TWI691721B - 潤滑油之劣化診斷方法、旋轉機械之潤滑油之監視系統及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種能夠診斷潤滑油之添加劑之劣化的潤滑油之劣化診斷方法、旋轉機械之潤滑油之監視系統及方法。 本發明係使用基於光學式感測器之計測資料所求出之色度資料，而求出潤滑油之添加劑濃度，並基於該潤滑油之添加劑濃度診斷潤滑油之劣化。又，潤滑油之監視系統具備光學式感測器、輸入裝置、處理裝置、記憶裝置、及輸出裝置。記憶裝置以時間序列儲存利用光學式感測器所求出之潤滑油之添加劑之濃度，處理裝置基於添加劑濃度資料，推測添加劑之濃度成為特定閾值之時間。
Description
本發明係關於一種潤滑油之劣化診斷方法、旋轉機械之潤滑油之監視系統及方法，尤其關於一種風力發電機等旋轉機械中所使用之潤滑油之劣化診斷技術。
就進行旋轉機械之保養、維護之方面而言，潤滑油之劣化診斷係重要之技術。 作為潤滑油之劣化，存在因基礎油之氧化所引起之劣化、因污染物質所引起之劣化、因水分混入所引起之劣化、及添加劑之劣化等。先前，作為潤滑油之劣化診斷，例如有專利文獻1～5中所記載者。
於專利文獻1中，揭示有如下系統：針對流體測定LCR(Inductance, Capacitance, and Resistance，電感電容電阻)共振器之共振阻抗光譜應答，檢測水、煤、磨耗產物等之含有。
於專利文獻2中，揭示有如下方法：將各種機械或設備中所使用之潤滑油等利用過濾器進行過濾，自捕捉到污染物之過濾器去除油分，對已去除油分之過濾器投射光，檢測透過已去除油分之過濾器的透過光之顏色成分，藉此監視油之劣化狀態。
於專利文獻3中，揭示有如下內容：基於藉由光學感測器所檢測出之顏色，特定出潤滑油中之污染物質之種類。
於專利文獻4中，揭示有如下內容：藉由靜電電容檢測構件，進行潤滑油中之混入水分濃度之監視。
於專利文獻5中，揭示有如下內容：針對來自風力渦輪機之潤滑油，決定初始理想剩餘壽命，基於來自風力渦輪機之潤滑油之溫度測定值決定關於潤滑油之溫度基準之剩餘壽命，基於潤滑油之污染樣品計算潤滑油之污染係數，基於污染係數、初始理想剩餘壽命及溫度基準之剩餘壽命決定關於潤滑油之更新後之理想剩餘壽命，基於更新後之理想剩餘壽命及壽命損耗係數決定關於潤滑油之實際之剩餘壽命，藉此監視來自風力渦輪機之潤滑油。基於污染樣品之污染係數係基於潤滑油之特性(鐵粒子數、含水量、介電常數及國際標準化機構(ISO)等級粒子數中之至少一者之測定值)而計算。
又，於專利文獻6中，記載有如下方法：藉由使用如下兩個判定方法a、b之兩者判定包含抗氧化劑之潤滑油之劣化程度來管理潤滑油，上述兩個判定方法a、b係根據使用傅立葉變換紅外分光光度計所求出之潤滑油中之抗氧化劑含量判定潤滑油之劣化程度之方法(判定方法a)；及利用色差計測定將潤滑油利用過濾器過濾後所得之捕捉物或潤滑油之色差，根據色差判定劣化程度及異物混入程度之方法(判定方法b)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻１]日本專利特開2016-126007號公報 [專利文獻２]WO2010/150526號公報 [專利文獻３]日本專利特開2012-117951號公報 [專利文獻４]日本專利特開2012-181168號公報 [專利文獻５]日本專利特開2016-044681號公報 [專利文獻６]WO2016/114302號公報
[發明所欲解決之問題]
於潤滑油中，為了維持潤滑性能而包含各種添加劑。例如，於潤滑條件過於嚴苛且接觸部分之壓力較高之情形時、或者於滑動速度較小或油之黏度過低之情形時，摩擦面之間之潤滑油之膜變薄，摩擦阻力變大，而產生磨耗。將該狀態稱為邊界潤滑，於極端之情形時會發生燒蝕。於此種邊界潤滑之狀態下發揮使摩擦或磨耗減少之作用的是油性劑、防磨耗劑、極壓添加劑(極壓劑)，有時亦將其等統稱為耐負荷添加劑。又，作為其他添加劑，例如亦存在如抗氧化劑或消泡劑般者。
關於添加劑，為了維持所期望之潤滑性能，必須相對於潤滑油包含特定之比率(濃度)。先前，作為潤滑油之劣化診斷，如專利文獻1～5所記載般，提出有較多之檢測因污染物質所引起之劣化、及因水分混入所引起之劣化等者，但關於診斷潤滑油之添加劑之劣化(添加劑之減少)之方法，並未提出有效者。
又，於專利文獻6中，雖提出有包含抗氧化劑之潤滑油之劣化之判定方法，但由於為使用傅立葉變換紅外分光光度計之判定，故而難以說其係簡易之診斷。又，未考慮包含極壓劑作為添加劑之潤滑油之劣化診斷。進而，無法用於設置在山谷部或海上之風力發電機等中所使用之潤滑油之線上遠程(online remote)診斷。
本發明之目的在於提供一種能夠診斷潤滑油之添加劑之劣化的潤滑油之劣化診斷方法、旋轉機械之潤滑油之監視系統及方法。 [解決問題之技術手段]
本發明係使用基於光學式感測器之計測資料所求出之色度資料來診斷潤滑油之添加劑之劣化。 [發明之效果]
根據本發明，能夠診斷潤滑油之添加劑之劣化。 除上述以外之問題、構成及效果可藉由以下之實施形態之說明而明確。
首先，對本發明之實施形態詳細地進行說明之前，對得出本發明之原委進行說明。 近年來，因零件之剩餘壽命評估技術等之進步，而具有旋轉零件之機械(以下，稱為旋轉機械)之預防性保養、計劃性維護得以普及。因潤滑油之氧化劣化所引起之潤滑功能下降、或潤滑油中之磨耗粉末及塵埃等污染粒子會誘發軸承、齒輪等旋轉零件之磨耗損傷，軸承、齒輪等旋轉零件會導致旋轉機械之故障，因此潤滑油之監視技術尤為重要。
於作為應用本發明之裝置之一例的風力發電機中，為了降低構成要素間之機械摩擦係數而使用有潤滑油等。以下，以風力發電機之潤滑油為例對潤滑油之監視技術進行說明。
