CN116359134A - 在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统及其方法，包括消泡罐,所述消泡罐设置有油液加热器，所述消泡罐的进油侧管道上设置有第一电磁阀，所述消泡罐的出油侧管路上设置有第二电磁阀，且在第二电磁阀的出口端设置有油液颗粒度检测仪，所述油液颗粒度检测仪用于检测油液中的颗粒污染物。本方案适用油液粘度相对较高的场合，特别适合齿轮箱的高粘度润滑油在线监测工况。

Description

在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统及其方法

技术领域

本发明属于润滑油在线检测技术领域，具体涉及一种在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统及其方法。

背景技术

当齿轮箱高速运行时，飞溅式润滑的方式会将油液搅动起来，从而产生大量气泡并混入高粘度润滑油中，含微型气泡经过普通颗粒度检测仪时会被当作污染物，所以检测的结果会比实际增加非常多的污染物数量，造成计数结果误差过大。

为消除润滑油中所含的气泡，现有技术一公开一种风机齿轮箱在线监测方法，利用将齿轮箱润滑油进行加热的方式对齿轮箱润滑油进行消泡处理；把经过消泡后的齿轮箱润滑油进行降温处理；将降温后的齿轮箱润滑油分别进行两路检测。这种通过升温-降温的方法对润滑油进行消泡处理的效果一般，响应时间较长。无法满足实现快速及时的对油液的颗粒污染进行监测。另外，现有技术采用离线的检测方式，该检测方式容易受到外界人为干扰因素，造成测量结果不够精确。

发明内容

为解决上述现有技术尚未解决的问题，本发明提供一种在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统及其方法。本方案适用油液粘度相对较高的场合，特别适合齿轮箱的高粘度润滑油在线监测工况。

本发明的目的之一在于提供一种在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统，包括消泡罐,所述消泡罐设置有油液加热器，所述消泡罐的进油管路上设置有第一电磁阀，所述消泡罐的出油管路上设置有第三电磁阀，且在第三电磁阀的出口端设置有油液颗粒度检测仪，所述油液颗粒度检测仪用于检测油液中的颗粒污染物。

作为优选方案，还包括气路单元，所述气路单元通过第二电磁阀与消泡罐顶部液面以上空间相连通，用于实现消泡罐内油液的增压或脱气。

作为优选方案，所述气路单元包括第四电磁阀和气泵，气泵通过两个支路分别与第四电磁阀两个通道口相连，所述第四电磁阀通过气路管路与第二电磁阀相连，当气路单元向消泡罐内增压时，气泵通过第一支路、第四电磁阀和第二电磁阀第向消泡罐内供气增压，当消泡罐内向外脱气时，消泡罐通过第二电磁阀、第四电磁阀、第二支路和气泵向外排气。

作为优选方案，所述第一支路上设置有第五电磁阀，第五电磁阀用于控制第一支路的连通或断开。

作为优选方案，所述气泵与第五电磁阀之间的连接管路上还设置有干燥过滤器。

作为优选方案，还包括震源，所述震源用于对消泡罐内的油液进行震荡。

作为优选方案，所述消泡罐上设置有压力传感器，用于检测消泡罐内的气压。

本发明的目的之二在于提供一种在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰的方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、与消泡罐相连的第二、三电磁阀关闭，第一电磁阀开启，使得消泡罐仅与进油管路连通，被测油液开始进入消泡罐内部，且消泡罐内压力逐渐升高，通过消泡罐内压力传感器检测消泡罐内部压力持续一段时间且不再升高时完成此步骤；油液加热器和震源得电工作，使得进入到消泡罐内部的油液进行充分加热和震荡，直至消泡罐内的压力与被测在线油液管路压力相等时，此时消泡罐内的油液不再增加；

