行拟合获得不同温度下润滑油的粘度函数、密度函数和介电常数函数具体为：首先选择筛选函数，对采集的待测润滑油的参数进行筛选；其次选择待测润滑油的粘度、密度和介电常数与温度的函数关系式；最后根据筛选的待测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式、密度函数关系式和介电常数函数关系式。

较佳的，所述微控制器根据所述传感器采集的数据判断待测润滑油的水分含量和/或老化特性。

较佳的，将待测润滑油的水分含量和/或老化特性通过函数与介电常数关联。

较佳的，检测设备包括底座，所述微控制器内嵌于所述底座内，所述底座上设置有USB端口、电源端口以及通信端口。

较佳的，所述容器设有用于密封的可拆卸安装盖板，所述传感器、加热模块和所述盖板一体式设计。

较佳的，检测设备包括支架，所述支架安装在所述底座上，所述传感器和所述加热模块可拆卸安装在所述支架上。

较佳的，所述循环系统采用搅拌装置或者循环泵装置。

较佳的，所述容器为150ml～300ml容量的真空不锈钢杯或陶瓷杯或石英杯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的便携式润滑油检测设备，结构简单、实现方便、能够实现在现场短时间内计算获得油品不同温度下的粘度、密度和介电常数等理化指标；

在客户端，通过新旧润滑油数据多工况对比，可以得知目前在用油品酸值+添加剂含量+金属含量变化、水分含量，从而对在用油品做出现场判断；

通过数据知道所测润滑油的类型，为识别真假油品提供技术支持。

当然，实施本发明的任意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为本发明一实施例的便携式润滑油状态检测设备主要部件连接示意图；

图2为本发明一实施例的便携式润滑油状态检测设备检测时的结构示意图；

图3为本发明一实施例的便携式润滑油状态检测设备的显示界面简图。

图中，1-传感器；2-微控制器；3-加热模块；4-循环系统；5-容器；6-搅拌装置；7-底座；8-支架。

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。

请参考图1至图3，一种便携式润滑油状态检测设备，包括传感器1、加热模块3、循环系统4、容器5和微控制器2，容器5用于盛放待测润滑油，加热模块3用于加热待测润滑油，循环系统4用于使容器5的待测润滑油保持循环流动，传感器1用于采集待测润滑油的温度、粘度、密度和介电常数，微控制器2用于控制加热模块3和循环系统4工作，微控制器2根据传感器1采集的数据进行拟合获得不同温度下润滑油的粘度函数、密度函数和介电常数函数，对基础油类型进行判别以及与标准产品数据进行对比获得产品匹配度。

作为一种实施例，传感器1为市售传感器，既可以是集成温度、粘度、密度、介电常数一体的传感器，也可以是分开独立测试的传感器，但要求每个传感器最高使用的温度能达到110℃以上，且与所要测试的润滑油，如矿物油、添加剂都有良好的相容性。测试粘度优选音叉法。

作为一种实施例，容器5放置在一底座7上，微控制器2内嵌于底座7内，底座7上设置有USB端口、电源端口以及通信端口。通过USB端口可以输入微控制器2处理数据的算法、判别函数以及标准产品数据。通过电源端口可以直接为设备提供外部电源或者为设备内部电源充电。通过通信端口可以向远端客户端发送检测结果。

作为一种实施例，容器5设有用于密封的可拆卸安装盖板，传感器1、加热模块3和盖板一体式设计。当检测待测润滑油参数时，合上盖板，此时传感器1和加热模块3浸入待测润滑油中，传感器1、加热模块3和盖板的一体式设计使得设备处于密封状态下进行测试，避免外部干扰。

作为一种实施例，循环系统4采用搅拌装置6或者循环泵装置。优选的，电机驱动扇叶搅拌容器5内的待测润滑油，使其保持循环流动状态，从而保证待测润滑油温度的一致性，有利于测量温度、粘度、密度和介电常数等参数。若采用循环泵装置，则循环泵装置驱动待测润滑油流进和流出容器5，保持待测润滑油温度的一致性。

如图2所示，一支架8安装在底座7上，传感器1、加热模块3和搅拌装置6可拆卸安装在支架8上。本实施例中，设备进行检测时，将传感器1、加热模块3和搅拌装置6伸入容器5中，并将传感器1、加热模块3和搅拌装置6固定在支架8上。此时不要求设备检测时，容器5为密封状态。优选的，将加热模块3和搅拌装置6集成在一起。加热模块3优选为缠绕电阻丝。

在测试过程中，把待测润滑油注入容器5中，将加热装置、搅拌装置6及传感器1浸入容器5的待测润滑油中，开启升温搅拌程序。搅拌速率和升温速度会根据传感器1所反馈的数据进行调整，优选根据不同的粘度来进行调整升温速度和搅拌速率。待测润滑油升温速率优选为1℃/分钟到3℃/分钟；选用调速电机对搅拌装置6转速进行控制，转速优选为50转/分钟到500转/分钟；容器5优选为150ml～300ml容量的真空不锈钢杯或陶瓷杯或石英杯。

