CN115372360A - 一种工业液体杂质含量检测装置及检测系统 - Google Patents

一种工业液体杂质含量检测装置及检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种工业液体杂质含量检测装置及检测系统，该工业液体杂质含量检测装置包括：具通液腔的透光管，配置于所述透光管外表面的激光发射装置，以及激光接收装置；所述激光发射装置包括：周向配置于所述透光管外表面的多个激光发射单元；所述激光接收装置包括：周向配置于所述透光管外表面并与所述激光发射单元相对设置的激光接收单元；周向配置于所述透光管并一一对应于所述激光发射单元与所述激光接收单元的多个清除装置，以通过所述清除装置清除所述透光管内表面的杂质。通过本申请，实现了工业液体杂质含量检测装置实时监测工业液体中的杂质含量，以便于在工业液体中的杂质含量超标时及时处理。

Description

一种工业液体杂质含量检测装置及检测系统
技术领域
本发明涉及激光检测技术领域，尤其涉及一种工业液体杂质含量检测装置及检测系统。
背景技术
工业液体(例如切屑液、清洗液、冷却液等)在使用的过程中会混合各种杂质，其中，杂质大致可以分为两类：固体颗粒物和胶状物。若工业液体中杂质含量超标，其功能(例如润滑、冷却等)会受到影响，甚至会引发机械故障。因此，实时监测杂质的含量成为一种需求和必要。并且工业液体中的杂质，特别是胶状物杂质容易沉积于管路的内表面。
然而，现有技术中的工业液体杂质含量检测装置存在难以实时监测工业液体中的杂质含量的缺陷，从而难以在工业液体中的杂质含量超标时及时处理。
有鉴于此，有必要对现有技术中的工业液体杂质含量检测装置予以改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于揭示一种工业液体杂质含量检测装置及检测系统，用于解决现有技术中的工业液体杂质含量检测装置所存在的诸多缺陷，尤其是为了实现实时监测工业液体中的杂质含量，以便于在工业液体中的杂质含量超标时及时处理。
为实现上述目的，本发明提供了一种工业液体杂质含量检测装置及检测系统，包括：具通液腔的透光管，配置于所述透光管外表面的激光发射装置，以及激光接收装置；
所述激光发射装置包括：周向配置于所述透光管外表面的多个激光发射单元；
所述激光接收装置包括：周向配置于所述透光管外表面并与所述激光发射单元相对设置的激光接收单元；
周向配置于所述透光管并一一对应于所述激光发射单元与所述激光接收单元的多个清除装置，以通过所述清除装置清除所述透光管内表面的杂质。
作为本发明的进一步改进，所述清除装置包括：
周向抵持于所述透光管内表面的活动单元，以及驱动所述活动单元在所述通液腔内横向运动的驱动单元。
作为本发明的进一步改进，所述驱动单元被构造出压缩腔，所述压缩腔容置与所述驱动单元分离设置的第一磁铁，配置于所述透光管外表面以供所述第一磁铁横向运动的第一导轨，以及为压缩腔提供压缩气体的供气模块。
作为本发明的进一步改进，所述活动单元内嵌第二磁铁，以及配置于所述透光管内表面以供所述第二磁铁横向运动的第二导轨；
所述活动单元靠近所述激光接收装置的自由端形成斜面。
作为本发明的进一步改进，所述第二磁铁与所述第一磁铁相对设置；
所述第二磁铁径向向外的一侧磁极为S极或N极；
所述第一磁铁径向向内的一侧磁极为S极或N极。
作为本发明的进一步改进，以通过所述第一磁铁与所述第二磁铁磁极之间的磁场作用力驱动所述第二磁铁同步带动所述活动单元在所述通液腔内横向运动。
基于相同发明思想，本发明还揭示了一种检测系统，包括：上位机PC，电性连接所述上位机PC的总控制模块，以及受控于所述总控制模块的如前述任一项发明创造所揭示的工业液体杂质含量检测装置；
总供电模块，所述总供电模块用于为所述激光发射装置、所述激光接收装置、所述供气模块与所述总控制模块提供电源。
作为本发明的进一步改进，所述总控制模块用于控制所述供气模块与所述清除装置，以通过所述供气模块与所述清除装置对所述透光管内表面沉积的杂质进行清理。