步骤二、气路单元开始工作，气泵启动，第一电磁阀和第三电磁阀关闭，第二电磁阀开启，消泡罐内部与气路单元连通，气路单元开始对消泡罐内进行抽真空脱气，油液加热器和震源同时工作，消泡罐内脱气的同时对其内的油液进行加热和震荡；

步骤三、气路单元开始增压工作，第一电磁阀关闭，第二、三电磁阀开启，消泡罐内部与气路单元连通，且通过气路单元向消泡罐内供气增压使之呈正压状态，与此同时，经过增压的油液从消泡罐内通过第三电磁阀被送至油液颗粒度检测仪内，随后由油液颗粒度检测仪排回主回路，油液加热器和震源工作，向消泡罐内增压的同时对消泡罐内的油液进行加热和震荡；

步骤四、重复所述步骤四工艺流程，此时油液颗粒度检测仪开始工作，通过预先设定好的程序，对油液进行在线连续检测。

作为优选方案，所述步骤三中，油液颗粒度检测仪尚未开始工作。

与现有技术相比，本发明至少包括如下有益效果：

其一、本发明的检测系统经过优化组合改进，包括消泡单元、气路单元和检测单元三大部分，通过上述功能单元的配合，事先将气泡有效去除，这样大大提高了油液颗粒度检测仪精度，从而减少了气泡对油液颗粒度计数结果产生的影响。保证了颗粒度检测仪对润滑油在线检测结构的准确性。该检测系统工序简单，中间不涉及人员操作，省时省力，测量结果不受人为因素干扰，本系统装置可集成在一起，作为一个整体的系统，接入待测润滑油的管路中，对润滑油的颗粒度进行检测。

其二、优化了检测工艺流程，本方法适用油液粘度相对较高的场合，特别适合齿轮箱的高粘度润滑油在线监测工况。包括进油、振荡脱气、排空、检测等四个工艺流程，对润滑油进行污染物振荡、分散、脱气、加热等操作，可以将润滑油中的气泡有效的去除，大大提高了油液颗粒度检测仪精度，从而减少了气泡对油液颗粒度计数结果产生的影响，通过与上述特定结构的检测系统配合，减少了人为因素的干扰，在消泡过程中，即可对油液进行多组数据的检测。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的工作原理结构图；

图3为本发明中各个阀门的启闭状态；（图中所示实心圆点·为通电状态，空心圆点○为断电状态）。

图中标记：1、消泡罐，2、油液颗粒度检测仪，3、超声波震源，4、油液加热器，11、第一电磁阀，12、第二电磁阀，13、第二电磁阀，14、第二电磁阀，15、第二电磁阀，16、气泵，17、干燥过滤器，18、压力传感器，21、进油管路，22、出油管路，23、主回路，24、气路管路，25、第一支路，26、第二支路。

具体实施方式

以下通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其它实施方式中。

需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他具有相同功能的元件或者物件。

实施例1

本实施例提供一种在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统，包括作为密闭容器的消泡罐1,消泡罐1还设置有超声波震源3、油液加热器4，超声波震源3连接在消泡罐1上，具体地，超声波震源3可设置在消泡罐1的外部，用于对消泡罐1内的油液进行震荡。油液加热器4，用于对消泡罐1内的油液进行加热，具体地，油液加热器4设置在消泡罐1的内部，淹没在消泡罐1内的油液中，需要指出的是，油液加热器4并不仅仅限于设置在消泡罐1的内部，只要能够实现对油液的加热功能即可，例如设置在消泡罐1的底部外侧等方式，另外油液加热器4的加热方式也不仅仅限于电加热方式，当超声波震源3和油液加热器4得电工作时，能够对进入到消泡罐1内部的油液进行充分加热和超声波震荡。

本方案中，消泡罐1设置有进油管路21和出油管路22，在进油管路21上设置有第一电磁阀11，第一电磁阀11即为进油阀门，通过第一电磁阀11可以控制进油管路21的启闭，从而控制消泡罐1是否进油以及进油量多少。在出油管路22上设置有第三电磁阀12，第三电磁阀13即为出油阀门，通过第三电磁阀13可以控制出油管路22的启闭，从而控制消泡罐1是否排液出油以及排液出油量多少。

