TWI679412B - 潤滑油中磨屑之偵測方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係將一運轉機構、一光發射元件及一光接收元件浸於一潤滑油內，光發射元件及光接收元件透過二訊號傳輸線連結一中控部。光發射元件發射一工作光束至光接收元件，使光接收元件在即時監測潤滑油的過程，得到至少二光學曲線，其被定義為波長介於450nm至700nm之間的光能量變化率分佈，將二光學曲線下方之面積積分計算出而分別得到一初始特徵值及一即時特徵值。透過公式(初始特徵值-即時特徵值)/(初始特徵值)*100，即可得到一磨屑含量特徵參數，其代表潤滑油中之磨屑體積；當磨屑含量特徵參數超過一警戒值時，即發出磨屑體積過高之警訊。本案兼具可有效偵測潤滑油中磨屑體積，及可整合現有裝置即時量測等優點。
Description
本發明係有關一種潤滑油中磨屑之偵測方法，尤指一種兼具可有效偵測潤滑油中磨屑體積，及可整合現有裝置即時量測之潤滑油中磨屑之偵測方法。
傳統之潤滑油監測技術(例如中華民國發明專利第I575234號)，是採用光線之穿透率(介於400nm至600nm)之曲線下方面積，作為基礎，進行監測。
然而，此習知技術僅針對潤滑油之含水量，無法針對磨屑體積。
而一般引擎或機械，運轉一段時間後，潤滑油會劣化，其中除了含水之外，還有含磨屑之情形。
公知光穿透檢測潤滑油含水量之方式，則因光穿過水液及穿過磨屑之後在光學特性不同，無法以測水液之方式套用於測磨屑。
有鑑於此，必須研發出可解決上述習用缺點之技術。
然而，此習知技術僅針對潤滑油之含水量，無法針對磨屑體積。
而一般引擎或機械，運轉一段時間後，潤滑油會劣化，其中除了含水之外，還有含磨屑之情形。
公知光穿透檢測潤滑油含水量之方式，則因光穿過水液及穿過磨屑之後在光學特性不同，無法以測水液之方式套用於測磨屑。
有鑑於此，必須研發出可解決上述習用缺點之技術。
本發明之目的，在於提供一種潤滑油中磨屑之偵測方法，其兼具可有效偵測潤滑油中磨屑體積，及可整合現有裝置即時量測等優點。特別是，本發明所欲解決之問題係在於傳統裝置僅針對檢測潤滑油之含水量，無法針對磨屑體積進行檢測，固然採用光穿透之方式，但光穿過水液及穿過磨屑之後的光學特性不同，無法以測水液之方式套用於測磨屑等問題。
解決上述問題之技術手段係提供一種潤滑油中磨屑之偵測方法，其包括：
一、準備步驟；
二、啟動運轉步驟；
三、持續運轉步驟；
四、數學計算步驟；及
五、預警步驟。
本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。
茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：
解決上述問題之技術手段係提供一種潤滑油中磨屑之偵測方法，其包括：
一、準備步驟；
二、啟動運轉步驟；
三、持續運轉步驟；
四、數學計算步驟；及
五、預警步驟。
本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。
茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：
參閱第1、第2及第3圖，本發明係為一潤滑油中磨屑之偵測方法，其包括：
一、準備步驟M1：準備一待測單元10，其具有一運轉機構11、一潤滑油12、一光發射元件13、一光接收元件14、二訊號傳輸線15及一中控部16。該潤滑油12係可對該運轉機構11進行潤滑；該光發射元件13及該光接收元件14係浸於該潤滑油12中，且透過該二訊號傳輸線15與該中控部16相連接。
二、啟動運轉步驟M2：該運轉機構11在初始運轉時，該潤滑油12係為乾淨油品而不含磨屑，該光發射元件13發射一工作光束F至該光接收元件14，使該光接收元件14得到一第一光學曲線LA1(參閱第4圖)，其被定義為波長係介於450nm至700nm之間的光能量變化率分佈，將該第一光學曲線LA1下方之面積A11(參閱第6A圖)積分計算出而得到一初始特徵值。
