DE102018211159A1 - Determination of the particle load of lubricant - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Partikelbelastung von Schmierstoff; mit den Schritten Vereinzeln einer Schmierstoffprobe aus dem Schmierstoff; Bestrahlen der Schmierstoffprobe mit einer ersten elektromagnetischen Strahlung; Bestrahlen der Schmierstoffprobe mit einer zweiten elektromagnetischen Strahlung einer Wellenlänge, die sich von einer Wellenlänge der ersten elektromagnetischen Strahlung unterscheidet; Messen der ersten elektromagnetischen Strahlung, nachdem die erste elektromagnetische Strahlung die Schmierstoffprobe durchdrungen hat; Messen der zweiten elektromagnetischen Strahlung, nachdem die erste elektromagnetische Strahlung die Schmierstoffprobe durchdrungen hat; und Auswerten der Messungen.

Figure DE102018211159A1_0000
The invention relates to a method for determining the particle load of lubricant; with the steps of separating a lubricant sample from the lubricant; Irradiating the lubricant sample with a first electromagnetic radiation; Irradiating the lubricant sample with a second electromagnetic radiation of a wavelength that differs from a wavelength of the first electromagnetic radiation; Measuring the first electromagnetic radiation after the first electromagnetic radiation has penetrated the lubricant sample; Measuring the second electromagnetic radiation after the first electromagnetic radiation has penetrated the lubricant sample; and evaluating the measurements.
Figure DE102018211159A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 4.The invention relates to a method according to claim 1 and an arrangement according to the preamble of claim 4.

Die Druckschrift DE 1 97 35 066 C1 offenbart ein Auswerteverfahren für einen Partikelzähler. Dabei wird mittels eines Sensors, der auf die Anwesenheit von Partikeln in einer von einem Fluidstrom durchströmten Messzone anspricht, ein Sensorsignal erzeugt. Das Signal wird aufbereitet und unter Berücksichtigung eines Kalibrierfaktors in einen Anzeigewert überführt. Die Aufbereitung des Sensorsignals wird so durchgeführt, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums die individuellen Verweilzeiten von Partikeln in der Messzone ermittelt werden. Durch Summation der Verweilzeiten wird ein Summensignal gebildet, das unter Berücksichtigung des Kalibrierfaktors zur Darstellung des Anzeigewerts benutzt wird.The publication DE 1 97 35 066 C1 discloses an evaluation method for a particle counter. A sensor signal is generated by means of a sensor which responds to the presence of particles in a measuring zone through which a fluid stream flows. The signal is processed and converted into a display value taking into account a calibration factor. The processing of the sensor signal is carried out in such a way that the individual dwell times of particles in the measuring zone are determined within a predetermined period. By summing the dwell times, a sum signal is formed which, taking into account the calibration factor, is used to represent the displayed value.

