專利名稱：：液壓油、潤滑油油況在線監測系統與方法
技術領域：
：本發明涉及機械潤滑領域，尤其指一種液壓油、潤滑油在線監測系統與方法。
背景技術：
：在大型運轉設備中，離不開液壓系統和潤滑系統。液壓是主要傳動方式之一。液壓油既是傳遞功率的介質，又對液壓元件起著潤滑、密封和冷卻作用，潤滑油的主要作用是對傳動部件的潤滑和冷卻，決定著設備的工作效率和使用壽命，因此，油的狀況對于液壓系統的工作狀況和工作性能十分重要。液壓、潤滑油失效的原因(1)高溫影響①潤滑油長期處在高溫環境中，會氧化失效，出現變黑、變稠的現象。②潤滑油內部的腐蝕物增加，如發動機工作中形成的酸性物質等。(2)雜質主要來源于空氣中的塵埃、金屬磨粒、滲漏物(燃油、水等)、潤滑油氧化物等。(3)添加劑、粘度指數增進劑失效一些潤滑油因為其中的添加劑失效或用完而性能下降。例如潤滑油中的抗磨劑用完，會使抗磨性下降。或者因為粘度指數增進劑的有機物分子長鏈斷裂，不再具有增粘作用。(4)油中水分超標水可以使液壓油、潤滑油乳化、使添加劑分解、促進油品的氧化及增強低分子有機酸對機械的腐蝕。影響油品低溫流動性，水分的來源主要是容器密封不嚴進入的明水、空氣中水分或輸轉設備、儲存容器不潔造成的。目前更換液壓油、潤滑油常用定期換油的方法，即根據液壓系統的結構特性、運行條件和油品質量，按確定的周期換油。但是這種方法容易出現該換油時沒有換、不必換油時卻進行了油液維護的現象，造成人力物力的浪費和設備運轉壽命縮短。一般的大型施工設備(如塔帶機)的液壓系統都是很龐大的，系統中液壓油的油容量少則幾個立方，多則數十個立方，一次換油費用很高。據統計，三峽大壩施工中使用的塔帶機每年采用定期換油的方式，換油費用幾十萬美元。某煉鋼廠一年潤滑、液壓油消耗量上百噸，如果能動態監測與周期化驗相結合，加上必要的濾油設施，年至少可以節約百萬元。因此采用"動態油況監測、視情維護"的不定期換油方式顯得更加重要，它有助于減少不必要的零部件更換，并能及時采取維修行動，以降低液壓、潤滑設備的進一步損傷，減少停機時間。但目前油況的動態監測還沒有受到重視，也沒有成熟的在線油況監測系統和方法。
發明內容本發明所要解決的技術問題就是要針對上述技術現狀，提供一種液壓油、潤滑油在線監測系統與方法。本發明解決上述問題所采取的技術方案為根據現狀情況，針對油的工作溫度、油中水分、油中雜質、油的粘稠度四項主要指標和環境溫度、濕度、管路壓力三項輔助指標進行在線監測，實測數據與標準數據或設定值比較，將結果傳遞到終端或執行警報、濾油、關閉等功能。該在線監測系統由油況檢測傳感系統、環境監測系統、數據采集轉換系統、操作程序、警報(警示)系統和自動執行系統組成，詳述如下1、油況檢測傳感系統由以下幾個參數單元中的一個或多個組成(1)油溫監測器選用溫度傳感器，將油溫的實時信息傳送出來。(2)油中微水在線監測器選用油中微水傳感器，將油中水分的實時信息傳送出來。(3)油中雜質在線監測器選用在線式污染度監測裝置，其主要工作原理是在測定單元內設有4、6、14、21微米等多處通道，光源采用激光二極管，通過測定單位時間內通道內通過的固體雜質數量，并把數據信號傳出，與標準值對比，判斷出油的污染情況。(4)油的黏度在線監測器可以在石英晶體白片的兩面鍍上一層金屬作為兩極制作成晶體微天平(QCM),由外部的一個電子振蕩器來驅動，當在兩極加上一定頻率的電場時，QCM會以一定的頻率振蕩，這個頻率是由電極上的質量及液體的粘度和密度決定的。