三、持續運轉步驟M3：該運轉機構11持續運轉一時間，該潤滑油12開始含有磨屑，該光發射元件13發射該工作光束F至該光接收元件14，使該光接收元件14得到一第二光學曲線LA2，其被定義為波長係介於450nm至700nm之間的光能量變化率分佈，將該第二光學曲線LA2下方之面積A12(參閱第6B圖)積分計算出而得到一即時特徵值。
四、數學計算步驟M4：透過公式：(初始特徵值-即時特徵值)/(初始特徵值)*100，即可得到一磨屑含量特徵參數(例如為MA2，參閱第5圖)，其係代表該潤滑油12中之磨屑體積。
五、預警步驟M5：當該磨屑含量特徵參數超過一警戒值時，即發出磨屑體積過高之警訊。
實務上，該潤滑油12可為循環油或是齒輪油(或是其他油液)。
該光發射元件13與該光接收元件14之間具有一距離D，其係介於5公釐至6公釐之間。
該警戒值一般可設定介於50至55之間，當然，若要提高為更靈敏，也可修改設定介於30至40之間，或其他數值。
茲舉下例說明本發明之使用方式：
首先，啟動該運轉機構11，一開始(假設是第一天的08：00)，該潤滑油12呈乾淨不含磨屑狀態，此時該光發射元件13發射工作光束F至該光接收元件14，則該光接收元件13得到第一光學曲線LA1(參閱第4圖，代表乾淨的潤滑油12，其磨屑體積為零)，並將該第一光學曲線LA1下方之面積A11(參閱第6A圖)積分計算出而得到一初始特徵值。而當該運轉機構11持續運轉的過程可進行即時監測，舉例來講，假設是第一天的08：20，此時可能因為幾乎沒有磨屑，所以得到磨屑含量特徵參數MA1為0(如第5圖所示)。
接著，假設在一週後的早上08：00，該光接收元件14得到第二光學曲線LA2(代表該潤滑油12中之磨屑體積為2.1*10 -26立方奈米)，將該第二光學曲線LA2下方之面積A12(參閱第6B圖)積分計算出而得到即時特徵值。則透過公式(初始特徵值-即時特徵值)/(初始特徵值A11)*100，即可得到磨屑含量特徵參數MA2為19.2(如第5圖所示)。
同理，假設分別在第二週、第三週的早上08：00，使該光接收元件14分別得到第三光學曲線LA3(代表該潤滑油12中之磨屑體積為1*10 -25立方奈米)及第四光學曲線LA4(代表該潤滑油12中之磨屑體積為2.1*10 -25立方奈米)，同樣透過公式可分別運算出相對於第二週、第三週的早上08：00的磨屑含量特徵參數分別為MA3 (38.5)與MA4(64.0)。此係以該潤滑油12使用循環油為例說明。
當改為齒輪油時，所有監測時間及公式不變，如第7圖所示，可分別得到一第一光學曲線LB1(代表乾淨的潤滑油12，其磨屑體積為零)、一第二光學曲線LB2（代表該潤滑油12中之磨屑體積為6.3*10 -27立方奈米）、一第三光學曲線LB3（代表該潤滑油12中之磨屑體積為3.1*10 -26立方奈米）及一第四光學曲線LB4（代表該潤滑油12中之磨屑體積為6.3*10 -26立方奈米）。
同理，當將該第一光學曲線LB1下方之面積A21(參閱第9A圖)積分計算出而得到一初始特徵值。並當該運轉機構11持續運轉的過程可進行即時監測，假設是第一天的08：20，此時可能因為幾乎沒有磨屑，所以得到磨屑含量特徵參數MB1為0(如第8圖所示)。
接著，當將該第二光學曲線LA2下方之面積A22(參閱第9B圖)積分計算出而得到即時特徵值。則透過公式(初始特徵值-即時特徵值)/(初始特徵值A11)*100，即可得到磨屑含量特徵參數MB2為15.5。
再來，同樣透過公式可分別運算出相對於第二週、第三週的早上08：00的磨屑含量特徵參數MB3與MB4分別為 43.3與65.1。
當然，以上舉出之兩種油品，分別在四個時間點讀取數據來分析，僅為方便說明之舉例，當然也可選用其他油品或其他時間點，亦有相同之變化趨勢。
本發明之優點及功效可歸納如下：
[1] 可有效偵測潤滑油中磨屑體積。本發明透過波長介於450nm至700nm之間的光能量變化率分佈，達成量測潤滑油中磨屑之光學技術。故，可有效偵測潤滑油中磨屑體積。
[2] 可整合現有裝置即時量測。潤滑油是機台或模組不可缺少的效率提升要素，為保持高效率機台運轉，需要適當潤滑，本發明可與機台或模組整合而裝設於其內，達成簡易之即時量測，而能以潤滑油之品質作為更換標準，其效益輕者可延長潤滑油之使用壽命，更甚者可避免機台與模組臨時停轉。故，可整合現有裝置即時量測。