Gewöhnliche Partikelzähler erfassen sämtliche Partikel in einem Schmierstoff - unabhängig von der Art der Partikel. Dies erschwert eine zuverlässige Aussage über den Grad der Kontamination des Schmierstoffs. So gibt es auf der einen Seite harte Partikel, die in den Schmierstellen zu Beschädigungen führen können. Auf der anderen Seite kann der Schmierstoff weiche Partikel enthalten. Diese sind zumeist harmlos und führen nicht zu Beschädigungen. So können etwa durch Reaktion von Additiven des Schmierstoffs mit Wasser schlammartige Verunreinigungen entstehen, die harmlos sind, aber in herkömmlichen Partikelzählern mitgezählt werden.Ordinary particle counters record all particles in a lubricant - regardless of the type of particle. This makes it difficult to make a reliable statement about the degree of contamination of the lubricant. On the one hand there are hard particles that can damage the lubrication points. On the other hand, the lubricant can contain soft particles. These are mostly harmless and do not lead to damage. For example, the reaction of additives in the lubricant with water can result in sludge-like impurities that are harmless but are counted in conventional particle counters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile zu vermeiden. Insbesondere soll die Genauigkeit der Erkennung von Verunreinigungen eines Schmierstoffs mit schädlichen Partikeln verbessert werden, sodass sich schädliche von unschädlichen Partikeln unterscheiden lassen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Anordnung nach Anspruch 4. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.The object of the invention is to avoid the disadvantages inherent in the solutions known from the prior art. In particular, the accuracy of the detection of contaminants in a lubricant with harmful particles is to be improved, so that it is possible to distinguish between harmful and harmless particles. This object is achieved by a method according to claim 1 and an arrangement according to claim 4. Preferred further developments are contained in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Ermittlung der Partikelbelastung von Schmierstoff. Mit Partikel wird hier jeglicher in dem Schmierstoff enthaltene Fremdkörper bezeichnet. Dies umfasst Feststoffe, aber auch Gasblasen und Einschlüsse flüssiger Stoffe. Insbesondere Einschlüsse flüssiger Stoffe, deren Viskosität höher ist als die Viskosität des Schmierstoffs, werden von der Bezeichnung umfasst.The method according to the invention serves to determine the particle load of lubricant. Any foreign body contained in the lubricant is referred to here as particles. This includes solids, but also gas bubbles and inclusions of liquid substances. In particular, inclusions of liquid substances whose viscosity is higher than the viscosity of the lubricant are included in the designation.

Das Verfahren sieht vor, dass zunächst eine Schmierstoffprobe aus dem Schmierstoff vereinzelt wird. Die Schmierstoffprobe wird in eine Messzelle eingeleitet bzw. durch die Messzelle hindurchgeleitet. Als Mittel zum Vereinzeln und Messzelle kommt bevorzugt eine Schmierstoffleitung mit geringer Querschnittsfläche zum Einsatz.The method provides that a lubricant sample is first separated from the lubricant. The lubricant sample is introduced into a measuring cell or passed through the measuring cell. A lubricant line with a small cross-sectional area is preferably used as the means for separating and measuring cell.

Die Schmierstoffprobe wird mit einer ersten elektromagnetischen Strahlung und einer zweiten elektromagnetischen Strahlung bestrahlt. Deren Wellenlängen unterscheiden sich. Vorzugsweise besteht zwischen einem Wellenlängenspektrum der ersten elektromagnetischen Strahlung und einem Wellenlängenspektrum der zweiten elektromagnetischen Strahlung keine Überdeckung. Dies bedeutet, dass keine Wellenlänge, die in dem Spektrum der ersten elektromagnetischen Strahlung enthalten ist, zugleich in dem Spektrum der zweiten elektromagnetischen Strahlung enthalten ist. Umgekehrt ist keine Wellenlänge, die in dem Spektrum der zweiten elektromagnetischen Strahlung enthalten ist, zugleich in dem Spektrum der ersten elektromagnetischen Strahlung enthalten.The lubricant sample is irradiated with a first electromagnetic radiation and a second electromagnetic radiation. Their wavelengths differ. There is preferably no overlap between a wavelength spectrum of the first electromagnetic radiation and a wavelength spectrum of the second electromagnetic radiation. This means that no wavelength that is contained in the spectrum of the first electromagnetic radiation is also contained in the spectrum of the second electromagnetic radiation. Conversely, no wavelength that is contained in the spectrum of the second electromagnetic radiation is simultaneously contained in the spectrum of the first electromagnetic radiation.

Mindestens ein Teil der ersten elektromagnetischen Strahlung und mindestens ein Teil der zweiten elektromagnetischen Strahlung durchdringt die Schmierstoffprobe. Diese Teile der ersten elektromagnetischen Strahlung und der zweiten elektromagnetischen Strahlung werden gemessen.At least part of the first electromagnetic radiation and at least part of the second electromagnetic radiation penetrates the lubricant sample. These parts of the first electromagnetic radiation and the second electromagnetic radiation are measured.