於圖1中表示背風(down wind)型風力發電機之概略整體構成圖。於圖1中利用虛線表示配置於機艙3內之各機器。如圖1所示，風力發電機1具備：葉片5，其受到風而旋轉；輪殼4，其支持葉片5；機艙3；及塔架2，其將機艙3能夠於水平面內旋動地支持。
於機艙3內具備：主軸31，其連接於輪殼4且與輪殼4一併旋轉；收縮盤(shrink disk)32，其連結於主軸31；增速機33，其經由收縮盤32而連接於主軸31，且將旋轉速度增速；及發電機34，其經由聯結器38使轉子以由增速機33增速後之旋轉速度旋轉，從而進行發電運轉。
將葉片5之旋轉能傳遞至發電機34之部位被稱為動力傳遞部，於本實施例中，主軸31、收縮盤32、增速機33及聯結器38包含於動力傳遞部。而且，增速機33及發電機34保持於主框架35上。又，於主框架35上設置有一個或複數個貯存潤滑油以供動力傳遞部之潤滑用之油箱37。又，於機艙3內，在較機艙間隔壁30更靠風上側配置有散熱器36。使冷卻水於發電機34或增速機33中循環而將發電機34或增速機33冷卻，上述冷卻水係使用外部氣體由散熱器36冷卻而得。
於風力發電機中，於較多之旋轉零件中使用有潤滑油。例如，於圖1中，對主軸31、增速機33、發電機34、及未圖示之偏航(yaw)、俯仰(pitch)等之軸承供給潤滑油。根據風速改變葉片之俯仰角以控制輸出者為葉片之俯仰控制，機艙之方位控制為偏航控制。
關於此種可動部分，必須供給潤滑油。潤滑油減少旋轉部分之摩擦，防止零件之磨耗或破損、或者能量損耗。然而，若發生因潤滑油之經時性劣化所引起之潤滑性能之下降、或因磨耗粒子、塵埃等混入潤滑油所引起之污染，則摩擦係數增加，風力發電機之故障風險增大。
若風力發電機發生故障，則會產生故障零件更換之成本、停電中之發電收入減少等極大之損耗成本，因此期望藉由剩餘壽命預測、預兆偵測採取早期零件安排、停電期間縮短等對策。尤其是，作為重要零件之增速機當潤滑油之性能下降時故障風險會增大，因此用以儘可能提前地推定潤滑油之剩餘壽命或更換時期之技術重要。
作為用以評估潤滑油之特性之監視對象參數，可考慮黏度、總酸值測定、成分元素分析等各種參數。
然而，於假定風力發電機之潤滑油作為監視對象之情形時，例如，於基於黏度之特性評估中，由於風車發電機之增速機之潤滑油係使用化學上非常穩定之合成油，其黏度幾乎不變化，故而僅將黏度作為剩餘壽命推定之指標並不恰當。又，於表示因氧化所引起之劣化之總酸值之測定中，由於風車發電機之增速機之潤滑油係使用對於氧化非常穩定之合成油，總酸值幾乎不變化，故而僅將總酸值作為剩餘壽命推定之指標並不恰當。
又，亦可考慮測定潤滑油中所含有之微粒子粉末或水分之方法，但於在潤滑油中檢測出該等含有物之時點，有可能已經產生了磨耗或洩漏，期望進一步提前檢測預兆。又，風車發電機之增速機之潤滑油之黏度較高，且於混入有大量氣泡之狀態下循環，藉由設置粒子計數器或鐵粉濃度計而進行粒子計測之粒子計測法難以識別氣泡與粒子。又，理論上無法利用粒子計數器或鐵粉濃度計來計測下述潤滑油之添加劑之消耗。
由於其等般之原因，為了提前推定風力發電機之潤滑油剩餘壽命，需要風力發電機之潤滑油之新穎之性能評估方法。
然，如上所述，於潤滑油中為了維持潤滑性能而包含各種添加劑。例如為油性劑、防磨耗劑、極壓添加劑(極壓劑)等耐負荷添加劑、或者抗氧化劑或消泡劑等。風力發電機之增速機之潤滑油中包含該等添加劑中之一種或複數種。
油性劑係吸附於金屬表面而形成吸附膜，該吸附膜發揮防止處於邊界潤滑狀態之金屬與金屬直接接觸，而使摩擦、磨耗減少之作用。作為油性劑，使用對於金屬表面之吸附力較大之高級脂肪酸、高級醇及胺、酯、金屬皂等。
對於嚴苛之負荷條件下之磨耗防止較油性劑更有效果的是防磨耗劑，一般而言，經常使用磷酸酯、亞磷酸酯、硫代磷酸鹽。防磨耗劑被用於渦輪機油、耐磨耗性作動油等，尤其是二烷基二硫代磷酸鋅(ZnDTP：Zinc Dialkyldithiophosphate，亦稱為ZDDP)亦具有抗氧化性能。
若為邊界潤滑狀態最嚴苛之條件之高負荷狀態之接觸面，則摩擦面之溫度變得非常高，由油性劑形成之吸附膜脫附而變得無效果，但極壓添加劑為包含硫、氯、磷等之化學活性物質，故而與金屬面進行反應而形成包含硫、氯、磷等之化合物，成為剪力較小之被膜而防止磨耗、燒蝕、熔合。
作為極壓添加劑，通常為包含硫、氯、磷等之物質，除了使用硫化油脂、硫化酯、硫化物、氯化烴等以外，還使用環烷酸鉛、或於同一分子內包含硫、磷、氯中之兩種以上之元素之化合物。作為具體之極壓添加劑，有硫化鯨腦油、硫化脂肪酯、二苄基二硫化物、烷基聚硫化物、烯烴聚硫化物、黃原酸硫化物(xanthic sulfide)、氯化石蠟、三氯硬脂酸甲酯、環烷酸鉛、烷硫基磷酸胺、氯烷基黃原酸鹽(chloroalkyl xanthate)、苯酚硫代胺基甲酸酯、硫代磷酸三苯酯(TPPT：Triphenyl Phosphorothionate)、4,4'-亞甲基雙(二硫代胺基甲酸酯)等。
抗氧化劑係用以防止因基礎油之氧化所引起之劣化。抗氧化劑有3種。為抑制氧化初期之游離基(自由基)之生成且阻止烴之氧化反應之連鎖的游離基抑制劑(Free Radical Inhibitor)、發揮將所生成之過氧化物分解而變為穩定之非游離基化合物之作用的過氧化物分解劑(Peroxide Decomposer)、及形成強韌之吸附膜(惰性防蝕皮膜)之金屬去活化劑(Metal Deactivator)。金屬去活化劑之作用係使鐵或銅不會因潤滑油氧化所生成之過氧化物之金屬腐蝕性而熔解。
作為具體之抗氧化劑，有酚衍生物(2,6-二第三丁基對甲酚(BHT)、2,6-二第三丁基對苯酚(DBP)、4,4'-亞甲基雙(2,6-二烷基苯酚)等)、胺衍生物(2,6-二烷基-α-二甲胺基對甲酚、4,4'-四甲基二胺基二苯甲胺、辛基化苯基萘胺、二辛基-二苯胺、二壬基-二苯胺、啡噻𠯤、2,2,4-三甲基二羥基醌茜等)、金屬二硫代磷酸酯、烷基硫化物等、1,4-二氧基二蒽醌(別名：醌茜)、1,2-二氧基二蒽醌(別名：茜素)、苯并三唑、烷基苯并三唑等。