以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。
一、準備步驟M1：準備一待測單元10，其具有一運轉機構11、一潤滑油12、一光發射元件13、一光接收元件14、二訊號傳輸線15及一中控部16。該潤滑油12係可對該運轉機構11進行潤滑；該光發射元件13及該光接收元件14係浸於該潤滑油12中，且透過該二訊號傳輸線15與該中控部16相連接。
二、啟動運轉步驟M2：該運轉機構11在初始運轉時，該潤滑油12係為乾淨油品而不含磨屑，該光發射元件13發射一工作光束F至該光接收元件14，使該光接收元件14得到一第一光學曲線LA1(參閱第4圖)，其被定義為波長係介於450nm至700nm之間的光能量變化率分佈，將該第一光學曲線LA1下方之面積A11(參閱第6A圖)積分計算出而得到一初始特徵值。
三、持續運轉步驟M3：該運轉機構11持續運轉一時間，該潤滑油12開始含有磨屑，該光發射元件13發射該工作光束F至該光接收元件14，使該光接收元件14得到一第二光學曲線LA2，其被定義為波長係介於450nm至700nm之間的光能量變化率分佈，將該第二光學曲線LA2下方之面積A12(參閱第6B圖)積分計算出而得到一即時特徵值。
四、數學計算步驟M4：透過公式：(初始特徵值-即時特徵值)/(初始特徵值)*100，即可得到一磨屑含量特徵參數(例如為MA2，參閱第5圖)，其係代表該潤滑油12中之磨屑體積。
五、預警步驟M5：當該磨屑含量特徵參數超過一警戒值時，即發出磨屑體積過高之警訊。
實務上，該潤滑油12可為循環油或是齒輪油(或是其他油液)。
該光發射元件13與該光接收元件14之間具有一距離D，其係介於5公釐至6公釐之間。
該警戒值一般可設定介於50至55之間，當然，若要提高為更靈敏，也可修改設定介於30至40之間，或其他數值。
茲舉下例說明本發明之使用方式：
首先，啟動該運轉機構11，一開始(假設是第一天的08：00)，該潤滑油12呈乾淨不含磨屑狀態，此時該光發射元件13發射工作光束F至該光接收元件14，則該光接收元件13得到第一光學曲線LA1(參閱第4圖，代表乾淨的潤滑油12，其磨屑體積為零)，並將該第一光學曲線LA1下方之面積A11(參閱第6A圖)積分計算出而得到一初始特徵值。而當該運轉機構11持續運轉的過程可進行即時監測，舉例來講，假設是第一天的08：20，此時可能因為幾乎沒有磨屑，所以得到磨屑含量特徵參數MA1為0(如第5圖所示)。
接著，假設在一週後的早上08：00，該光接收元件14得到第二光學曲線LA2(代表該潤滑油12中之磨屑體積為2.1*10 -26立方奈米)，將該第二光學曲線LA2下方之面積A12(參閱第6B圖)積分計算出而得到即時特徵值。則透過公式(初始特徵值-即時特徵值)/(初始特徵值A11)*100，即可得到磨屑含量特徵參數MA2為19.2(如第5圖所示)。
同理，假設分別在第二週、第三週的早上08：00，使該光接收元件14分別得到第三光學曲線LA3(代表該潤滑油12中之磨屑體積為1*10 -25立方奈米)及第四光學曲線LA4(代表該潤滑油12中之磨屑體積為2.1*10 -25立方奈米)，同樣透過公式可分別運算出相對於第二週、第三週的早上08：00的磨屑含量特徵參數分別為MA3 (38.5)與MA4(64.0)。此係以該潤滑油12使用循環油為例說明。
當改為齒輪油時，所有監測時間及公式不變，如第7圖所示，可分別得到一第一光學曲線LB1(代表乾淨的潤滑油12，其磨屑體積為零)、一第二光學曲線LB2（代表該潤滑油12中之磨屑體積為6.3*10 -27立方奈米）、一第三光學曲線LB3（代表該潤滑油12中之磨屑體積為3.1*10 -26立方奈米）及一第四光學曲線LB4（代表該潤滑油12中之磨屑體積為6.3*10 -26立方奈米）。
同理，當將該第一光學曲線LB1下方之面積A21(參閱第9A圖)積分計算出而得到一初始特徵值。並當該運轉機構11持續運轉的過程可進行即時監測，假設是第一天的08：20，此時可能因為幾乎沒有磨屑，所以得到磨屑含量特徵參數MB1為0(如第8圖所示)。
接著，當將該第二光學曲線LA2下方之面積A22(參閱第9B圖)積分計算出而得到即時特徵值。則透過公式(初始特徵值-即時特徵值)/(初始特徵值A11)*100，即可得到磨屑含量特徵參數MB2為15.5。