本实施例中，在消泡罐1的顶部设置有第二电磁阀12，第二电磁阀12的一端通过管路与消泡罐1液面以上的空间相连通，第二电磁阀12的另一端通过气路管路24与气路单元相连，目的是通过气路单元向消泡罐1内部进行增压，或消泡罐1通过气路单元向外脱气。

本方案中，在出油管路22的第三电磁阀13的出口端设置有油液颗粒检测仪（LPC）2，设置油液颗粒检测仪2的作用是：油液颗粒度检测仪2用于检测油液中的颗粒污染物。根据预先设定好的程序，对出油管路22内经过检测仪的油液进行连续检测，并将检测数据传送给计算机以自动计算3-5 组数据的平均值并通过通讯协议传输给外部。

本实施例，消泡罐1上设置有压力传感器18，用于检测消泡罐1内的气压。消泡罐1工作时，进入油液的容积依压力传感器18而定，由于消泡罐1在进液阶段是一个封闭腔体，只有进液口一个通道被打开，随着被测油液的不断进入，油压不断升高且始终与气压处于平衡关系，润滑油管路压力一般情况在1-10bar范围内，也可通过压力传感器18对其最高压力进行限定。

本实施例中，消泡罐1作为一密闭容器，由于进液前消泡罐1内部始终有一定的气体，所以进油量会一直保持在最高液面之下，消泡罐1顶部一直会有一定的气体残留，但前提消泡罐1需要竖直安装，与第二电磁阀12连接的通道必须在消泡罐1的顶部，以保证气路单元进行抽气时不会将润滑油抽起。

气路单元可以采用如下实施方式：气路单元包括第四电磁阀14、第五电磁阀15、气泵16和干燥过滤器17，第四电磁阀14一端通过气路管路24与第二电磁阀12相连，第四电磁阀14另一端分为两个支路，其中第一支路25作为供气增压支路，干燥过滤器17和第五电磁阀15设置在第一支路25上，气泵16依次通过干燥过滤器17、第五电磁阀15、第四电磁阀14与第二电磁阀12相连，干燥过滤器17的作用是用于对气泵16供应的气流吸水干燥，第二支路26为脱气负压支路，第四电磁阀14通过第二支路26直接与气泵16相连，当气路单元向消泡罐1内增压时，使得第一支路25导通且第二支路26关闭，气泵16通过干燥过滤器17、第五电磁阀15、第四电磁阀14和第二电磁阀12向消泡罐1内供气，当消泡罐1内向外排气时，通过控制第五电磁阀15、第四电磁阀14切换，第一支路25关闭且第二支路26导通，消泡罐1通过第二电磁阀12、第四电磁阀14和气泵16向外抽负压脱气。

实施例2

本实施例提供一种在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰的方法。该方法主要包含进油步骤、振荡脱气步骤、排空步骤、检测步骤等四个工艺流程。由第一电磁阀（进油电磁阀DA01）11、消泡罐1、第二电磁阀（气路电磁阀DA02）12、气路单元、第三电磁阀（检测电磁阀DA03）13、颗粒度检测仪（LPC）2及回流管路等系统共同完成。

进油步骤：进油电磁阀DA01通电，进油管路21打开，油液进入消泡灌1内，气路电磁阀DA02和检测电磁阀DA03 关闭，将出油管路22和气路单元24与消泡罐1的连接通道分别切断。期间HA01和M2得电工作，使得进入到消泡灌1内部的油液进行充分加热和超声波震荡，消泡灌1内压力与在线油液管路压力相等时完成此步骤。