作為消泡劑之例，已知有聚矽氧系消泡劑、界面活性劑、聚醚、高級醇。於如齒輪油般之高黏度之潤滑油中，氣泡一旦產生則不易消除，會造成因潤滑性能下降所導致之零件損傷產生、空穴作用產生、油壓效率下降、冷卻能力下降等影響。
為了維持所期望之潤滑性能，該等添加劑必須相對於潤滑油包含特定之比率(濃度)。然而，如上所述，先前係如專利文獻1～5所記載般，提出有較多之檢測因污染物質所引起之劣化、因水分混入所引起之劣化等者，但不存在直接計測潤滑油本身之成分、尤其是潤滑油之添加劑濃度等之變化者。
因此，發明者等人針對如下方法進行了比較研究：藉由監視潤滑油中所包含之添加劑之狀態、尤其是濃度之推移，而對潤滑油之劣化進行預兆診斷。
於圖2中表示藉由作為成分分析之方法之一而已知之ICP(Inductively Coupled Plasma：感應耦合電漿)元素分析，進行潤滑油中之作為極壓添加劑之成分之磷濃度測定所得之結果。橫軸為經過時間(月數)，縱軸為磷(P)濃度(ppm)。該結果中，經過時間與磷濃度之間未看出顯著之關係。此提示元素分析精度對於用於預兆診斷之精度而言不充分之可能性。
根據圖2所示之測定結果，雖然磷濃度減少一次後再次增加，但不能認為是極壓添加劑之濃度自然地增加。作為成為此種測定結果之原因，認為是於ICP元素分析中亦將作為極壓添加劑之分解產物之磷酸包含在內進行了測定。又，認為是於ICP元素分析中，由於將試樣電漿化，故而將液體成分(潤滑油、添加劑、添加劑之分解物等)與固形物成分(磨耗粉末等)一併進行了分析，不適合潤滑油中之添加劑之成分定量。
圖3係表示藉由LC/MS(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，液相層析-質譜法)所獲得之伴隨風車運轉之潤滑油中之磷系極壓添加劑之消耗行為(減少)之結果的曲線圖。於該例中，磷系極壓添加劑具體而言為TPPT。橫軸為經過時間(月數)，縱軸為TPPT濃度(相對於新油之相對值)。該結果中，於經過時間與濃度之間可見顯著之關係，伴隨經過月數而濃度線性地下降。
於LC測定中，對液體狀之樣品利用層析法之原理進行成分之分離。繼而，利用UV(ultraviolet，紫外線)檢測器、折射率檢測器、質譜儀進行此處所分離出之成分之檢測。LC測定適於進行有機化合物之定性、定量。尤其是，若將質譜儀用作檢測器，則能夠高精度且高感度地僅將潤滑油中之添加劑進行定量。
藉由以上研究，可知為了經時性地監視潤滑油中之添加劑之濃度之變化而對添加劑之功能進行維持管理，如LC測定般能夠直接測定潤滑油中之添加劑之濃度的測定方法適合。又，可知若此時潤滑油中之添加劑之濃度低於特定閾值，則潤滑油之性能變得不充分，會導致裝置之故障。
根據該等內容，作為用以提前推定風力發電機之潤滑油剩餘壽命的風力發電機之潤滑油之新穎之性能評估方法，潤滑油中之添加劑之濃度測定有效。
除LC測定以外，作為能夠準確地直接測定潤滑油中之添加劑之濃度的方法，有傅立葉變換紅外分光法(FT-IR)、核磁共振(NMR)等。
藉由利用LC/MS、或FT-IR、NMR等準確地直接測定潤滑油中之添加劑之濃度，能夠監視潤滑油之添加劑之劣化(減少)。然而，關於該等分析方法，由於分析需要時期，故而較理想為能夠簡易地且準確地測定潤滑油之添加劑之濃度。又，關於風力發電機，由於多數情況下設置於山谷部或海上，故而較理想為可藉由線上遠程監視而測定潤滑油之添加劑濃度。
發明者進行了各種研究，結果發現可使用基於光學式感測器之計測資料所求出之色度資料來測定潤滑油之添加劑之濃度。
作為監視潤滑油之劣化之感測器，存在專利文獻3等中所記載之光學式感測器。光學式感測器具備如放射可見光之白色LED(Light Emitting Diode，發光二極體)般之光源、及可見光受光元件(RGB(red-green-blue，紅綠藍)彩色感測器)，且藉由計測透過潤滑油之可見光之透過度，而計測潤滑油之色度。
由發明者進行之研究之結果為，判明了藉由LC測定等所求出之潤滑油中之添加劑之濃度、與潤滑油之著色度(色度)存在如圖4所示般之關聯(雖然於圖4中成為線性相關，但並不限定於線性相關)。圖4係表示潤滑油中之極壓劑濃度與色度之關聯之圖。縱軸表示藉由LC測定等所求出之潤滑油中之添加劑之濃度，橫軸表示基於光學式感測器之計測資料所求出之色度。此處，於圖4中，色度係以利用由RGB之組合構成之色空間計算之色差(ΔE)來顯示。圖4中之ΔE之定義係 ΔE＝(R2
＋G2
＋B2
)1/2
， ，R、G、B意指迭加混合(additive mixing)中之光之三原色(紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue))，於色座標之數值顯示時，表現為(R，G，B)。再者，以24 bpp(24 bit per pixel，每像素24位元)編碼而成之RGB色度係以表示紅、綠、藍之亮度之3個8位元無符號之整數(0至255)表示。例如，分別為(0，0，0)表示黑，(255，255，255)表示白，(255，0，0)表示紅，(0，255，0)表示綠，(0，0，255)表示藍。再者，作為色度之顯示，除了RGB表色系統以外，還有XYZ表色系統、L﹡a﹡b﹡表色系統、L﹡u﹡v﹡表色系統等諸多之種類，其等可進行數學上之轉換而展開為各種表色系統，故而亦可利用其他表色系統顯示色度。
只要針對每種添加劑，如圖4般，預先求出藉由LC測定等所求出之潤滑油中之添加劑之濃度、與基於光學式感測器之測定資料所求出之潤滑油之色度的關係，便能夠於監視潤滑油時，根據基於光學式感測器之測定資料所求出之潤滑油之色度，測定潤滑油之添加劑之濃度。如此，可明確成為潤滑油之劣化之指標的潤滑油中之添加劑之減少(消耗度)係根據利用光學式感測器所計測之色度而求出。藉此，與利用LC/MS、或FT-IR、NMR等所進行之分析相比，能夠簡易地測定潤滑油之添加劑濃度。又，若將光學式感測器設置於機艙內，則亦能夠進行風力發電機之潤滑油之線上遠程監視。
