CN114136834A - 便携式现场油液水分快速智能检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种便携式现场油液水分快速智能检测仪，包括黄铜加热块，所述黄铜加热块外部套设有保护罩，所述黄铜加热块下部与柱身连接台固定连接，所述黄铜加热块与所述柱身连接台之间设置有耐高温陶瓷垫圈，所述黄铜加热块内设置有热电阻和三个加热棒，所述热电阻设置在所述黄铜加热块中部，所述加热棒设置在所述热电阻周围，所述加热棒设置在所述柱身连接台与底部温控室固定连接。本发明缩短了从起始温度持续加热到温控内部继电器自动断开的时间，加快了加热温度的上升速率，保证了在实验检测过程中油池内油液中的水分气泡充分产出从而发生爆裂声，提高了实验油样水分检测结果的测量精准度。
Description
技术领域
本发明涉及快速智能检测仪，更具体地说，涉及一种便携式现场油液水分快速智能检测仪。
背景技术
随着科学技术的不断进步和现代机械设备维修管理体制的不断完善，状态监测技术成为了实现现代预防维修的重要手段，而油液检测技术更成为一种不可或缺的设备监测途径。其中水分测定与分析是油液检测中理化指标的重要部分。油液中的水污染会造成油品的理化性质的改变，其造成的重大影响甚至会引起整个润滑系统甚至设备的非正常工作,其危害的主要表现为降低油液粘度、油液氧化速度加剧、腐蚀锈蚀机件、助长细菌导致油液品质劣化等方面。目前现有的水分检测设备很难运用到设备现场之中，水分测定的方法仍然受到测试条件、温度、仪器等方面的限制。在所处设备工作现场当中，有些工况环境恶劣且设备本身结构和系统相对复杂，这导致对现场油液水分检测的速度提出了要求，目前现有水分检测仪不能即时快速地得到检测结果，并缺乏智能化。因此急需一种新的功能检测仪器能够智能、快速、准确地在设备现场环境下对油液样品进行水分测定。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种便携式现场油液水分快速智能检测仪，其方便手持携带，更快提升加热速度，促进油样水分的气泡充分产出，更具智能化、快速化、精确化。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种便携式现场油液水分快速智能检测仪，包括黄铜加热块，所述黄铜加热块外部套设有保护罩，所述黄铜加热块下部与柱身连接台固定连接，所述黄铜加热块与所述柱身连接台之间设置有耐高温陶瓷垫圈，所述黄铜加热块内设置有热电阻和三个加热棒，所述热电阻设置在所述黄铜加热块中部，所述加热棒设置在所述热电阻周围，所述加热棒设置在所述柱身连接台内部，所述加热棒与底部温控室固定连接，所述底部温控室内设置有供电降压模块、温度测量模块、温度控制模块和实时显示模块；
所述供电降压模块实现电压转换，为温度控制模块供电；
所述温度测量模块实时测量当下油液的温度值；
所述温度控制模块控制所述加热棒，当加热超过预设温度时，所述加热棒停止加热；
所述实时显示模块显示所述温度测量模块检测的油液温度。
按上述方案，所述黄铜加热块上表面设置有三个大小相同的圆柱形油池，且三个油池沿圆形表面间隔120度均匀分布。
按上述方案，所述保护罩外圆柱面设置有三个大小相同的槽形散热孔，与所述圆柱形油池一一对应。
按上述方案，所述保护罩、柱身连接台和底部温控室材质均为PTFE聚四氟乙烯。
按上述方案，所述黄铜加热块与所述柱身连接台内侧通过螺栓组固定连接，所述保护罩与柱身连接台通过平头螺栓组贯穿连接，所述柱身连接台与所述底部温控室通过平头螺栓组固定连接。
按上述方案，所述供电降压模块包括与所述温控电路模块外部连接的降压模块HLK-10M05，所述降压模块HLK-10M05将220V交流电压转化为5V电压为所述温控电路模块供电，还包括与所述降压模块HLK-10M05连接的AMS1117-3.3芯片，所述AMS1117-3.3芯片将5V电压稳定转化为3.3V电压为所述温控电路模块内部的元器件供电。
按上述方案，所述温度测量模块与所述热电阻连接。
按上述方案，所述温度控制模块内部设置有C8T6芯片，当温度超过190℃时，所述温度控制模块的I/O口输出低电平，控制继电器断开，使得加热棒停止加热。
按上述方案，所述实时显示模块采用三位共阴极数码管将温度值显示，所述三位共阴极数码管的引脚与所述C8T6芯片连接，通过求得的温度数值控制所述C8T6芯片中I/O口的电平高低，从而控制所述三位共阴极数码管显示出不同的温度值。