Die Messungen werden schließlich ausgewertet. Im Rahmen der Auswertung können die gemessenen Teile der ersten elektromagnetischen Strahlung und der zweiten elektromagnetischen Strahlung verglichen werden. Daraus ergeben sich mannigfaltige Analysemöglichkeiten. Insbesondere lässt sich durch Vergleich der gemessenen Teile der ersten elektromagnetischen Strahlung und der zweiten elektromagnetischen Strahlung eine Aussage nicht nur über das Vorhandensein von Partikeln in der Schmierstoffprobe, sondern auch über die Art der Partikel treffen.The measurements are finally evaluated. As part of the evaluation, the measured parts of the first electromagnetic radiation and the second electromagnetic radiation can be compared. This results in a wide range of analysis options. In particular, by comparing the measured parts of the first electromagnetic radiation and the second electromagnetic radiation, a statement can be made not only about the presence of particles in the lubricant sample, but also about the type of the particles.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird entsprechend anhand der Messwerte mindestens ein in der Schmierstoffprobe enthaltener Partikel klassifiziert. Dies bedeutet, dass die Art des mindestens einen in der Schmierstoffprobe enthaltenen Partikels bestimmt wird. Bevorzugt wird der Partikel in eine der Klassen Feststoff oder Nicht-Feststoff, das heißt Flüssigkeit oder Gas, eingeteilt. Auch eine Einteilung in eine der drei Klassen Feststoff, Flüssigkeit und Gas ist möglich.In a preferred development, at least one particle contained in the lubricant sample is classified according to the measured values. This means that the type of the at least one particle contained in the lubricant sample is determined. The particle is preferably divided into one of the classes solid or non-solid, that is to say liquid or gas. A division into one of the three classes of solid, liquid and gas is also possible.

Die Klassifizierung erfolgt in einer bevorzugten Weiterbildung durch Vergleich der Messwerte mit Referenzmessungen, das heißt mit Messwerten, die aus Referenzmessungen gewonnen wurden. Im Rahmen einer Referenzmessung wird das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Schmierstoffprobe angewendet, deren Partikelbelastung qualitativ und/oder quantitativ bekannt ist. Die dabei gemessenen Teile der ersten elektromagnetischen Strahlung und der zweiten elektromagnetischen Strahlung werden als Referenzwerte herangezogen. Werden nun Werte gemessen, die den Referenzwerten entsprechen, lässt sich daraus schließen, dass in der bestrahlten und vermessenen Schmierstoffprobe die gleichen Partikel vorhanden sind wie in der Schmierstoffprobe der Referenzmessung.In a preferred development, the classification is carried out by comparing the measured values with reference measurements, that is to say with measured values obtained from reference measurements. As part of a reference measurement, the method according to the invention is based on a lubricant sample applied, the particle load is known qualitatively and / or quantitatively. The parts of the first electromagnetic radiation and the second electromagnetic radiation measured here are used as reference values. If values are now measured that correspond to the reference values, it can be concluded that the same particles are present in the irradiated and measured lubricant sample as in the lubricant sample of the reference measurement.

Eine erfindungsgemäße Anordnung weist mindestens einen Sensor auf, einen ersten Emitter, ein Mittel zum Vereinzeln einer Schmierstoffprobe und eine Auswerteeinheit auf. Der erste Emitter ist ausgebildet, die Schmierstoffprobe mit der ersten elektromagnetischen Strahlung zu bestrahlen.An arrangement according to the invention has at least one sensor, a first emitter, a means for separating a lubricant sample and an evaluation unit. The first emitter is designed to irradiate the lubricant sample with the first electromagnetic radiation.

Erfindungsgemäß ist ein zweiter Emitter vorgesehen, der ausgebildet ist, die Schmierstoffprobe mit der zweiten elektromagnetischen Strahlung zu bestrahlen. Mindestens ein Teil der ersten elektromagnetischen Strahlung, der die Schmierstoffprobe durchdrungen hat, und mindestens ein Teil der zweiten elektromagnetischen Strahlung, der die Schmierstoffprobe durchdrungen hat, wird mittels des Sensors gemessen.According to the invention, a second emitter is provided, which is designed to irradiate the lubricant sample with the second electromagnetic radiation. At least part of the first electromagnetic radiation that has penetrated the lubricant sample and at least part of the second electromagnetic radiation that has penetrated the lubricant sample is measured by means of the sensor.