於圖4中，表示了於潤滑油中包含極壓劑作為添加劑之情形，但如圖5所示般，於在潤滑油中包含抗氧化劑作為添加劑之情形時亦同樣地存在添加劑濃度與色度之關聯。圖5係表示潤滑油中之抗氧化劑濃度與色度之關聯之圖。
關於作為潤滑油之劣化之指標的添加劑之消耗度與色度具有關聯之原因，如下所述般進行說明。當添加劑於齒輪或軸承之滑動面發揮作用時會進行分解，但添加劑之分解產物為酚系氧化物或如醌般之氧化產物，其等著色為黃色～紅褐色。例如，若作為抗氧化劑之BHT、或作為極壓劑之TPPT分解，則產生著色化合物。BHT、TPPT大致無色。根據該等內容，潤滑油之劣化與分解產物即著色化合物之增加具有正相關。因此，藉由色度計測，可求出潤滑油之劣化度。
潤滑油中有時包含複數種添加劑。於該情形時，亦只要預先求出藉由LC測定等所求出之潤滑油中之各種添加劑之濃度、與基於光學式感測器之測定資料所求出之潤滑油之色度的關係，便能夠於監視潤滑油時，根據基於光學式感測器之測定資料所求出之潤滑油之色度，測定潤滑油中之各種添加劑之濃度。圖6係表示使潤滑油包含極壓劑(ZDDP)及抗氧化劑(BHT)之兩種添加劑作為添加劑之情形時之各種添加劑濃度與色度之關聯的圖。如根據該圖可知般，極壓劑與抗氧化劑之消耗速度不同。此種消耗速度不同之添加劑之濃度亦可根據基於光學式感測器之測定資料所求出之色度進行測定。
進而，本發明者發現基於光學式感測器之計測資料，可識別潤滑油之添加劑之消耗(劣化)與潤滑油之污染。
圖7係表示潤滑油中之添加劑消耗、即添加劑分解而生成氧化產物時之R、G、B之各值之變化之情況的圖。橫軸為經過時間(月數)，縱軸為R、G、B之值。如圖7所示，關於添加劑之消耗，R、G、B中主要B值大幅度下降。
另一方面，圖8係表示潤滑油中產生磨耗粉末時之R、G、B之各值之變化之情況的圖。與圖7同樣地，橫軸為經過時間(月數)，縱軸為R、G、B之值。如圖8所示，於污染之情形時，R、G、B全部之值大幅度下降。其原因在於，由於當發生因磨耗粉末或塵埃所引起之潤滑油污染時該等固形物成分於潤滑油中浮動，故而可見光透過率下降。同樣地，由於當發生水混入時潤滑油渾濁，故而可見光透過率下降。因此，藉由利用光學式感測器計測潤滑油，不僅能夠測定潤滑油之添加劑之濃度，而且能夠檢測因磨耗粉末或塵埃所引起之潤滑油污染、如水混入般之污染，且根據RGB之各者之值之變化，能夠識別潤滑油之劣化與污染。
以下，使用圖式對本發明之實施形態詳細地進行說明。但是，本發明並非限定於以下所示之實施形態之記載內容而加以解釋者。只要為業者，便可容易地理解能夠於不脫離本發明之思想或主旨之範圍內變更其具體構成。 關於以下進行說明之發明之構成，對於相同之部分或具有相同之功能之部分，於不同之圖式間共通地使用相同之符號，有時省略重複之說明。 於存在複數個相同或具有相同功能之要素之情形時，有時對相同之符號標註不同之下標進行說明。但是，於無需區分複數個要素之情形時，有時省略下標進行說明。 本說明書等中之「第1」、「第2」、「第3」等記法係為了識別構成要素而附加者，未必為對數量、順序、或其內容進行限定者。又，用以識別構成要素之編號係針對每個語境而使用，於一個語境中所使用之編號於其他語境中未必表示相同之構成。又，不排除以某一編號進行識別之構成要素兼具以其他編號進行識別之構成要素之功能的情況。 圖式等中所示之各構成之位置、大小、形狀、範圍等有時為了使發明容易理解而不表示實際之位置、大小、形狀、範圍等。因此，本發明未必限定於圖式等所揭示之位置、大小、形狀、範圍等。 [實施例1]
本實施例係應用於風力發電機之潤滑油之監視系統及方法者。 本實施例係被供給至風力發電機之機械驅動部之潤滑油之監視系統。該系統具備輸入裝置、處理裝置、記憶裝置、及輸出裝置。記憶裝置記憶以時間序列(Time Series)儲存有潤滑油之添加劑之濃度的添加劑濃度資料，處理裝置基於計測能夠將潤滑油中之添加劑濃度定量之潤滑油之色度的光學式感測器資料，推測根據潤滑油之色度特性所求出之潤滑油中之添加劑濃度成為特定閾值之時間。
又，本實施例係使用光學式潤滑油感測器之風力發電機之潤滑油之監視方法，上述光學式潤滑油感測器使用具備處理裝置、記憶裝置、輸入裝置、及輸出裝置之伺服器。該方法執行如下步驟：第1步驟，其係獲取風力發電機之潤滑油之色度資料；第2步驟，其係測定樣品中所包含之添加劑之濃度；第3步驟，其係將所測得之添加劑之濃度以時間序列儲存至記憶裝置並作為添加劑濃度資料；及第4步驟，其係藉由使處理裝置處理添加劑濃度資料，而推測添加劑之濃度成為特定閾值之時間。 (1.系統整體構成) 於圖9中表示具有潤滑油供給系統之風力發電機之潤滑油之監視系統的概略圖。於圖9中，為了說明，選取圖1之風力發電機1之機艙3部分進行表示。於機艙3內部，有主軸31、增速機33、發電機34、及未圖示之偏航、俯仰等之軸承，對其等自油箱37供給潤滑油。
如圖9所示，風力發電機1通常係複數個設置於同一場所內，將其等統稱為場(farm)200a等。於各個風力發電機1中，於潤滑油之供給系統設置各種感測器(未圖示)，反映潤滑油之狀態之感測器信號被彙集至機艙3內之伺服器210。又，自各風力發電機1之伺服器210獲得之感測器信號被發送至針對每個場配置之彙集伺服器220。來自彙集伺服器220之資料經由網路230而被發送至中央伺服器240。來自其他場200b或200c之資料亦被發送至中央伺服器240。又，中央伺服器240能夠經由彙集伺服器220或伺服器210對各風力發電機1發送指示。 (2.感測器配置) 圖10係具備潤滑油用感測器之旋轉零件之概念圖。潤滑油係自泵等潤滑油供給器件301被供給至旋轉零件302。潤滑油供給器件301連接於油箱37而接受潤滑油之供給。旋轉零件302通常為例如增速機33及其他產生機械接觸之部位，並無特別限定。