再來，同樣透過公式可分別運算出相對於第二週、第三週的早上08：00的磨屑含量特徵參數MB3與MB4分別為 43.3與65.1。
當然，以上舉出之兩種油品，分別在四個時間點讀取數據來分析，僅為方便說明之舉例，當然也可選用其他油品或其他時間點，亦有相同之變化趨勢。
本發明之優點及功效可歸納如下：
[1] 可有效偵測潤滑油中磨屑體積。本發明透過波長介於450nm至700nm之間的光能量變化率分佈，達成量測潤滑油中磨屑之光學技術。故，可有效偵測潤滑油中磨屑體積。
[2] 可整合現有裝置即時量測。潤滑油是機台或模組不可缺少的效率提升要素，為保持高效率機台運轉，需要適當潤滑，本發明可與機台或模組整合而裝設於其內，達成簡易之即時量測，而能以潤滑油之品質作為更換標準，其效益輕者可延長潤滑油之使用壽命，更甚者可避免機台與模組臨時停轉。故，可整合現有裝置即時量測。
以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。
M1‧‧‧準備步驟
M2‧‧‧啟動運轉步驟
M3‧‧‧持續運轉步驟
M4‧‧‧數學計算步驟
M5‧‧‧預警步驟
10‧‧‧待測單元
11‧‧‧運轉機構
12‧‧‧潤滑油
13‧‧‧光發射元件
14‧‧‧光接收元件
15‧‧‧訊號傳輸線
16‧‧‧中控部
F‧‧‧工作光束
D‧‧‧距離
LA1、LB1‧‧‧第一光學曲線
LA2、LB2‧‧‧第二光學曲線
LA3、LB3‧‧‧第三光學曲線
LA4、LB4‧‧‧第四光學曲線
A11、Á21‧‧‧第一光學曲線下方之面積
A12、A22‧‧‧第二光學曲線下方之面積
MA1、MA2、MA3、MA4、MB1、MB2、MB3、MB4‧‧‧磨屑含量特徵參數
第1圖係本發明之流程圖
第2圖係本發明之示意圖
第3圖係第2 圖之局部放大之示意圖
第4圖係本發明之第一實施例(循環油)之光學長度圖
第5圖係第4圖之磨屑含量特徵參數之長條圖
第6A圖係第4圖之第一光學曲線下方面積之光能量變化率與波長之對應關係之示意圖
第6B圖係第4圖之第二光學曲線下方面積之光能量變化率與波長之對應關係之示意圖
第7圖係本發明之第二實施例(齒輪油)之光學長度圖
第8圖係第7圖之磨屑含量特徵參數之長條圖
第9A圖係第7圖之第一光學曲線下方面積之光能量變化率與波長之對應關係之示意圖
第9B圖係第7圖之第二光學曲線下方面積之光能量變化率與波長之對應關係之示意圖
第2圖係本發明之示意圖
第3圖係第2 圖之局部放大之示意圖
第4圖係本發明之第一實施例(循環油)之光學長度圖
第5圖係第4圖之磨屑含量特徵參數之長條圖
第6A圖係第4圖之第一光學曲線下方面積之光能量變化率與波長之對應關係之示意圖
第6B圖係第4圖之第二光學曲線下方面積之光能量變化率與波長之對應關係之示意圖
第7圖係本發明之第二實施例(齒輪油)之光學長度圖
第8圖係第7圖之磨屑含量特徵參數之長條圖
第9A圖係第7圖之第一光學曲線下方面積之光能量變化率與波長之對應關係之示意圖
第9B圖係第7圖之第二光學曲線下方面積之光能量變化率與波長之對應關係之示意圖
Claims (3)
- 一種潤滑油中磨屑之偵測方法，係包括：
一、準備步驟：準備一待測單元，其具有一運轉機構、一潤滑油、一光發射元件、一光接收元件、二訊號傳輸線及一中控部；該潤滑油係可對該運轉機構進行潤滑；該光發射元件及該光接收元件係浸於該潤滑油中，且透過該二訊號傳輸線與該中控部相連接；
二、啟動運轉步驟：該運轉機構在初始運轉時，該潤滑油係為乾淨油品而不含磨屑，該光發射元件發射一工作光束至該光接收元件，使該光接收元件得到一第一光學曲線，其被定義為波長係介於450nm至700nm之間的光能量變化率分佈，將該第一光學曲線下方之面積積分計算出而得到一初始特徵值；
三、持續運轉步驟：該運轉機構持續運轉一時間，該潤滑油開始含有磨屑，該光發射元件發射該工作光束至該光接收元件，使該光接收元件得到一第二光學曲線，其被定義為波長係介於450nm至700nm之間的光能量變化率分佈，將該第二光學曲線下方之面積積分計算出而得到一即時特徵值；
四、數學計算步驟：透過公式：(初始特徵值-即時特徵值)/(初始特徵值)*100，即可得到一磨屑含量特徵參數，其係代表該潤滑油中之磨屑體積；