按上述方案，所述底部温控室侧表面均匀的设置有三个矩形平面，分别为第一矩形面、第二矩形面和第三矩形面，所述第一矩形面上设置有圆形翘板船型开关，所述第二矩形面上设置有二芯航空插座，所述第三矩形面上设置有三位共阴极数码管、红色二极管LED灯和绿色二极管LED灯，所述三位共阴极数码管设置在上部，所述红色二极管LED灯和绿色二极管LED灯并排设置在下部。
实施本发明的便携式现场油液水分快速智能检测仪，具有以下有益效果：
1、本发明便携式现场油液水分快速智能检测仪在整体外观结构上设计新颖，采用直筒圆柱型结构可方便操作人员在设备现场环境下手持携带，在对油液进行水分检测实验过程之中，减少了与实验无关的非必要步骤，且油池内油液的气泡变化使得操作人员一目了然，整体设计更加便携化、直观化、集成化；
2、在本发明便携式现场油液水分快速智能检测仪中，保护罩、柱身连接台和底部温控室的加工材质均为聚四氟乙烯，起到良好的隔热、绝缘作用，大大降低了在实验过程中因黄铜加热模块温度过高致使操作人员皮肤烫伤的危险，达到保证现场操作人员安全的效果；
3、本发明便携式现场油液水分快速智能检测仪实现了对黄铜加热模块温度值的实时采集，并将采集到的有效温度通过装置上的三位共阴极数码管显示出来反馈于现场操作人员，测量温度准确，保证了水分检测实验的快速精准化；
4、本发明便携式现场油液水分快速智能检测仪利用温度控制模块的设计可实现当黄铜加热模块温度超过190℃的情况下，IO口输出一个低电平使得继电器自动断开，从而三个加热棒停止加热的功能，此设计预防了温度过高导致实验油样加热碳化的情况，体现了此检测仪的智能化、可控化；
5、本发明便携式现场油液水分快速智能检测仪不仅缩短了从起始温度持续加热到温控内部继电器自动断开的时间，还加快了加热温度的上升速率，保证了在实验检测过程中油池内油液中的水分气泡充分产出从而发生爆裂声，提高了实验油样水分检测结果的测量精准度；
6、本发明便携式现场油液水分快速智能检测仪上的三个油池的设计不仅可以同时进行同一实验油样的多组实验，还可进行不同型号或不同含水量的被测油样对比实验，充分展现了实验种类操作的多样性和可视化效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明便携式现场油液水分快速智能检测仪的结构示意图；
图2是本发明便携式现场油液水分快速智能检测仪的后视图；
图3是本发明便携式现场油液水分快速智能检测仪的爆炸分解示意图；
图4是本发明的黄铜加热模块主视图；
图5是本发明的黄铜加热模块俯视图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-5所示，本发明的便携式现场油液水分快速智能检测仪包括黄铜加热块1，黄铜加热块1与柱身连接台3内侧通过螺栓组固定连接。黄铜加热块1外部设有保护罩2，内侧插有PT100热电阻6和加热棒5，加热棒为三个。保护罩2与柱身连接台3通过平头螺栓组贯穿固定连接，黄铜加热块1底部与柱身连接台3之间通过环形的耐高温陶瓷垫圈7间隔，柱身连接台3与底部温控室4通过平头螺栓组固定连接。底部温控室4为圆柱形，在圆柱形的侧表面上均匀的设置有三个矩形平面，分别为第一矩形面、第二矩形面和第三矩形面。第一矩形面上固定设置有圆形翘板船型开关8，第二矩形面上固定设置能与电源连接的2芯航空插座，第三矩形面上固定设置有三位共阴极数码管9、红色二极管11LED灯10和绿色二极管LED灯11，三位共阴极数码管9设置在上部，红色二极管LED10灯和绿色二极管LED11灯并排设置在下部。
本发明的优选实施例中整体采用直筒圆柱型结构，可方便操作人员在设备现场环境下手持携带，在对油液进行水分检测实验过程之中，油池内油液的气泡变化使得操作人员一目了然，整体设计更加便携化、直观化、集成化。
本发明的优选实施例中加热模块整体采用黄铜材质，其良好的导热性能可保证实验过程中油池内温度的持续上升，黄铜加热块1的上表面设有三个大小相同的圆柱形油池，且三个圆柱形油池沿圆形表面间隔120度均匀分布，这样的设计不仅可以同时进行同一实验油样的多组实验，还可进行不同型号或不同含水量的被测油样对比实验。在黄铜加热块1底部打有合适尺寸的三个型号为220V、50W的加热棒5的孔位，且每个孔位正对于各个圆柱形油池的正下方，即每个圆柱形油池对应一个孔位，圆柱形油池与孔位一一对应。针对加热棒数量选择上的考虑，在测试期间分别做了插入两个加热棒和插入三个加热棒的测温对比实验，实验测试时间均为20分钟，每隔两分钟记录一次黄铜加热块1内油池所处的温度，实验数据表格分别如下所示：