步骤一中，使得消泡罐1仅与进油管路21连通，被测油液开始进入消泡罐1内部，且压力逐渐升高，通过消泡罐1内压力传感器18检测消泡罐1内部压力持续5-10秒不再升高时完成此步骤，期间HA1 和M2 得电工作，使得进入到消泡罐1内部的油液进行充分加热和超声波震荡，直至消泡罐1内的压力与被测在线管路压力（进油管路压力）相等，此时消泡罐1内的油液不再增加，该步骤用时为10-60s。

振荡&脱气步骤：气泵16（M1）启动，第五电磁阀（YA02）启动电磁阀得电，同时关闭进油电磁阀DA01和检测电磁阀DA03，切断进油管路21和出油管路22，从而使得消泡罐1仅与气路管路24相连通，通过启泵16开始对消泡灌1内进行抽真空，消泡灌1内的气压逐渐呈负压状态，与此同时，油液加热器（HA01）和超声波震源（M2）也在工作，抽真空的同时也对消泡灌1内的油液进行加热和超声波震荡，并持续一定时间，该过程持续时间为30-120s。

该步骤使得消泡罐1通过气路管路24与气路单元相连通，通过对消泡罐1内的油液并进行加热、超声波震荡，边对消泡罐1内的顶部空间抽真空，使其形成负压，能够极大地保证消泡后的效果，为后面的检测提供良好的油液条件。

排空步骤：完成以上步骤后，使得消泡灌1内的油液中的气泡完全消散，开始对通往油液颗粒度检测仪2内的管路进行排空和清洗，同时还起到将消泡灌1内的待检测的油液输送至在线式颗粒度检测仪2内部管道中的作用，此步骤（第四电磁阀）YA01得电，气路单元的第一支路25导通，向消泡灌1内部增压，气路电磁阀DA02和检测电磁阀DA03均打开，且通过这个通路源源不断的正压强推动油液流向在线颗粒度检测仪2，期间油液加热器（HA01）和超声波震源（M2）得电工作，使得进入到消泡灌1内部的油液进行充分加热和超声波震荡。经过增压的油液从消泡罐1内通过检测电磁阀DA03被挤压至油液颗粒度检测仪（LPC）内并排回主回路23，此过程主要是对油液颗粒度检测仪2内的管道残余油液排出，该步骤用时5-20s。

设置排空步骤的目的在于：由于上一轮检测时油液颗粒度检测仪2内部管路中会残留一定量的油液，此时油液颗粒度检测仪2进行检测会受到上一轮残留油液的影响，所以正式检测之前需要将待检测的油液通过正压力流入油液颗粒度检测仪2内部管路进行一定时间的冲洗，待新的油液完全流出油液颗粒度检测仪2内部所有管路后，检测仪才能开始工作。

检测步骤：使得消泡灌1内的油液中的气泡完全消散后，开始对通往油液颗粒度检测仪2内的管路进行排空和清洗，同时还起到将消泡灌1内的待检测的油液输送至油液颗粒度检测仪2内部管道中，此步骤（第四电磁阀）YA01得电，气路单元的第一支路25导通，消泡灌1内部的气压是正压，气路电磁阀DA02和检测电磁阀DA03均打开，且通过这个通路源源不断的正压强推动油液流向在线颗粒度检测仪2，期间液加热器（HA01）和超声波震源（M2）得电工作，使得进入到消泡灌1内部的油液进行充分加热和超声波震荡，该步骤用时n×（30-120）s，n为连续检测数据的组数，例如1，2，3，4，5等。

本方案，检测步骤为正式油液检测的开始，可以通过事先在颗粒度检测仪设定的检测次数，每次检测的时间间隔以及每次的检测时间，将以上检测的结果输送至上层PLC中进行运算，并计算结果的平均值，通过通讯协议可以输出检测结果，并可进行历史结果查询、消泡流程时间设置、油液牌号的选择和检测结果设置。由于在线检测，能够快速准确地检测到多组数值，通过多组数值计算出其平均值，其检测结果会更为准确可靠，进一步证明了在线检测的便利性和准确性。

