專利名稱：一種油品鐵含量在線監測新型傳感器及其監測方法
技術領域：
本發明涉及傳感器技術領域，具體涉及一種油品鐵含量在線監測新型傳感器及其監測方法。
背景技術：
在機械設備中，有80%的設備失效都是由于磨損引起的。設備磨損會導致潤滑油中產生金屬鐵磨粒，加速油品老化，不僅不能起到潤滑作用，反而會加速潤滑系統的磨損破壞，嚴重威脅機械設備的安全運行。所以如何監測設備的磨損狀況對于機械設備安全有效的運行至關重要。油品中的鐵含量為了解機械設備磨損狀況提供了一個直接可靠的信息。目前，一般都采用對運行油進行離線金屬含量檢測結合機械振動在線檢測的手段，對機械設備的磨損狀況進行故障診斷。對運行油進行離線檢測，存在反應滯后等弊端，很難對機械設備內部的磨損情況進行一個實時準確的判斷。因此，開發一種對運行中潤滑油、液壓油鐵含量在線監測的裝置勢在必行。然而，目前潤滑油、液壓油中鐵含量的定量檢測方法主要是采用離線式的電感耦合等離子體發射光譜法，該方法對操作要求很高，相同的油樣，不同的操作人員，都會造成一定的誤差，而且費用很高。最重要的是，油品離線測量鐵含量，對機械設備內的磨損情況判斷會有一定的滯后，而且結果也受取樣方法，樣品存放的影響。西安交通大學潤滑理論與軸承研究所開發了一種在線鐵譜儀，該儀器是一種利用電磁鐵產生的高強度、高梯度磁場捕獲潤滑油中的磨粒，利用傳光光纖、傳像光纖束分別傳遞光強信號和特征大磨粒的圖像信號的在線鐵譜儀。它采用CMOS圖像傳感器檢測特征大磨粒圖像，使在線鐵譜儀性能得到很大改進。但該裝置昂貴，操作復雜，很難在電廠進行大范圍推廣。
發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種油品鐵含量在線監測新型傳感器及其監測方法，能夠實時準確檢測運行油中的鐵含量來掌握機械設備內部的磨損狀況，以此來確定停機檢修的時機，具有成本低、操作簡單的特點。為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為一種油品鐵含量在線監測新型傳感器，包括探測管道I，在探測管道I的兩個端口處管道內壁分別設置有第一電容探頭4和第二電容探頭5，所述第一電容探頭4和第二電容探頭5為中空狀，其外壁形狀和探測管道I的內壁形狀相適配，在所述第一電容探頭4和第二電容探頭5間的探測管道I外壁上設置有除鐵器2以及與所述第一電容探頭4和第二電容探頭5相連接的接線端3。還包括設置在探測管道I內部的溫度探測器6。所述除鐵器2為電磁除鐵器。所述除鐵器2為直流除鐵器。所述探測管道I為U型。
一種油品鐵含量 在線監測新型傳感器的監測方法首先將本發明新型傳感器以螺紋或法蘭的形式連接于油循環系統的回油管路中，然后通過接線端3連接到C/V轉換芯片上，第一電容探頭4得到的是油品中含有鐵磨粒的電容值，第二電容探頭5得到的是油品中除鐵后的電容值，經過芯片將電容差分信號轉化為電壓差分信號，實現參量的C/V轉換，然后輸入到單片機中，應用單片機實現數據采集和處理，再用溫度探測器6得到的溫度信息來補償油品介電常數隨溫度變化，最后將鐵含量的信息顯示在LED顯示器上，還可以將所測數據通過接口實現遠距離數據傳輸，送到上位計算機進行實時監控，獲得數字化的油品鐵含量。本發明和現有技術相比，具有如下優點I、本發明具有成本低、操作簡單的特點，能夠實時準確檢測運行油中的鐵含量來掌握機械設備內部的磨損狀況，以此來確定停機檢修的時機；2、由于在U型探測管道I內部設置有溫度探測器6，能夠補償油品介電常數隨溫度變化對測量精度的影響，提高測量精度。3、本發明采用電磁除鐵技術，利用電容探頭對除鐵前后油品介電常數變化進行檢測，能排除電容值受油品中水分、酸值和其它極性物質對電容測量結果的影響，精確測量鐵
含量;4、電磁除鐵器2采用直流電磁鐵，能夠進一步提高鐵含量的檢測精度；