將這種頻率變化信號傳遞出來，通過數據采集和處理了解油的實時黏度情況。也可以利用數字式旋轉黏度計，取樣檢測，并把數據傳遞給數據采集和轉換系統。(5)油壓監測器選用壓力傳感器(變送器)，將油系統中必要部位的油壓信號實時采集并發送出來。2、環境監測系統環境監測系統包括溫度、濕度傳感器，實時監測環境情況，把溫濕度信號傳送出來。環境監測系統作為輔助參數為可選用系統，其他系統不受該系統有無的制約。3、數據采集轉換系統將傳感器傳出的被測信號收集起來，經信號調理電路、模數轉換電路、微處理器處理后，通過現場總線將數據發送到數據處理服務器。4、操作程序是按著用戶工作需要和具體限定范圍編制用戶操作程序，將采集來的數據實時顯示在用戶終端，并與設定的標準值對比，出現異常時立即起動警報(警示)系統或自動執行系統。5、警報(警示)系統是為了及時提醒操作人員而設置的自動程序啟動系統，當油溫、油中水分、油中雜質、油的黏度、油壓等參數與設定的標準值對比，偏離允許范圍時，由程序控制及時提醒用戶采取相應措施，可選用文字、圖片提示、動畫、光或聲音警示中的一種或幾種。6、自動執行系統是通過程序控制的自動啟動系統，包括自動關閉閥門、自動啟動濾油機等。具體操作方法在液壓或潤滑油站的循環管路上設置旁路，將油溫、油中微水傳感器(變送器)、油中雜質傳感器安裝在旁路上，在儲油箱上設置一小取樣室通過油泵取樣，將油黏度傳感器安裝在取樣室內，將油壓傳感器按需求安裝在管路上，環境溫濕度傳感器(變送器)安裝在工作室的墻壁上或油箱附近，把各處信號通過數據線傳送至數據采集轉換系統，轉化為數字信號后傳輸到單片機或工控機顯示出來或執行相應程序。圖1為本發明實施例示意圖；具體實施方式如圖1所示，在油站(1)的主出油管(2)上設置一旁路(4)，使部分工作油通過油中雜質在線監測器(5)，在主回油管(3)上設置一旁路(6)，將油溫監測器(7)和油中微水在線監測器(8)安裝在上面，在支管(9)上安裝油壓監測器(10)，在油箱(11)上方設置一小的儲油室(12)，通過油泵(13)從油箱(11)中抽取油樣，在儲油室(12)中裝有油的黏度在線監測器(14)，環境溫、濕度傳感器(15)安裝在油站附近，數據采集轉換系統(16)將各監測器、傳感器獲得的數據收集轉換成數字信號并傳輸至計算機(17)，計算機(17)中有控制程序，在顯示器(18)上顯示信號、圖形或數字，或驅動自動執行系統(19)中設定的啟動和關斷程序，如當油壓監測器(10)的數據急劇減小時(油管爆裂)立即自動關斷前端的閥門(20)。上面提到的各監測器既可以安裝一組也可以根據需要安裝兩組多組。油溫和油壓數據為實時采集(間隔時間小于0.1s)其他數據采集的周期可以是10分鐘、1小時、3小時、8小時、24小時，也可以是其他需求的時段。實施例以某煉鋼廠連鑄液壓站為例采用N32長城牌4632酯型難燃液壓油，標準運動粘度為28.835.2mm7s，允許含水量為0.02%，允許雜質含量為0.005%，允許工作溫度6(TC以下，工作壓力8MPa。