作为本发明的进一步改进，所述总控制模块包括：
第一控制模块，所述第一控制模块用于控制所述激光发射装置发射激光；
第二控制模块，所述第二控制模块用于控制所述激光接收装置接收激光；
校准模块，所述校准模块用于确定工业液体杂质含量的基准数据；
在线监测模块，所述在线监测模块用于监测使用中的工业液体的透光率；
通讯模块，所述通讯模块用于向所述上位机PC发出报警信息。
作为本发明的进一步改进，所述总供电模块包括：
第一供电模块，所述第一供电模块用于为所述激光发射单元提供电源；
第二供电模块，所述第二供电模块为所述激光接收单元提供电源。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过多个激光发射单元与激光接收单元能够对透光管内流通的工业液体的杂质含量进行实时监测，再通过清除装置对透光管内表面沉积的杂质进行清理，从而避免激光发射单元所发射的激光在穿过透光管时因内表面沉积的杂质降低激光的透光强度，进而提高了该工业液体杂质含量检测装置对工业液体中的杂质含量的测量精度，以便于在工业液体中的杂质含量超标时及时处理。
附图说明
图1为本发明工业液体杂质含量检测装置的正视图；
图2为工业液体杂质含量检测装置的侧视图；
图3为图2中所示的活动单元沿箭头d所示方向横向运动后的状态示意图；
图4为图3中所示的活动单元复位后的状态示意图；
图5为本发明总控制模块与工业液体杂质含量检测装置的拓扑图；
图6为总控制模块与总供电模块的拓扑图；
图7为总控制模块与上位机PC的拓扑图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、系统、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
需要理解的是，在本申请中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术方案的限制。
尤其需要说明的是，在下述的实施例中，术语“轴向”是指图4中轴线c所在方向。术语“横向”是指平行于轴线c并平行于水平面的方向。
请参图1至图4所揭示的一种工业液体杂质含量检测装置的一种具体实施方式。
参图1至图4所示，在本实施方式中，该工业液体杂质含量检测装置包括：具通液腔103的透光管10，配置于透光管10外表面101的激光发射装置20，以及激光接收装置30；激光发射装置20包括：周向配置于透光管10外表面101的多个激光发射单元21；激光接收装置30包括：周向配置于透光管10外表面101并与激光发射单元21相对设置的激光接收单元31；周向配置于透光管10并一一对应于激光发射单元21与激光接收单元31的多个清除装置40；以通过清除装置40清除透光管10内表面102的杂质。通过多个激光发射单元21发射激光，多个激光接收单元31接收对应的激光发射单元21发射的激光，以此能够对透光管10内流通的工业液体的杂质含量进行实时监测，再通过清除装置40对透光管10内表面102沉积的杂质进行清理，从而避免激光发射单元21所发射的激光在穿过透光管10时因内表面102沉积的杂质降低激光的透光强度，进而提高了该工业液体杂质含量检测装置对工业液体中的杂质含量的测量精度，以便于在工业液体中的杂质含量超标时及时处理。
具体地，清除装置40包括：周向抵持于透光管10内表面102的活动单元42，以及驱动活动单元42在通液腔103内横向运动的驱动单元41。当透光管10内表面102沉积有杂质时，通过驱动单元41驱动活动单元42在透光管10内沿图2中箭头d所示方向横向运动，以使抵持于透光管10内表面102的活动单元42能够对透光管10内表面102沉积的杂质进行清理，从而提高激光发射单元21发射的激光穿过透光管10内的工业液体的透光强度，以及激光接收单元31对激光的接收效果，进而提高了该工业液体杂质含量检测装置100对工业液体中的杂质含量的测量精度。
需要说明的是，激光发射单元21所发射的激光优选为可见激光。