表1两个220V/50W加热棒测温数据
| 时间(min) | 温度(℃) |
| 0 | 25 |
| 2 | 51 |
| 4 | 79 |
| 6 | 106 |
| 8 | 128 |
| 10 | 150 |
| 12 | 167 |
| 14 | 180 |
| 16 | 193 |
| 18 | 205 |
| 20 | 222 |
表2三个220V/50W加热棒测温数据
针对表1数据结果分析，在16分钟的节点上温度达到190℃左右，而表2数据结果显示在10分钟的节点上温度就达到了190℃左右。因此通过两组实验数据对比分析后，表明插入三个加热棒的加热方式更有效缩短了从起始温度持续加热到温控内部继电器自动断开的时间，大大提升了加热效率，继而节约了在现场环境下进行整个水分检测实验的时间。综上加热棒合适的数量、位置布局及型号选择使得在升温过程中黄铜加热块1整体的热量传递更为均衡，油池内温度更能快速达到水与被测实验油样的沸点区间之内，有利于被测实验油样中的水分气泡的充分产出，从而提高了现场油液水分检测的精度。
黄铜加热块1的下表面开有2mm深度的环形槽，方便环形的耐高温陶瓷垫圈7卡入，且黄铜加热块1柱身直径略小于柱身连接台3内圆直径。在装配完成后，黄铜加热块1的下半部分沉置于柱身连接台3内，黄铜加热块1底部与柱身连接台3之间隔有环形的耐高温陶瓷垫圈7。黄铜加热块1的外圆柱面与柱身连接台3的内表面围成一圈空隙，对柱身连接台3起到隔热效果，黄铜加热块1外侧套有保护罩2，保护罩2与柱身连接台3的材质均为耐高温材料——聚四氟乙烯，以上这些设计均起到隔热、绝缘、减轻检测仪整体自身重量和保护人员安全的作用，避免在现场油液水分检测实验过程中因加热温度过高而致使操作人员皮肤烫伤。由于底部温控室4的腔体内装有连接各电配件的电线、继电器和温控电路板等，因此底部温控室4也以聚四氟乙烯为加工材质，保证底部温控室4的腔体内的温度受影响较小，起到隔热和绝缘的作用。底部温控室4的外侧圆柱面上切有三个大小相同的矩形平面，且三个矩形平面间隔120度均匀分布，这保证了圆形翘板船型开关8、三位共阴极数码管9、红色二极管11LED10灯、绿色二极管11LED10灯、二芯航空插座的位置分布合理及安装简便。保护罩2外圆柱面开有三个大小相同的槽形散热孔，且三个槽形散热孔沿保护罩2外圆柱面间隔120度均匀分布，当实验结束后，便携式现场油液水分快速智能检测仪需要静置冷却，此时保护罩2的三个槽形散热孔可起到散热作用，缩短冷却时间。保护罩2与柱身连接台3、柱身连接台3与底部温控室4的装配均采用沉孔设计，各利用三组平头螺栓固定连接，便于装配且美观。
系统供电稳压的涉及关系到整个系统的运行，供电降压模块设置的目的是为了完成电压转换，处理器工作电压偏低，电压转换就是满足处理器正常工作。由于便携式现场油液水分快速智能检测仪为220V交流供电，供电降压模块包括：在温控电路板外部加装一个降压模块HLK-10M05，将220V交流电压有效地转化为稳定的5V电压给温控电路板供电，再利用芯片AMS1117-3.3芯片将5V电压稳定转化为3.3V给温控电路板内部的元器件供电。
底部温控室4的腔内设置有温度测量模块、温度控制模块和实时显示模块。温度测量模块结合PT100热电阻6、电桥电路及差分运算放大器AD623，监测油液温度变化的温度采集电路。PT100热电阻6从下往上插入黄铜加热块1的中间内侧，正好处于热量集中位置，这样所测温度更加均衡、准确。
温度控制模块内设置有C8T6芯片，当温度超过190℃的情况下，C8T6芯片中I/O口输出一个低电平，控制继电器断开，使得加热棒5停止加热，这样便减少人工介入，实现了智能化效果。同时温度控制模块的设计也可预防温度过高导致实验油样加热碳化，油样被破坏而无法继续进行实验的状况。
实时显示模块采用三位共阴极数码管9将温度值进行显示，将数码管9的引脚与C8T6芯片进行连接，通过求得的温度数值来控制C8T6芯片中I/O口的电平高低，从而控制数码管9显示出不同的温度值。
工作过程如下：