微控制器工作温度范围控制在：-25℃到+60℃

存储温度：-25℃到+85℃

相对湿度：95％不结露

防护等级：IP20

数据处理方法如下：

首先要对传感器1的数据进行剔除

v，ρ，ξ＝f(v，ρ，ξ)

(1)市售传感器得到的多是动力粘度，首先将其转化为运动粘度：

其中，v为运动粘度，单位为mm²/s，为动力粘度，单位为mPa.s。

(2)然后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。由此，可以得到不同工况下的运动粘度v。

(3)假设一个密度的函数关系：其中优选

ρ＝a+b(T+273)+c(T+273)²+d(T+273)³

其中a、b、c、d为需要优化计算得到的系数。

(4)设立两个函数，让δ(酸值+添加剂含量+金属含量)及σ(水分含量)分别与介电常数关联：其中优选

ξ＝a+b(T+273)+c(T+273)²

δ＝H(ξ)

σ＝F(ξ)

其中a、b、c为需要优化计算得到的系数。

(5)设立判断函数，对基础油类型fluid type做判别

fluid type＝θ(v，ρ，ξ)

其中优化计算方法优选最小二乘法。

(6)由于产品批次间数据有偏差，建立标准产品数据库，构建验证函数，确保未知样品对标准产品数据库来确认产品匹配度match

match＝C(v，ρ，ξ，v_s，ρ_s，ξ_s)

v_s为标准运动粘度，v为待测样品运动粘度；

ρ_s为标准密度，ρ为待测样品密度；

ξ_s为标准介电常数，ξ为待测样品介电强度。

如图3所示，检测设备的显示界面显示检测结果，包括粘度、密度、水分、酸值+金属含量+添加剂含量以及样品匹配度等。在客户端可以接收检测设备上传的检测信息，客户端既可以是安卓系统、IOS系统、网页。硬件优选：智能手机、智能平板。在APP上可以存储回看以往数据及标准曲线数据库。APP可以查看待测油液的温度、粘度、密度、δ(酸值+添加剂含量+金属含量)、σ(水分含量)和基础油类型。

该检测设备结构简单、实现方便、可以在户外对齿轮油、压缩机油等系列高低粘度润滑油质量进行检测，并对润滑油的基础油类型进行判定。该检测设备能够在户外、设备现场和润滑油交易市场给润滑油厂商、设备厂商、终端客户提供润滑油质量重要理化指标，判定方向。

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 (9)

1.一种便携式润滑油状态检测设备，其特征在于，包括传感器、加热模块、循环系统、容器和微控制器，所述容器用于盛放待测润滑油，所述加热模块用于加热待测润滑油，所述循环系统用于使所述容器的待测润滑油保持循环流动，所述传感器用于采集待测润滑油的温度、粘度、密度和介电常数，所述微控制器用于控制所述加热模块和所述循环系统工作，所述微控制器根据所述传感器采集的数据进行拟合获得不同温度下润滑油的粘度函数、密度函数和介电常数函数，对基础油类型进行判别以及与标准产品数据进行对比获得产品匹配度。

2.根据权利要求1所述的一种便携式润滑油状态检测设备，其特征在于，所述微控制器根据所述传感器采集的数据进行拟合获得不同温度下润滑油的粘度函数、密度函数和介电常数函数具体为：首先选择筛选函数，对采集的待测润滑油的参数进行筛选；其次选择待测润滑油的粘度、密度和介电常数与温度的函数关系式；最后根据筛选的待测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式、密度函数关系式和介电常数函数关系式。

3.根据权利要求1所述的一种便携式润滑油状态检测设备，其特征在于，所述微控制器根据所述传感器采集的数据判断待测润滑油的水分含量和/或老化特性。

4.根据权利要求3所述的一种便携式润滑油状态检测设备，其特征在于，将待测润滑油的水分含量和/或老化特性通过函数与介电常数关联。

5.根据权利要求1所述的一种便携式润滑油状态检测设备，其特征在于，包括底座，所述微控制器内嵌于所述底座内，所述底座上设置有USB端口、电源端口以及通信端口。

6.根据权利要求5所述的一种便携式润滑油状态检测设备，其特征在于，所述容器设有用于密封的可拆卸安装盖板，所述传感器、加热模块和所述盖板一体式设计。

7.根据权利要求5所述的一种便携式润滑油状态检测设备，其特征在于，包括支架，所述支架安装在所述底座上，所述传感器和所述加热模块可拆卸安装在所述支架上。

8.根据权利要求1所述的一种便携式润滑油状态检测设备，其特征在于，所述循环系统采用搅拌装置或者循环泵装置。

9.根据权利要求1所述的一种便携式润滑油状态监测设备，其特征在于，所述容器为150ml～300ml容量的真空不锈钢杯或陶瓷杯或石英杯。