五、預警步驟：當該磨屑含量特徵參數超過一警戒值時，即發出磨屑體積過高之警訊。 - 如申請專利範圍第１項所述之潤滑油中磨屑之偵測方法，其中，該潤滑油係為循環油、齒輪油其中一者。
- 如申請專利範圍第１項所述之潤滑油中磨屑之偵測方法，其中，該光發射元件與該光接收元件之間具有一距離，其係介於5至6公釐之間。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW108121291A TWI679412B (zh) | 2019-06-19 | 2019-06-19 | 潤滑油中磨屑之偵測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW108121291A TWI679412B (zh) | 2019-06-19 | 2019-06-19 | 潤滑油中磨屑之偵測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI679412B true TWI679412B (zh) | 2019-12-11 |
| TW202100984A TW202100984A (zh) | 2021-01-01 |
Family
ID=69582327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW108121291A TWI679412B (zh) | 2019-06-19 | 2019-06-19 | 潤滑油中磨屑之偵測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI679412B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI750824B (zh) * | 2020-09-25 | 2021-12-21 | 國立虎尾科技大學 | 潤滑脂磨屑檢測方法 |
Citations (5)
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| EP0984278A1 (en) * | 1998-08-31 | 2000-03-08 | Korea Institute Of Science And Technology | On-line measurement of contaminant level in lubricating oil |
| CN1291721A (zh) * | 1999-10-11 | 2001-04-18 | 刘峰璧 | 一种检测润滑油中金属磨屑的方法 |
| CN101832460A (zh) * | 2010-05-21 | 2010-09-15 | 朱子新 | 机器润滑油过滤器滤芯磨屑检测装置 |
| CN101963570A (zh) * | 2010-05-17 | 2011-02-02 | 深圳市亚泰光电技术有限公司 | 快速检测润滑油中铁磁磨粒的装置和检测方法以及信号处理电路 |
| CN105675457A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-15 | 张继勇 | 一种润滑油滤芯金属磨屑检测系统及方法 |
-
2019
- 2019-06-19 TW TW108121291A patent/TWI679412B/zh active
Patent Citations (5)
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| TWI750824B (zh) * | 2020-09-25 | 2021-12-21 | 國立虎尾科技大學 | 潤滑脂磨屑檢測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202100984A (zh) | 2021-01-01 |
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