按上面方法設置監測器、傳感器和監測系統，某時刻監測結果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求1、液壓油、潤滑油油況在線監測系統，其特征是由油況檢測傳感系統、環境監測系統、數據采集轉換系統、操作程序、警報(警示)系統和自動執行系統組成，其中油況檢測傳感系統用來在線檢測運行中的油溫、油中水分、油的黏度、油中雜質和油的壓力情況，并把實時數據傳遞到數據采集轉換系統；環境監測系統是用來監測環境溫、濕度，把實時監測到的信號傳送到數據采集轉換系統；數據采集轉換系統是將各傳感器傳出的實測信號收集起來，經信號調理電路、模數轉換電路、微處理器處理后，通過現場總線將數據發送到數據處理服務器；操作程序是按著用戶工作需要和具體限定范圍編制的執行程序系統，將采集來的數據實時顯示在用戶終端，并與設定的標準值對比，出現異常時立即起動警報(警示)系統或自動執行系統；警報(警示)系統是當油況指標偏離允許范圍時由程序控制的自動提醒系統；自動執行系統是通過程序控制的自動啟動系統，包括自動關閉閥門、自動啟動濾油機及其他相關功能。2、根據權利要求l所述的油況檢測傳感系統其特征在于由以下幾個參數單元中的一個或多個組成-(1)油溫監測器選用溫度傳感器，將油溫的實時信息傳送出來；(2)油中微水在線監測器選用油中微水傳感器，將檢測出的油中水分的實時信息傳送出來；(3)油中雜質在線監測器選用在線式污染度監測裝置，測定單位時間通道內通過的固體雜質數量，并把數據信號傳出；(4)油的黏度在線監測器可以選晶體微天平(QCM)振蕩器也可以利用數字式旋轉黏度計，取樣檢測，并把油的黏度數據傳遞給數據采集和轉換系統；(5)油壓監測器選用壓力傳感器(變送器)，將油系統中必要部位的油壓信號實時發送出來。3、根據權利要求1所述的警報(警示)系統，其特征是可以采用文字、動畫、聲音、光中的一種或幾種形式。4、根據權利要求l所述的液壓油、潤滑油油況在線監測系統，其特征是環境監測系統作為輔助參數為可選用系統，其他系統不受該系統有無的制約。5、液壓油、潤滑油油況在線監測的方法，其特征是在油站(1)的主出油管(2)上設置一旁路(4),使其通過油中雜質在線監測器(5)，在主回油管(3)上設置一旁路(6)，將油溫監測器(7)和油中微水在線監測器(8)安裝在上面，在支管(9)上安裝油壓監測器(10)，在油箱(11)上方設置一小的儲油室(12)，通過油泵(13)從油箱(11)中抽取油樣，在儲油室(12)中裝有油的黏度在線監測器(14)，環境溫、濕度傳感器(15)安裝在油站附近，數據采集轉換系統(16)將各監測器、傳感器獲得的數據收集轉換成數字信號并傳輸至計算機(17),計算機(17)中有控制程序，在顯示器(18)上顯示信號、圖形或數字，或驅動自動執行系統(19)中設定的啟動和關斷程序。6、根據權利要求5所述液壓油、潤滑袖油況在線監測的方法中選用的各種監測器，其特征是可以選擇其中的一個指標或多個指標，每種監測器數量可以為一組也可以安裝兩組或多組。7、根據權利要求5所述的液壓油、潤滑油油況在線監測的方法，其特征是油溫和油壓數據為實時采集(間隔時間小于0.1s)，其他數據采集的周期可以是10分鐘、1小時、3小時、8小時、24小時，也可以是其他需求的時段。全文摘要液壓油、潤滑油油況在線監測系統，其特征是由油況檢測傳感系統、環境監測系統、數據采集轉換系統、操作程序、警報(警示)系統和自動執行系統組成，通過在油站上設置旁路和安裝儲油室，將各監測單元固定，實時監測油的黏度、微水含量、溫度、雜質和壓力等參數，并把實測值與設定值比較，超過允許范圍自動報警或自動執行關閉、自鎖等功能。文檔編號F16N29/00GK101328917SQ200810062520公開日2008年12月24日申請日期2008年6月13日優先權日2008年6月13日發明者戴征武,李陽春,楊繼新申請人:寧波保稅區天揚機械電子科技有限公司