感測器群304係為了偵測潤滑油之狀態而配置於潤滑油之流路等。於本實施例中，於自連接於旋轉零件302之潤滑油之排油口之潤滑油之流路分支之流路(潤滑油路徑之末端附近)設置測定部303，將一部分潤滑油導入至該測定部303。而且，於測定部303設置有感測器群304。未將測定部303設置於潤滑油之主流路係為了將測定部303中之潤滑油之流速調整為適於偵測潤滑油之狀態之流速。自旋轉零件302排出之潤滑油經由過濾器305返回至油箱37。再者，過濾器305並非必需。感測器群304測定潤滑油之各種參數。例如，作為物理量，有溫度、油壓等。其等可使用例如專利文獻1～專利文獻5所揭示般之公知之感測器進行測定。可基於該等參數之時間性變化，評估潤滑油之狀態。雖然就實施本發明之方面而言該等溫度等之感測器並非必需，但為了更詳細地偵測潤滑油之狀態，較佳為設置其等。又，例如，亦可使感測器群304包含測定與潤滑油中所包含之污染粒子相關之資訊、例如粒子濃度之感測器。粒子係源自零件之磨耗者之可能性較大，而能夠檢測潤滑油之劣化或裝置之異常。利用測定污染粒子之感測器所偵測到之異常有可能為已經開始之異常，但由於感測器之資訊能夠即時地獲取，故而進行監視有用。
而且，於本實施例中，於感測器群304中包含具備可見光源及受光元件之光學式感測器。利用光學式感測器，獲取潤滑油之色度資訊(R、G、B之值)。根據所獲取之色度資料，求出潤滑油中之剩餘添加劑量，進行劣化度診斷及剩餘壽命診斷。於利於感測器資料進行之診斷中，基於利用光學式感測器所得之感測器資料、或者光學式感測器與其他一種或複數種感測器資料而進行診斷。
潤滑油會因使用而品質劣化，變得無法發揮初始之功能。因此，必須根據品質之劣化狀況，進行更換等維護。為了知曉此種維護之時機，能夠於遠程地點監視利用設置於現場之感測器群304所能收集之資料在維護管理之效率方面有用。利用感測器群304所收集之資料例如被集中至機艙3內之伺服器210，其後，經由在場200內將資料彙集之彙集伺服器220，發送至彙集複數個場之資料之中央伺服器240。
但是，關於如LC測定或FT-IR測定、NMR測定般需要用於測定之設備之分析，必須適當收集潤滑油之樣品，並利用另外設置之設備進行分析。較理想為藉由該等LC測定、FT-IR測定、NMR測定所測得之結果亦另外作為資料儲存至中央伺服器240，並進行資料之彙集，亦考慮該等資料而掌握潤滑油之性狀。
又，作為被彙集之資料，不僅包含關於潤滑油之資料，亦可包含表示風力發電機之運轉狀況之資料。例如，為風車輸出值(越大則潤滑油之劣化速度越大)、實際運轉時間(越長則潤滑油之劣化速度越大)、機械溫度(越高則潤滑油之劣化速度越大)、軸之旋轉速度(越快則潤滑油之劣化速度越大)等。其等可自設置於風力發電機之各處之公知之構成之感測器、或裝置之控制信號收集。 (3.潤滑油診斷之流程) 圖11係表示本實施例之潤滑油診斷處理之流程圖。圖11中所示之處理係於圖9之伺服器210、彙集伺服器220及中央伺服器240中之任一者之控制下進行。於以下之例中設為由中央伺服器240進行。關於計算或控制等功能，藉由利用處理器執行儲存於伺服器之記憶裝置之軟體，而與其他硬體協動地實現規定之處理。再者，與由軟體構成之功能同等之功能亦可藉由FPGA(Field Programmable Gate Array，場可程式化閘陣列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特殊應用積體電路)等硬體來實現。
於中央伺服器240進行控制之情形時，由於其控制下具有複數個風力發電機1，故而以下之處理係針對每個風力發電機進行。該處理基本上為重複處理，開始時序係利用計時器等設定，例如於每日0點開始處理(S601)。又，中央伺服器240亦可根據操作者之指示以任意之時序進行。
於處理S602中，中央伺服器240檢查潤滑油之更換時期。關於更換時期之初始值，例如可於潤滑油在設計溫度下動作之前提下，藉由使用阿列尼厄斯反應速度物性地進行計算，預先對剩餘壽命進行初始設定。關於此種計算方法，例如於專利文獻5中有說明。該更換時期可基於實測資料，稍後於處理S610中更新。
於已到潤滑油之更換時期之情形時，於處理S603中進行潤滑油更換。潤滑油更換通常為由作業人員進行之作業，因此，中央伺服器240進行用以將應進行更換之時期及對象指示給作業人員之顯示或通知。
於並非潤滑油之更換時期之情形時，於處理S604中，中央伺服器240利於感測器資料進行診斷。作為感測器資料，除了可使用利用光學式感測器所獲得之潤滑油之色度資訊以外，還可使用溫度、油壓、潤滑油中所包含之粒子之濃度等。由感測器群304收集之資料被發送至中央伺服器240，例如中央伺服器將自感測器獲得之參數與事先規定之閾值進行比較，藉此對潤滑油之特性進行評估。
若於處理S605、S606中診斷之結果為異常，則於處理S603中進行潤滑油更換。若無異常，則進行處理S609。於處理S605中，例如，於光學式感測器之R、G、B全部之值較特定之閾值下降之情形時，判斷為存在污染異常。但是，關於污染異常，亦可藉由使用先前之感測器之方法進行判斷。於S606中，使用圖4～圖6所示之添加劑濃度與色度之關聯，於根據利用光學式感測器所測得之色度而求出之添加劑濃度較特定之閾值下降之情形時，判斷為添加劑劣化度存在異常。再者，亦可不根據色度求出添加劑濃度，而於色度變為小於特定之閾值之情形時判斷為添加劑劣化度存在異常。
於處理S609中，將色度測定資料等輸入至中央伺服器240，該資料係以時間序列保存。
就風力發電機之預防性保養、計劃性維護之觀點而言，較理想為於判斷為存在異常之前，基於潤滑油中所包含之添加劑之濃度之推移對潤滑油之劣化進行預兆診斷。