示例性地，如图1所示，激光发射单元21与激光接收单元31贴合于透光管10外表面101，以降低激光在穿过透光管10时的光损失，从而提高激光穿过透光管10的透光强度，提高了工业液体杂质含量检测装置100对工业液体中的杂质含量的测量精度。
如图2至图4所示，具体地，驱动单元41被构造出压缩腔(未示出)，形成于压缩腔内并与驱动单元41分离设置的第一磁铁411，配置于透光管10外表面101并供第一磁铁411轴向运动的第一导轨412，以及为压缩腔提供压缩气体的供气模块50。示例性地，压缩腔优选为圆柱形腔体，用于填充由供气模块50输入的压缩气体，通过供气模块50向压缩腔内输入压缩气体以推动第一磁铁411在压缩腔内沿第一导轨412向箭头d所示方向横向运动，再通过供气模块50将压缩腔内的压缩气体排出，以使第一磁铁411在驱动单元41内实现复位。
第二磁铁421与第一磁铁411相对设置；第二磁铁421径向向外的一侧磁极为S极或N极；第一磁铁411径向向内的一侧磁极为S极或N极。当第二磁铁421径向向外的一侧磁极为S极时，第一磁铁411径向向内的一侧磁极为N极；当第二磁铁421径向向外的一侧磁极为N极时，第一磁铁411径向向内的一侧磁极为S极；由于第二磁铁421与第一磁铁411相对设置，从而使第二磁铁421径向向外的一侧磁极与第一磁铁411径向向内的一侧磁极相互吸引，以基于相互吸引的磁极产生磁场作用力，使得第一磁铁411在压缩腔内沿第一导轨412横向运动时，以通过第一磁铁411与第二磁铁421磁极之间的磁场作用力驱动第二磁铁421同步带动活动单元42在通液腔103内横向运动。
进一步地，活动单元42内嵌第二磁铁421，以及配置于透光管10内表面102并供第二磁铁421轴向运动的第二导轨423；活动单元42靠近激光接收装置30的自由端422形成斜面4221。第二磁铁421可沿第二导轨423在通液腔103内横向运动，并同步带动活动单元42运动，从而使活动单元42的自由端422处的斜面4221能够对透光管10内表面102的杂质进行铲除清理。示例性地，活动单元42与透光管10内表面102接触部分采用软橡胶材质，以避免划伤透光管10内表面102，并且自由端422处的斜面4221可以为平面，也可以为曲面，只要能够实现对透光管10内表面102沉积的杂质进行铲除清理均可。
如图1至图4所示，以第一磁铁411径向向内的一侧磁极为N极，第二磁铁421径向向外的一侧磁极为S极为例，首先，通过供气模块50向压缩腔(未示出)输入压缩气体，以通过压缩气体推动第一磁铁411在压缩腔内沿第一导轨412向激光发射单元21所在方向进行横向运动，同时，通过第一磁铁411的N极与第二磁铁421的S极之间基于异性相吸所产生的磁场作用力，使得第一磁铁411在运动的过程中能够通过该磁场作用力带动第二磁铁421同步运动，以使第二磁铁421沿第二导轨423进行轴向运动，并通过第二磁铁421同步带动活动单元42运动，以形成图3中自由端422’、斜面4221’状态，从而使斜面4221在横向运动的过程中对透光管10内表面102沉积的杂质进行铲除清理。
其次，再通过供气模块50将压缩腔(未示出)内的压缩气体排出，以使第一磁铁411与活动单元42实现复位，重复上述清理制程，直至斜面4221将激光发射单元21与激光接收单元31所处区域对应的透光管10内表面102处的杂质彻底清除，以提高激光发射单元21发射的激光穿过透光管10内的工业液体的透光强度，以及激光接收单元31对激光的接收效果，进而提高了该工业液体杂质含量检测装置100对工业液体中的杂质含量的测量精度。
最后，通过激光发射单元21发射激光照射透光管10，再由多个激光接收单元31接收对应的激光发射单元21所发射的激光，以此对透光管10内流通的工业液体中的杂质含量进行实时监测，以便于在工业液体中的杂质含量超标时及时处理。
基于前述实施例所揭示的一种工业液体杂质含量检测装置的技术方案，本实施例还揭示了一种检测系统。