本实施例，检测步骤与上面的排空步骤一样，在此基础之上，油液颗粒度检测仪（LPC）2开始工作，通过预先设定好的程序，对油液进行连续检测，一般会连续检测3-5 组数据，每组数据检测时间30-120s 不等，具体可由客户自行决定，检测完毕，计算机自动计算3-5 组数据的平均值并通过通讯协议传输给外部，也可查询每组数据各通道的检测结果，检测结束后持续一段时间，需将消泡罐1内的油液排空，方便下次检测。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统，其特征在于：包括消泡罐,所述消泡罐设置有油液加热器，所述消泡罐的进油管路上设置有第一电磁阀，所述消泡罐的出油管路上设置有第三电磁阀，且在第三电磁阀的出口端设置有油液颗粒度检测仪，所述油液颗粒度检测仪用于检测油液中的颗粒污染物。

2.根据权利要求1所述的在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统，其特征在于：还包括气路单元，所述气路单元通过第二电磁阀与消泡罐顶部液面以上空间相连通，用于实现消泡罐内油液的增压或脱气。

3.根据权利要求2所述的在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统，其特征在于：所述气路单元包括第四电磁阀和气泵，气泵通过两个支路分别与第四电磁阀两个通道口相连，所述第四电磁阀通过气路管路与第二电磁阀相连，当气路单元向消泡罐内增压时，气泵通过第一支路、第四电磁阀和第二电磁阀第向消泡罐内供气增压，当消泡罐内向外脱气时，消泡罐通过第二电磁阀、第四电磁阀、第二支路和气泵向外排气。

4.根据权利要求2所述的在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统，其特征在于：所述第一支路上设置有第五电磁阀，第五电磁阀用于控制第一支路的连通或断开。

5.根据权利要求4所述的在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统，其特征在于：所述气泵与第五电磁阀之间的连接管路上还设置有干燥过滤器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统，其特征在于：还包括震源，所述震源用于对消泡罐内的油液进行震荡。

7.根据权利要求1-5任一项所述的在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰系统，其特征在于：所述消泡罐上设置有压力传感器，用于检测消泡罐内的气压。

8.在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰的方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、与消泡罐相连的第二、三电磁阀关闭，第一电磁阀开启，使得消泡罐仅与进油管路连通，被测油液开始进入消泡罐内部，且消泡罐内压力逐渐升高，通过消泡罐内压力传感器检测消泡罐内部压力持续一段时间且不再升高时完成此步骤；油液加热器和震源得电工作，使得进入到消泡罐内部的油液进行充分加热和震荡，直至消泡罐内的压力与被测在线油液管路压力相等时，此时消泡罐内的油液不再增加；

步骤二、气路单元开始工作，气泵启动，第一电磁阀和第三电磁阀关闭，第二电磁阀开启，消泡罐内部与气路单元连通，气路单元开始对消泡罐内进行抽真空脱气，油液加热器和震源同时工作，消泡罐内脱气的同时对其内的油液进行加热和震荡；

步骤三、气路单元开始增压工作，第一电磁阀关闭，第二、三电磁阀开启，消泡罐内部与气路单元连通，且通过气路单元向消泡罐内供气增压使之呈正压状态，与此同时，经过增压的油液从消泡罐内通过第三电磁阀被送至油液颗粒度检测仪内，随后由油液颗粒度检测仪排回主回路，油液加热器和震源工作，向消泡罐内增压的同时对消泡罐内的油液进行加热和震荡；

步骤四、重复所述步骤四工艺流程，此时油液颗粒度检测仪开始工作，通过预先设定好的程序，对油液进行在线连续检测。

9.根据权利要求8所述的在线式激光颗粒度检测仪消除气泡干扰的方法，其特征在于：所述步骤三中，油液颗粒度检测仪尚未开始工作。

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