圖12係表示以時間序列保存之潤滑油之色度資料獲取結果之概念的曲線圖。橫軸為時間(月)，縱軸表示色度(ΔE)。例如，設為對色度進行定點觀測，且對直至經過30個月時之色度資料700進行繪圖。與圖3同樣地，於經過時間與色度之間確認有顯著之關係，例如伴隨時間，色度線性地減少。可根據色度資料((R、G、B)之值)，使用如圖4～圖6所示般之色度(ΔE)與添加劑濃度之相關關係，求出潤滑油中之極壓劑等添加劑濃度。因此，能夠根據以時間序列保存之色度測定結果，計算添加劑之消耗速度。此處，若添加劑濃度變為新品之約一半，則設為潤滑油之性能低於容許範圍。此種閾值可藉由實驗求出。
本例中，於處理S610中，將閾值預先設定為50，將根據以時間序列保存之添加劑濃度測定結果所推定之濃度變為50之時點推定為更換時期。作為推定方法，可採用公知之各種方法。若為獲得如圖3般之實測值之情形，則以濃度單調地減少為前提，可使用外插資料之公知之方法。又，於進而濃度複雜地推移之情形時，可使用如函數擬合(曲線擬合(curve fitting))般之公知之方法。
再者，於本實施例中，保存利用光學式感測器所計測之時間序列之色度資料，並基於其推定潤滑油之劣化度，但換言之，亦可謂基於色度資料中之R、G、B各者之經時變化之相對之比較，而推定潤滑油之劣化度。
藉由處理S610所得之更換時期推定結果可顯示為潤滑油診斷結果(處理S611)。於圖13及圖14中，於縱軸表示根據色度所求出之添加劑濃度，且示出添加劑濃度與經過時間之關係。圖12～圖14表示藉由處理S610所得之結果之顯示例。
於圖12之例中，添加劑表示TPPT。估計於約50個月後色度達到300。當色度為300時，TPPT濃度達到50，故而只要將其之前(例如半個月前)設定為新的更換時期即可。於處理S613中1次循環之處理結束，於下一循環之處理S602中，按照新的更換時期進行判定處理。
於圖13之例中，添加劑為ZnDTP，自更換為新油起約10個月後濃度達到50，故而只要將其之前(例如1個月前)設定為新的更換時期即可。於處理S613中1次循環之處理結束，於下一循環之處理S602中，按照新的更換時期進行判定處理。
於圖14之例中，添加劑為BHT，BHT之閾值為30。自更換為新油起約20個月後濃度達到30，故而只要將其之前(例如1個月前)設定為新的更換時期即可。於處理S613中1次循環之處理結束，於下一循環之處理S602中，按照新的更換時期進行判定處理。
再者，例如，於S611之後，可將利用光學式感測器所測得之色度資料轉換為顏色而顯示於潤滑油之診斷結果之顯示畫面。藉由如此般利用顏色將潤滑油之劣化狀態顯示於顯示畫面，作業人員可於視覺上辨識潤滑油之劣化狀態。藉此，例如，對當作業人員於現場目測潤滑油之狀態時粗略地掌握潤滑油之劣化狀態略有所助。
如上所述，根據本實施例，藉由使用添加劑濃度測定結果而瞭解潤滑油中之添加劑之消耗速度，能夠提前檢測潤滑油之壽命。因此，能夠藉由適當之潤滑油更換等維護，而將風力發電機之異常防範於未然。又，亦能夠使潤滑油之更換週期最佳化。又，可利用簡易之方法測定添加劑濃度，若將光學式感測器設置於機艙內，則亦能夠線上遠程監視潤滑油中之添加劑之劣化。
再者，於本實施例中，亦能夠基於利用光學式感測器所測得之色度，而線上進行因磨耗粉末所引起之污染之預兆診斷、或水混入之預兆診斷。 於圖15中表示利用光學式感測器所進行之潤滑油中之磨耗粉末檢測之一例，於圖16中表示利用光學式感測器所進行之向潤滑油中之水混入檢測之一例。分別於縱軸表示色度(ΔE)，於橫軸表示經過月數。如根據該等圖及圖8可知般，與如添加劑之劣化般之ΔE之單調減少不同，磨耗粉末或水混入呈現ΔE之急遽變化。即，當ΔE自單調之減少偏離時，其後磨耗粉末或水混入急遽地增大。因此，於ΔE自單調之減少偏離之情形時，研究潤滑油之提前更換。藉此，於本實施例中，能夠計測潤滑油之添加劑之劣化與污染之兩者而進行潤滑油之預兆診斷。又，當ΔE自單調之減少偏離時，亦同時根據其他感測器之輸出，對磨耗粉末或水混入之急遽增大進行預兆診斷亦有效。
於本實施例中，對在旋轉零件之潤滑油中設置光學式感測器進行監視之方法及系統進行了敍述，但亦可於對旋轉零件內之潤滑油進行檢查時等採取，於旋轉零件外利用光學式感測器進行測定，且進行同樣之診斷。 [實施例2]
於實施例2中，表示使用自感測器獲得之資料進行潤滑油之壽命推定之修正之例。於實施例1中，以風力發電機1之運轉狀況固定不變作為前提。然而，實際上風力發電機1之運轉狀況並非固定，會因各種要因而狀況發生變化。
例如，作為人為之運轉狀況之變動，有用於檢查之裝置之停止期間、或用於發電量調整之運轉調整。該等變動參數可作為風力發電機1之運轉參數獲取。
又，作為自然界所引起之運轉狀況之變動要因，有以風速為代表之天氣、溫度、濕度等風力發電裝置之內外之要因。該等運轉狀況之變動要因可分別利用各種感測器進行測定。因此，藉由將其等作為感測器資料反映，可更準確地判定及預測潤滑油之狀態。
如圖9及圖10中所說明般，可於風力發電機中設置各種感測器。來自感測器群304之感測器資料經由伺服器210被發送至彙集伺服器220或中央伺服器240。又，風力發電機1之運轉參數可自進行該控制之伺服器210、彙集伺服器220或中央伺服器240獲得。
再次使用圖11，對反映運轉狀況之潤滑油之監視方法進行說明。基本之處理與圖11相同，但於利用感測器資料進行之診斷處理(S604)中，以時間序列預先記憶感測器資料或運轉參數，並於更換時期推定及更新處理(S610)中利用。
為了簡化說明，於該例中，設為以對軸承部之潤滑油之供給機構作為對象，且作為表示運轉狀況之運轉參數，使用軸之轉數R(rpm)之控制參數。感測器資料或運轉參數並不限定於此，可利用其他各種感測器資料或運轉參數。於本實施例中，設為各種感測器之資料彙集至中央伺服器240，並於此處進行總括處理，但並不限於此。