参图1至图7所示，在本实施方式中，该检测系统包括：包括：上位机PC，电性连接上位机PC的总控制模块70，以及受控于总控制模块70的如上述实施例所揭示的工业液体杂质含量检测装置100；总供电模块60，总供电模块60用于为激光发射装置20、激光接收装置30、供气模块50与总控制模块70提供电源。通过总供电模块60为激光发射装置20、激光接收装置30、供气模块50与总控制模块70提供电源，通过总控制模块70控制工业液体杂质含量检测装置100对透光管10内表面102沉积的杂质进行清理，以及通过总控制模块70控制工业液体杂质含量检测装置100检测透光管10内流通的工业液体的杂质含量，并将检测到的工业液体的杂质含量数据提供至上位机PC。
总控制模块70用于控制供气模块50与清除装置40，以通过供气模块50与清除装置40对透光管10内表面102沉积的杂质进行清理。通过总控制模块70控制供气模块50向压缩腔(未示出)输入压缩气体，以通过压缩气体推动第一磁铁411在压缩腔内沿第一导轨412向激光发射单元21所在方向进行横向运动，同时，通过第一磁铁411的磁极(以N极为例)与第二磁铁421的磁极(以S极为例)之间基于异性相吸所产生的磁场作用力，使第一磁铁411在进行轴向运动的过程中能够通过该磁场作用力带动第二磁铁421同步运动，以使第二磁铁421沿第二导轨423进行轴向运动，并通过第二磁铁421同步带动活动单元42运动，进而使活动单元42自由端422处的斜面4221在横向运动的过程中对透光管10内表面102沉积的杂质进行铲除清理。
再通过总控制模块70控制供气模块50将压缩腔(未示出)内的压缩气体排出，以使第一磁铁411与活动单元42实现复位，以通过驱动活动单元42进行往复横向运动，直至自由端422处的斜面4221将激光发射单元21与激光接收单元31所处区域对应的透光管10内表面102的杂质彻底清除。
总控制模块70包括：第一控制模块71，第一控制模块71用于控制激光发射装置20发射激光；第二控制模块72，第二控制模块72用于控制激光接收装置30接收激光；通过第一控制模块71控制激光发射装置20发射激光照射透光管10，再通过第二控制模块72控制激光接收装置30接收对应的激光发射单元21所发射的激光。
示例性地，首先，通过激光发射装置20与激光接收装置30检测透光管10内未使用的工业液体的基准透光率T0，计算公式如下：
Figure BDA0003794715000000081
其中，参数W1表示激光发射装置20发射功率，参数W2表示激光接收装置30接收功率；
以W1为10mw，W2为8mw为例：
Figure BDA0003794715000000082
T0＝0.8；
其次，通过激光发射装置20与激光接收装置30检测透光管10内使用中的工业液体的透光率T，计算公式如下：
Figure BDA0003794715000000091
其中，参数W3表示激光接收装置30接收功率；
以W1为10mw，W3为6mw为例：
Figure BDA0003794715000000092
T＝0.6；
最后，再通过激光发射装置20与激光接收装置30检测透光管10内废弃的工业液体的基准透光率Te，计算公式如下：
Figure BDA0003794715000000093
其中，参数W4表示激光接收装置30接收功率；
以W1为10mw，W4为2mw为例：
Figure BDA0003794715000000094
Te＝0.2；
上述基准透光率T0、透光率T与基准透光率Te的计算结果均在透光管10内表面102未沉积杂质的情况下得出。
校准模块73，校准模块73用于确定工业液体杂质含量的基准数据；通过上述对不同状态下的工业液体中的杂质含量的计算可得出：未使用的工业液体的基准透光率T0＝0.8，使用中的工业液体的透光率T＝0.6，废弃的工业液体的基准透光率Te＝0.2，因此，可正常使用的工业液体的透光率T应该在[Te,T0]内。由于激光发射装置20与激光接收装置30在实际使用过程中会产生微小误差，通过[Te,T0]可将激光发射装置20与激光接收装置30的误差落入该区间范围内。