首先，利用置于黄铜加热块1中的三个加热棒5进行加热。现场操作人员插上交流电220V电源2芯插头，打开检测仪上的电源开关，电源指示灯亮，操作人员将实验被测油样分别滴入三个油池内，此时加热温度从起始温度开始持续上升，随着加热温度的不断上升，PT100热电阻6会实时感应到黄铜加热块1的加热温度，此时温度采集模块不断地将所得信号输送到实时显示模块进行处理，当下所处温度值最终通过底部温控室4外侧的三位共阴极数码管9显示出来。当加热温度超过190℃时，底部温控室4腔体内的继电器会自动断开，此时三个加热棒5停止加热。操作人员在一开始滴入被测油样后，便可持续观察油池内被测油样的状态变化。当加热温度达到水与所测油液的沸点之间，油样中的水分开始汽化，其体积膨胀1000倍以上，油池内会不断产生直径为8到10mm范围内的气泡并发出爆裂声，此时操作人员开始记录各个油池内气泡产生的个数，直至再无气泡产生，便可停止水分检测实验。通过记录气泡个数的多少，来判断油液的含水量，检测设备油液是否达到标准要求，是否需要更换设备油液。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种便携式现场油液水分快速智能检测仪，其特征在于，包括黄铜加热块，所述黄铜加热块外部套设有保护罩，所述黄铜加热块下部与柱身连接台固定连接，所述黄铜加热块与所述柱身连接台之间设置有耐高温陶瓷垫圈，所述黄铜加热块内设置有热电阻和三个加热棒，所述热电阻设置在所述黄铜加热块中部，所述加热棒设置在所述热电阻周围，所述加热棒设置在所述柱身连接台内部，所述加热棒与底部温控室固定连接，所述底部温控室内设置有供电降压模块、温度测量模块、温度控制模块和实时显示模块；
所述供电降压模块为温度控制模块供电；
所述温度测量模块实时测量当下油液的温度值；
所述温度控制模块控制所述加热棒，当加热超过预设温度时，所述加热棒停止加热；
所述实时显示模块显示所述温度测量模块检测的油液温度。
2.根据权利要求1所述的便携式现场油液水分快速智能检测仪，其特征在于，所述黄铜加热块上表面设置有三个大小相同的圆柱形油池，且三个油池沿圆形表面间隔120度均匀分布。
3.根据权利要求2所述的便携式现场油液水分快速智能检测仪，其特征在于，所述保护罩外圆柱面设置有三个大小相同的槽形散热孔，与所述圆柱形油池一一对应。
4.根据权利要求1所述的便携式现场油液水分快速智能检测仪，其特征在于，所述保护罩、柱身连接台和底部温控室材质均为PTFE聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1所述的便携式现场油液水分快速智能检测仪，其特征在于，所述黄铜加热块与所述柱身连接台内侧通过螺栓组固定连接，所述保护罩与柱身连接台通过平头螺栓组贯穿连接，所述柱身连接台与所述底部温控室通过平头螺栓组固定连接。
6.根据权利要求1所述的便携式现场油液水分快速智能检测仪，其特征在于，所述供电降压模块包括与所述温控电路模块外部连接的降压模块HLK-10M05，所述降压模块HLK-10M05将220V交流电压转化为5V电压为所述温控电路模块供电，还包括与所述降压模块HLK-10M05连接的AMS1117-3.3芯片，所述AMS1117-3.3芯片将5V电压稳定转化为3.3V电压为所述温控电路模块内部的元器件供电。
7.根据权利要求1所述的便携式现场油液水分快速智能检测仪，其特征在于，所述温度测量模块与所述热电阻连接。
8.根据权利要求1所述的便携式现场油液水分快速智能检测仪，其特征在于，所述温度控制模块内部设置有C8T6芯片，当温度超过190℃时，所述温度控制模块的I/O口输出低电平，控制继电器断开，使得加热棒停止加热。
9.根据权利要求8所述的便携式现场油液水分快速智能检测仪，其特征在于，所述实时显示模块采用三位共阴极数码管将温度值显示，所述三位共阴极数码管的引脚与所述C8T6芯片连接，通过求得的温度数值控制所述C8T6芯片中I/O口的电平高低，从而控制所述三位共阴极数码管显示出不同的温度值。
10.根据权利要求1所述的便携式现场油液水分快速智能检测仪，其特征在于，所述底部温控室侧表面均匀的设置有三个矩形平面，分别为第一矩形面、第二矩形面和第三矩形面，所述第一矩形面上设置有圆形翘板船型开关，所述第二矩形面上设置有二芯航空插座，所述第三矩形面上设置有三位共阴极数码管、红色二极管LED灯和绿色二极管LED灯，所述三位共阴极数码管设置在上部，所述红色二极管LED灯和绿色二极管LED灯并排设置在下部。
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