於中央伺服器240中，於更換時期推定及更新處理(S610)中，獲取於處理S609中所輸入之添加劑濃度測定結果、及於處理S604中所記憶之軸之轉數R之控制參數。該等資料係與時間資料一併以時間序列儲存於記憶裝置。
此刻，作為簡單之例，設為極壓劑之濃度下降、即消耗與軸之轉數R(rpm)相關。於該前提下，關於極壓劑之濃度C(t)，可掌握為時間t與軸之轉數R之函數，故而成為 f(t，R)＝C(t) 。能夠藉由實驗或模擬、或者基於過去之t、R及極壓劑之濃度之資料，將函數f(t，R)模型化。因此，於更換時期推定及更新處理(S610)中，於進行C(t)之將來預測之情形時，反映軸之轉數R之變化。結果例如顯示於顯示裝置。
圖17係表示基於風力發電機1之過去1年之資料1001，預測將來之值1002並進行顯示之例的曲線圖。1年之過去資料1003為實測值。將來之資料1004A、1004B為預測值。
於圖17(a)中，將來之運轉狀況不變，轉數R始終設為固定。於該情形時，極壓劑濃度之將來之值(預測資料)1002係與過去1年之資料1001同樣地推移。於該情形時，預測為極壓劑之濃度極限於t1之時點到來。
於圖17(b)中，將來之運轉狀況變化，經過1年以後之轉數R設為過去1年之2倍。此處，若設為極壓劑之消耗速度與轉數R成正比，則極壓劑濃度之預測資料不會與過去1年同樣地推移，而是如例如圖17(b)之1004B所示般，減少比率變大。於該情形時，預測為極壓劑之濃度極限於較t1短之t2之時點到來。
上述中，使用軸之轉數R作為運轉參數，對添加劑之推定消耗速度進行了修正，但亦能夠使用感測器資料。例如，認為極壓劑之濃度下降與潤滑油之溫度T(℃)相關。於該前提下，關於極壓劑之濃度C(t)，可掌握為時間t與溫度T之函數，可與軸之轉數R之情形同樣地修正極壓劑之推定消耗速度。
如圖17所示之實施例般，藉由在預測資料中反映表示風力發電機之運轉狀況之運轉參數或感測器資料，而能夠更準確地判斷極壓劑濃度等表示潤滑油品質之參數超出閾值之時序。即，可基於過去之極壓劑濃度、過去之運轉參數(或感測器資料)、及將來之運轉參數(或預測感測器資料)，而更準確地判斷將來之極壓劑濃度。
關於表示運轉狀況之參數中之如例如運轉時間或發電目標值般能夠人為地控制者，可按照運轉排程等準備將來之資料。因此，藉由將表示運轉狀況之參數用於表示潤滑油品質之添加劑濃度之預測，能夠提高預測精度。
又，關於如天氣或溫度般無法人為地控制者，可根據過去之實績資料預測將來之資料。因此，同樣地藉由將表示運轉狀況之參數用於表示潤滑油品質之添加物濃度之預測，能夠提高預測精度。
圖18係表示本實施例之中央伺服器240之構成例之方塊圖。中央伺服器240具備作為基本之伺服器之構成的處理裝置2401、記憶裝置2402(磁碟裝置或半導體記憶體等)、及輸入輸出裝置2403。於輸入輸出裝置2403中包含一般之鍵盤或滑鼠等輸入裝置、或者圖像顯示裝置或印表機等輸出裝置。又，輸入輸出裝置2403包含經由網路230與風力發電機1或其伺服器210、彙集伺服器220、或液體層析質譜儀等添加劑定量分析系統(省略圖示)進行資料之交換之網路介面。
自風力發電機1及其感測器群304將各種運轉參數或感測器資料直接、或者經由伺服器210或彙集伺服器220而輸入至中央伺服器240。或者，亦可不經由網路，而經由可攜性之記錄媒體而輸入至中央伺服器240。該等資料係作為時間序列之運轉參數資料901、或時間序列之感測器資料902而儲存於記憶裝置2402。又，於本實施例中，作為感測器群304之一，例如使用有具備可見光源及受光元件且對潤滑油之色度進行計測之光學式感測器。
根據利用光學式感測器所獲得之潤滑油之色度，使用如圖4～圖6所示般之色度(ΔE)與添加劑濃度之相關關係，對潤滑油中之添加劑濃度進行定量。
關於進行定量之添加劑，具體而言為選自高級脂肪酸、高級醇及胺、酯、金屬皂等油性劑；如二烷基二硫代磷酸鋅(ZnDTP：Zinc Dialkyldithiophosphate，亦稱為ZDDP)般之防磨耗劑；環烷酸鉛、硫化鯨腦油、硫化脂肪酯、二苄基二硫化物、烷基聚硫化物、烯烴聚硫化物、黃原酸硫化物、氯化石蠟、三氯硬脂酸甲酯、烷基硫代磷酸胺、氯烷基黃原酸鹽、硫代磷酸三苯酯(TPPT：Triphenyl Phosphorothionate)等極壓劑；酚衍生物(2,6-二第三丁基對甲酚(BHT)、2,6-二第三丁基對苯酚(DBP)、4,4'-亞甲基雙(2,6-二烷酚)等)、胺衍生物(2,6-二烷基-α-二甲胺基對甲酚、4,4'-四甲基二胺基二苯甲烷、辛基化苯基萘胺、二辛基-二苯胺、二壬基-二苯胺、啡噻𠯤2,2,4-三甲基二羥基醌茜等)、金屬二硫代磷酸酯、烷基硫化物等、1,4-二氧基二蒽醌(別名：醌茜)、1,2-二氧基二蒽醌(別名：茜素)、苯并三唑、烷基苯并三唑等抗氧化劑中之1種以上之添加劑。
例如，若使用如圖6所示般之色度(ΔE)與添加劑濃度之相關關係，對如ZnDTP(ZDDP)與BHT般之具有不同功能之添加劑進行定量，並將其結果用於診斷，則能夠進行更準確之診斷。
處理裝置2401係使用記憶裝置2402所記憶之添加劑濃度資料903、以及視需要之運轉參數資料901及感測器資料902，預測添加劑濃度之消耗速度，並輸出至輸出裝置。根據本實施例，藉由反映表示運轉狀況之運轉參數或感測器資料，能夠更準確地判斷極壓劑濃度等表示潤滑油品質之參數超出閾值之時序。
於圖17所示之實施例中，根據表示運轉狀況之運轉參數等修正極壓劑等之推定消耗速度，但亦可將橫軸表示為作為風車運轉資訊之發電機總轉數(圖19)、或總發電量(圖20)以代替經過期間。藉由本實施例，亦能夠更準確地判斷極壓劑濃度等表示潤滑油品質之參數超出閾值之時序。