圖I為本發明的優選結構示意圖；其中圖Ia為俯視圖，圖Ib為主視圖。圖2為本發明的監測方法工作原理框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。如圖I所示，本發明一種油品鐵含量在線監測新型傳感器，包括探測管道1，在探測管道I的兩個端口處管道內壁分別設置有第一電容探頭4和第二電容探頭5，所述第一電容探頭4和第二電容探頭5為中空狀，其外壁形狀和探測管道I的內壁形狀相適配，在所述第一電容探頭4和第二電容探頭5間的探測管道I外壁上設置有除鐵器2以及與所述第一電容探頭4和第二電容探頭5相連接的接線端3。本實施例探測管道I為U型，除鐵器2設置在探測管道I底部外側，接線端3橫跨探測管道I的進油管道和出油管道。優選的，在探測管道I內還設置有溫度探測器6，能夠補償油品介電常數隨溫度變化對測量精度的影響，提高測量精度。優選的，所述除鐵器2為電磁除鐵器，能排除電容值受油品中水分、酸值和其它極性物質對電容測量結果的影響，精確測量鐵含量。優選的，所述除鐵器2為直流除鐵器，能夠進一步提高鐵含量的檢測精度，本實施例電磁除鐵器2的初級吸力I. 5mm = 10Kg，終極吸力0_ = 60Kg。優選的，所述探測管道I為U型，能夠減小本發明新型傳感器的體積。如圖2所示，一種油品鐵含量在線監測新型傳感器的監測方法首先將本發明電容傳感器以螺紋或法蘭的形式連接于油循環系統的回油管路匯總，然后通過接線端3連接到C/V轉換芯片上，第一電容探頭4得到的是油品中含有鐵磨粒的電容值，第二電容探頭5得到的是油品中除鐵后的電容值，經過芯片將電容差分信號轉化為電壓差分信號，實現參量的C/V轉換，然后輸入到單片機中，應用單片機 實現12位數據采集和處理，再用溫度探測器6得到的溫度信息來補償油品介電常數隨溫度變化，最后將鐵含量的信息顯示在LED顯示器上。還可以將所測數據通過RS485接口實現遠距離數據傳輸，送到上位計算機進行實時監控，獲得數字化的油品鐵含量。
權利要求
1.一種油品鐵含量在線監測新型傳感器，其特征在于包括探測管道(I)，在探測管道(I)的兩個端口處管道內壁分別設置有第一電容探頭(4)和第二電容探頭(5)，所述第一電容探頭(4)和第二電容探頭(5)為中空狀，其外壁形狀和探測管道(I)的內壁形狀相適配，在所述第一電容探頭(4)和第二電容探頭(5)間的探測管道(I)外壁上設置有除鐵器(2)以及與所述第一電容探頭(4)和第二電容探頭(5)相連接的接線端(3)。
2.根據權利要求I所述的新型傳感器，其特征在于還包括設置在探測管道(I)內部的溫度探測器(6)。
3.根據權利要求2所述的新型傳感器，其特征在于所述除鐵器(2)為電磁除鐵器。
4.根據權利要求3所述的新型傳感器，其特征在于所述除鐵器(2)為直流除鐵器。
5.根據權利要求2所述的新型傳感器，其特征在于所述探測管道(I)為U型。
6.權利要求I至5任一項所述的新型傳感器的監測方法首先將本發明新型傳感器以螺紋或法蘭的形式連接于油循環系統的回油管路中，然后通過接線端(3)連接到C/V轉換芯片上，第一電容探頭(4)得到的是油品中含有鐵磨粒的電容值，第二電容探頭(5)得到的是油品中除鐵后的電容值，經過芯片將電容差分信號轉化為電壓差分信號，實現參量的C/V轉換，然后輸入到單片機中，應用單片機實現數據采集和處理，再用溫度探測器(6)得到的溫度信息來補償油品介電常數隨溫度變化，最后將鐵含量的信息顯示在LED顯示器上，還可以將所測數據通過接口實現遠距離數據傳輸，送到上位計算機進行實時監控，獲得數字化的油品鐵含量。
全文摘要
本發明涉及一種油品鐵含量在線監測新型傳感器及其監測方法，該傳感器包括探測管道，在探測管道的兩個端口處管道內壁分別設置有第一電容探頭和第二電容探頭，所述第一電容探頭和第二電容探頭為中空狀，其外壁形狀和探測管道的內壁形狀相適配，在所述第一電容探頭和第二電容探頭間的探測管道外壁上設置有除鐵器以及與所述第一電容探頭和第二電容探頭相連接的接線端；其監測方法采用電磁除鐵技術，利用電容探頭對除鐵前后油品介電常數變化進行檢測；具有結構簡單，成本低、功耗小，響應快的特點；能夠實時準確檢測運行油中的鐵含量來掌握機械設備內部的磨損狀況，以此來確定停機檢修的時機。
文檔編號G01N27/22GK102621195SQ201210066090
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月14日 優先權日2012年3月14日
發明者劉永洛, 唐金偉, 李燁峰 申請人:西安熱工研究院有限公司