Die Auswerteeinheit dient dazu, die Messung auszuwerten.The evaluation unit is used to evaluate the measurement.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Im Einzelnen zeigt:

  • 1 einen ersten Partikelzähler;
  • 2 einen zweiten Partikelzähler; und
  • 3 einen dritten Partikelzähler.
Preferred embodiments of the invention are shown in the figures. In detail shows:
  • 1 a first particle counter;
  • 2 a second particle counter; and
  • 3 a third particle counter.

Der in 1 dargestellte Partikelzähler 101 weist eine erste Strahlungsquelle 103, eine zweite Strahlungsquelle 105, einen ersten Detektor 107 und einen zweiten Detektor 109 auf. Der Partikelzähler 101 weist weiterhin eine rohrförmige Leitung 111 auf, die von einem Schmierstoff durchflossen wird.The in 1 particle counter shown 101 has a first radiation source 103 , a second radiation source 105 , a first detector 107 and a second detector 109 on. The particle counter 101 also has a tubular line 111 on which a lubricant flows.

Die erste Strahlungsquelle 103 bestrahlt einen ersten transparenten Teil 113 der Leitung 111. Entsprechend bestrahlt die zweite Strahlungsquelle 105 einen zweiten transparenten Teil 115. Der erste transparente Teil der Leitung 113 ist transparent für Strahlung einer ersten Wellenlänge, die von der ersten Strahlungsquelle 103 ausgestrahlt wird. Transparent für Strahlung einer zweiten Wellenlänge, die von der zweiten Strahlungsquelle 105 ausgestrahlt wird, ist entsprechend der zweite transparente Teil 115 der Leitung 111. Zwischen dem ersten transparenten Teil 113 der Leitung 111 und dem zweiten transparenten Teil 115 der Leitung 111 verläuft ein intransparenter Teil 117.The first source of radiation 103 irradiates a first transparent part 113 the line 111 , The second radiation source is irradiated accordingly 105 a second transparent part 115 , The first transparent part of the line 113 is transparent to radiation of a first wavelength emitted by the first radiation source 103 is broadcast. Transparent to radiation of a second wavelength emitted by the second radiation source 105 is broadcast, is the second transparent part 115 the line 111 , Between the first transparent part 113 the line 111 and the second transparent part 115 the line 111 runs a non-transparent part 117 ,

Die von der ersten Strahlungsquelle 103 emittierte Strahlung durchdringt den ersten transparenten Teil 113 der Leitung 111 und den darin enthaltenen Schmierstoff. Der erste Detektor 107 ist so angeordnet, dass er mindestens einen Teil der Strahlung, die ersten transparenten Teil 113 der Leitung 111 sowie den darin befindlichen Schmierstoff durchdrungen hat, erfasst. Entsprechend ist der zweite Detektor 109 so angeordnet, dass er mindestens einen Teil der Strahlung erfasst, die den zweiten transparenten Teil 115 der Leitung 111 sowie den darin befindlichen Schmierstoff durchdrungen hat.The one from the first radiation source 103 emitted radiation penetrates the first transparent part 113 the line 111 and the lubricant it contains. The first detector 107 is arranged so that it has at least part of the radiation, the first transparent part 113 the line 111 and has penetrated the lubricant contained therein. The second detector is corresponding 109 arranged so that it detects at least part of the radiation that the second transparent part 115 the line 111 and has penetrated the lubricant inside.