如上所述，於本實施例中，為了對風力發電機之主軸、發電機、偏航、俯仰等之重要之旋轉零件(軸承)或增速機中所使用之潤滑油進行適當之監視，而測定添加劑之濃度。又，藉由在潤滑油之自動供給機構所具備之旋轉零件之排油口附近設置感測器，能夠恆定地進行監視(線上監視)。又，藉由監視風力發電機之運轉狀況之參數，能夠進行更準確之預測診斷。藉由該等，能夠提前預測潤滑油之更換時期，其結果，風力發電機之停止時間縮短，因此維護成本降低，發電量提高。
再者，本發明並不受上述實施例限定，而包含各種變化例。例如，上述實施例係為了將本發明通俗易懂地說明而詳細地進行說明者，未必限定於具備所說明之全部構成者。又，能夠將某一實施例之構成之一部分替換為其他實施例之構成，又，亦能夠於某一實施例之構成添加其他實施例之構成。又，能夠對各實施例之構成之一部分進行其他構成之追加、刪除、替換。
例如，於上述實施例中，作為旋轉機械，取風力發電機為例進行了說明，但本發明亦能夠應用於原子能發電機、火力發電機、齒輪傳動電動機(geared motor)、軌道車輛車輪凸緣、壓縮機、變壓器、可動設備機械、大型泵機械等旋轉機械之潤滑油之添加劑之劣化診斷。
1‧‧‧風力發電機2‧‧‧塔架3‧‧‧機艙4‧‧‧輪殼5‧‧‧葉片30‧‧‧機艙間隔壁31‧‧‧主軸32‧‧‧收縮盤33‧‧‧增速機34‧‧‧發電機35‧‧‧主框架36‧‧‧散熱器37‧‧‧油箱38‧‧‧聯結器200a‧‧‧場200b‧‧‧場200c‧‧‧場210‧‧‧伺服器220‧‧‧彙集伺服器230‧‧‧網路240‧‧‧中央伺服器301‧‧‧潤滑油供給器件302‧‧‧旋轉零件303‧‧‧測定部304‧‧‧感測器群305‧‧‧過濾器700‧‧‧色度資料901‧‧‧運轉參數資料902‧‧‧感測器資料903‧‧‧添加劑濃度資料1001‧‧‧過去1年之資料1002‧‧‧將來之值(預測資料)1003‧‧‧1年之過去資料1004A‧‧‧將來之資料1004B‧‧‧將來之資料2401‧‧‧處理裝置2402‧‧‧記憶裝置2403‧‧‧輸入輸出裝置S601～S606‧‧‧處理S609～S613‧‧‧處理
圖1係作為應用本發明之裝置之一例之風力發電機的概略整體構成圖。 圖2係表示藉由ICP元素分析所獲得之潤滑油中之磷濃度測定結果之曲線圖。 圖3係表示藉由LC測定所獲得之潤滑油中之磷系極壓添加劑濃度測定結果之曲線圖。 圖4係表示潤滑油中之極壓劑濃度與色度之關聯之曲線圖。 圖5係表示潤滑油中之抗氧化劑濃度與色度之關聯之曲線圖。 圖6係表示潤滑油中之兩種添加劑濃度與色度之關聯之曲線圖。 圖7係表示潤滑油中之添加劑消耗(添加劑分解而生成氧化產物)時之R、G、B之各值之變化之情況的曲線圖。 圖8係表示潤滑油中產生磨耗粉末時之R、G、B之各值之變化之情況的曲線圖。 圖9係具有潤滑油供給系統之風力發電機之潤滑油之監視系統的概略圖。 圖10係具備潤滑油用感測器之旋轉零件之概念圖。 圖11係潤滑油診斷流程圖。 圖12係表示潤滑油剩餘壽命推定之概念之曲線圖。 圖13係表示潤滑油剩餘壽命推定之概念之曲線圖。 圖14係表示潤滑油剩餘壽命推定之概念之曲線圖。 圖15係表示利用光學式感測器所進行之潤滑油中之磨耗粉末檢測之一例的曲線圖。 圖16係表示利用光學式感測器所進行之向潤滑油中之水混入檢測之一例的曲線圖。 圖17(a)、(b)係表示其他實施例中之潤滑油剩餘壽命推定之概念之曲線圖。 圖18係表示其他實施例之中央伺服器之一例之方塊圖。 圖19係表示其他實施例中之潤滑油剩餘壽命推定之概念之曲線圖。 圖20係表示其他實施例中之潤滑油剩餘壽命推定之概念之曲線圖。
S601~S606‧‧‧處理
S609~S613‧‧‧處理
Claims (6)
- 一種潤滑油之劣化診斷方法，其特徵在於：其係包含添加劑之潤滑油之劣化診斷方法，且預先求出添加劑之劣化程度不同之潤滑油中所包含之添加劑之濃度、與針對上述劣化程度不同之潤滑油基於光學式感測器之計測資料所求出之色度資料的相關關係，於潤滑油之劣化診斷時，利用上述光學式感測器獲得劣化診斷對象之潤滑油之色度資料，並基於上述劣化診斷對象之潤滑油之色度資料及上述預先求出之相關關係，對上述劣化診斷對象之潤滑油中所包含之添加劑之濃度進行定量，且基於上述色度資料中之B之值，推定上述潤滑油中所包含之添加劑之濃度。
- 如請求項1之潤滑油之劣化診斷方法，其中上述包含添加劑之潤滑油係用於風力發電機之旋轉零件之潤滑，且將上述光學式感測器設置於上述風力發電機之機艙內，利用上述光學式感測器測定上述旋轉零件內之潤滑油，將測定資料發送至儲存上述預先求出之關係之上述風力發電機之外部之伺服器，於上述外部之伺服器中對劣化診斷對象之潤滑油中所包含之添加劑之濃度進行定量。
- 如請求項1之潤滑油之劣化診斷方法，其中於上述劣化診斷對象之潤滑油之色度資料中之R、G、B全部之值相 對於新品潤滑油之RGB值下降之情形時，判斷為上述劣化診斷對象之潤滑油被污染。
- 一種旋轉機械之潤滑油之監視方法，其特徵在於：其係使用如請求項1至3中任一項之潤滑油之劣化診斷方法者，且具有：第1步驟，其係利用上述光學式感測器測定監視對象之潤滑油中所包含之添加劑之濃度；第2步驟，其係將上述第1步驟中所測得之上述添加劑之濃度以時間序列儲存至記憶裝置並作為時間序列之添加劑濃度資料；及第3步驟，其係基於上述第2步驟中所儲存之時間序列之添加劑濃度資料，推測上述添加劑之濃度成為特定閾值之時間。
- 如請求項4之旋轉機械之潤滑油之監視方法，其具備第4步驟，該第4步驟係將上述旋轉機械之運轉參數以時間序列儲存至上述記憶裝置，並作為時間序列之運轉參數資料，且於上述第3步驟中，基於上述添加劑濃度資料之過去之資料、以及上述運轉參數資料之過去資料及將來預測資料，預測上述添加劑濃度資料之將來之資料。
- 一種潤滑油之診斷方法，其特徵在於：基於光學式感測器之計測而求出上述潤滑油之色度資料，基於上述色度資料中之B之值，推定上述潤滑油中所包含之添加劑之濃度。
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