在线监测模块74，在线监测模块74用于监测使用中的工业液体的透光率；通过在线监测模块74可实时监测使用中的工业液体的透光率T，工业液体内的杂质越多，透光率T则越低，当T<Te时，说明该工业液体已经超出可使用范围。
通讯模块75，通讯模块75用于向上位机PC发出报警信息。当工业液体已经超出可使用范围时，通过通讯模块75向上位机PC发出报警信息，以便于对工业液体及时处理。
总供电模块60包括：第一供电模块61，第一供电模块61用于为激光发射单元21提供电源；第二供电模块62，第二供电模块62为激光接收单元31提供电源。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种工业液体杂质含量检测装置，其特征在于，包括：
具通液腔的透光管，配置于所述透光管外表面的激光发射装置，以及激光接收装置；
所述激光发射装置包括：周向配置于所述透光管外表面的多个激光发射单元；
所述激光接收装置包括：周向配置于所述透光管外表面并与所述激光发射单元相对设置的激光接收单元；
周向配置于所述透光管并一一对应于所述激光发射单元与所述激光接收单元的多个清除装置，以通过所述清除装置清除所述透光管内表面的杂质。
2.根据权利要求1所述的工业液体杂质含量检测装置，其特征在于，所述清除装置包括：
周向抵持于所述透光管内表面的活动单元，以及驱动所述活动单元在所述通液腔内横向运动的驱动单元。
3.根据权利要求2所述的工业液体杂质含量检测装置，其特征在于，所述驱动单元被构造出压缩腔，所述压缩腔容置与所述驱动单元分离设置的第一磁铁，配置于所述透光管外表面以供所述第一磁铁横向运动的第一导轨，以及为压缩腔提供压缩气体的供气模块。
4.根据权利要求3所述的工业液体杂质含量检测装置，其特征在于，所述活动单元内嵌第二磁铁，以及配置于所述透光管内表面以供所述第二磁铁横向运动的第二导轨；
所述活动单元靠近所述激光接收装置的自由端形成斜面。
5.根据权利要求4所述的工业液体杂质含量检测装置，其特征在于，所述第二磁铁与所述第一磁铁相对设置；
所述第二磁铁径向向外的一侧磁极为S极或N极；
所述第一磁铁径向向内的一侧磁极为S极或N极。
6.根据权利要求5所述的工业液体杂质含量检测装置，其特征在于，以通过所述第一磁铁与所述第二磁铁磁极之间的磁场作用力驱动所述第二磁铁同步带动所述活动单元在所述通液腔内横向运动。
7.一种检测系统，其特征在于，包括：
上位机PC，电性连接所述上位机PC的总控制模块，以及受控于所述总控制模块的如权利要求1至6中任一项所述的工业液体杂质含量检测装置；
总供电模块，所述总供电模块用于为所述激光发射装置、所述激光接收装置、所述供气模块与所述总控制模块提供电源。
8.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述总控制模块用于控制所述供气模块与所述清除装置，以通过所述供气模块与所述清除装置对所述透光管内表面沉积的杂质进行清理。
9.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述总控制模块包括：
第一控制模块，所述第一控制模块用于控制所述激光发射装置发射激光；
第二控制模块，所述第二控制模块用于控制所述激光接收装置接收激光；
校准模块，所述校准模块用于确定工业液体杂质含量的基准数据；
在线监测模块，所述在线监测模块用于监测使用中的工业液体的透光率；
通讯模块，所述通讯模块用于向所述上位机PC发出报警信息。
10.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述总供电模块包括：
第一供电模块，所述第一供电模块用于为所述激光发射单元提供电源；
第二供电模块，所述第二供电模块为所述激光接收单元提供电源。
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