Der Querschnitt der Leitung 111 ist so gering gewählt, dass jeder in dem Schmierstoff enthaltene Partikel sowohl die erste Strahlungsquelle 103 mit dem ersten Detektor 107 als auch die zweite Strahlungsquelle 105 mit dem zweiten Detektor 109 passiert. Jeder Partikel ruft daher eine Änderung der von dem ersten Detektor 107 und der von dem zweiten Detektor 109 erfassten Strahlung hervor.The cross section of the line 111 is chosen so low that each particle contained in the lubricant is both the first radiation source 103 with the first detector 107 as well as the second radiation source 105 with the second detector 109 happens. Each particle therefore calls a change from that of the first detector 107 and that from the second detector 109 detected radiation.

Wird eine solche Änderung erfasst, lässt sich auf das Vorhandensein eines Partikels schließen. Anhand der Art der Änderung lässt sich zudem die Art des Partikels bestimmen.If such a change is detected, it can be concluded that a particle is present. The type of change can also be used to determine the type of particle.

Der in 2 dargestellte Partikelzähler 201 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Partikelzähler 101 durch die Anordnung der Strahlungsquellen 103, 105 und der Detektoren 107, 109. Während die Strahlungsquellen 103, 105 und die Detektoren 107, 109 gemäß 1 in Flussrichtung des Schmierstoffs versetzt zueinander angeordnet sind, sind die Strahlungsquellen 103, 105 und die Detektoren 107, 109 gemäß 2 in einer gemeinsamen, radial zu der Flussrichtung des Schmierstoffs ausgerichteten Ebene angeordnet. Dadurch überschneiden sich die von der ersten Strahlungsquelle 103 emittierte Strahlung und die von der zweiten Strahlungsquelle 105 emittierte Strahlung. Dies gewährleistet, dass jeder in dem Schmierstoff enthaltene Partikel ohne Zeitverzug von dem ersten Detektor 107 und dem zweiten Detektor 109 erfasst wird.The in 2 particle counter shown 201 differs from that in 1 shown particle counter 101 by the arrangement of the radiation sources 103 . 105 and the detectors 107 . 109 , While the radiation sources 103 . 105 and the detectors 107 . 109 according to 1 The radiation sources are arranged offset to one another in the direction of flow of the lubricant 103 . 105 and the detectors 107 . 109 according to 2 arranged in a common plane oriented radially to the direction of flow of the lubricant. This overlaps those from the first radiation source 103 emitted radiation and that from the second radiation source 105 emitted radiation. This ensures that each particle contained in the lubricant is not delayed by the first detector 107 and the second detector 109 is recorded.

Der in 3 dargestellte Partikelzähler 301 weist anstelle der ersten Strahlungsquelle 103 und der zweiten Strahlungsquelle 105 nur eine einzige Strahlungsquelle 303 auf. Die Strahlungsquelle 303 emittiert Strahlung einer Wellenlänge, die der Wellenlänge der von der ersten Strahlungsquelle 103 emittierten Strahlung entspricht, und Strahlung einer Wellenlänge, die der Wellenlänge der von der zweiten Strahlungsquelle 105 emittierten Strahlung entspricht. Die Strahlung der erstgenannten Wellenlänge wird von dem ersten Sensor 107 erfasst, die Strahlung der letztgenannten Wellenlänge wird von dem zweiten Sensor 109 erfasst.The in 3 particle counter shown 301 points in place of the first radiation source 103 and the second radiation source 105 only one source of radiation 303 on. The radiation source 303 emits radiation of a wavelength that is the wavelength of that from the first radiation source 103 emitted radiation corresponds, and radiation of a wavelength which corresponds to the wavelength of the second radiation source 105 emitted radiation corresponds. The radiation of the first-mentioned wavelength is from the first sensor 107 detected, the radiation of the latter wavelength is from the second sensor 109 detected.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

101101
Partikelzählerparticle counter
103103
erste Strahlungsquellefirst radiation source
105105
zweite Strahlungsquellesecond radiation source
107107
erster Detektorfirst detector
109109
zweiter Detektorsecond detector
111111
Leitungmanagement
113113
erster transparenter Teil der Leitungfirst transparent part of the management
115115
zweiter transparenter Teil der Leitungsecond transparent part of the line
201201
Partikelzählerparticle counter
301301
Partikelzählerparticle counter
303303
Strahlungsquelleradiation source

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 19735066 C1 [0002]DE 19735066 C1 [0002]

Claims (4)

Verfahren zur Ermittlung der Partikelbelastung von Schmierstoff; mit den Schritten - Vereinzeln einer Schmierstoffprobe aus dem Schmierstoff; - Bestrahlen der Schmierstoffprobe mit einer ersten elektromagnetischen Strahlung; - Bestrahlen der Schmierstoffprobe mit einer zweiten elektromagnetischen Strahlung einer Wellenlänge, die sich von einer Wellenlänge der ersten elektromagnetischen Strahlung unterscheidet; - Messen der ersten elektromagnetischen Strahlung, nachdem die erste elektromagnetische Strahlung die Schmierstoffprobe durchdrungen hat; - Messen der zweiten elektromagnetischen Strahlung, nachdem die erste elektromagnetische Strahlung die Schmierstoffprobe durchdrungen hat; und - Auswerten der Messungen.Methods for determining the particle load of lubricant; with the steps - Separating a lubricant sample from the lubricant; - irradiating the lubricant sample with a first electromagnetic radiation; Irradiating the lubricant sample with a second electromagnetic radiation of a wavelength that differs from a wavelength of the first electromagnetic radiation; Measuring the first electromagnetic radiation after the first electromagnetic radiation has penetrated the lubricant sample; Measuring the second electromagnetic radiation after the first electromagnetic radiation has penetrated the lubricant sample; and - Evaluation of the measurements. Verfahren nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass anhand der gemessenen ersten elektromagnetischen Strahlung und der gemessenen zweiten elektromagnetischen Strahlung mindestens ein in der Schmierstoffprobe enthaltener Partikel klassifiziert wird.Procedure according to Claim 1 ; characterized in that at least one particle contained in the lubricant sample is classified on the basis of the measured first electromagnetic radiation and the measured second electromagnetic radiation. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Partikel durch Vergleich mit Referenzmessungen klassifiziert wird.Method according to the preceding claim; characterized in that the at least one particle is classified by comparison with reference measurements. Anordnung (101, 201, 301) mit mindestens einem Sensor (107, 109), mindestens einem Emitter (103, 105, 303), einem Mittel (111) zum Vereinzeln einer Schmierstoffprobe und einer Auswerteinheit; wobei der mindestens eine Emitter (103, 105, 303) ausgebildet ist, die Schmierstoffprobe mit einer ersten elektromagnetischen Strahlung zu bestrahlen; dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Emitter (103, 105, 303) ausgebildet ist, die Schmierstoffprobe mit einer zweiten elektromagnetischen Strahlung einer Wellenlänge, die sich von einer Wellenlänge der ersten elektromagnetischen Strahlung unterscheidet; zu bestrahlen; wobei der mindestens eine Sensor (107, 109) ausgebildet ist, die ersten elektromagnetischen Strahlung, nachdem sie Schmierstoffprobe durchdrungen hat, zu messen und die zweite elektromagnetischen Strahlung, nachdem sie die Schmierstoffprobe durchdrungen hat, zu messen; und wobei die Auswerteinheit ausgebildet ist, die Messungen auszuwerten.Arrangement (101, 201, 301) with at least one sensor (107, 109), at least one emitter (103, 105, 303), means (111) for separating a lubricant sample and an evaluation unit; wherein the at least one emitter (103, 105, 303) is designed to irradiate the lubricant sample with a first electromagnetic radiation; characterized in that the at least one emitter (103, 105, 303) is formed, the lubricant sample with a second electromagnetic radiation of a wavelength that differs from a wavelength of the first electromagnetic radiation; to irradiate; wherein the at least one sensor (107, 109) is configured to measure the first electromagnetic radiation after it has penetrated the lubricant sample and to measure the second electromagnetic radiation after it has penetrated the lubricant sample; and wherein the evaluation unit is designed to evaluate the measurements.
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