基于紅外吸收法的油品水分檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油品檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于紅外吸收法的油品水分檢測
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]潤滑油是機械設(shè)備的“血液”，它在機械設(shè)備中起著密封、潤滑、減磨、冷卻、清洗、減振和防腐等重要作用。潤滑系統(tǒng)以及潤滑副元件的壽命與潤滑油的清潔度有著很密切的關(guān)系，其中潤滑油中的水污染是最常見的污染之一，科學(xué)準(zhǔn)確的獲得水分含量測量結(jié)果，是目前潤滑油污染度檢測的主要目標(biāo)。
[0003]目前對于潤滑油含水量檢測的方法主要有:蒸餾法、電容法、電磁波法和電導(dǎo)率法等。
[0004]蒸餾法，是一種傳統(tǒng)的離線檢測方法，即將所取的油樣品中加無水溶劑，在水分測定儀中蒸饋，最終將油水分離，分別測量油、水的質(zhì)量，從而得到原油質(zhì)量含水率，由樣品的含水率便可推斷出整個油品的含水率情況。這種離線的檢測方法不僅檢測周期長、成本高、程序繁瑣，而且過分依賴實驗人員獲得和處理實驗數(shù)據(jù)，不能實時地反映潤滑油的含水量。
[0005]電容法，即利用水和油的介電常數(shù)相差很大的原理實現(xiàn)原油含水率檢測，含水率的微小變化，會引起潤滑油介電常數(shù)的較大變化，可將介電常數(shù)的變化反映為電容值的變化，通過測量電容值就得到了含水率。但該檢測方法易受到溫度和雜質(zhì)積聚等很多因素的影響，容易產(chǎn)生計量漂移，長期穩(wěn)定性差等缺點。
[0006]電磁波法，即根據(jù)油和水的物理性質(zhì)不同，它們對電磁波吸收能力也有很大差別，利用震蕩電路，將電能轉(zhuǎn)化為電磁波，并將其輻射到油水混合物中，并對穿過混合流體的電磁波進(jìn)行接收，含水率不同時，混合流體對電磁波的吸收也不同，通過接收到的電磁波的強度來檢測原油含水率。其缺點是油中通常含有其它雜質(zhì)，不同雜質(zhì)的吸收能力不同會影響測量精度，且探頭制作復(fù)雜，成本高，使用和維護(hù)困難，所以實際應(yīng)用比較少。
[0007]電導(dǎo)率法，即利用油和水的電導(dǎo)率差異很大的特點，將相互平行且距離固定的兩塊極板(或圓柱電極)，放到被測溶液中，在極板的兩端加上一定的電勢，然后通過電導(dǎo)儀測量極板間電導(dǎo)。該方法有許多限制條件，如測量值與流體流態(tài)有關(guān)，電導(dǎo)率與液體離子濃度有關(guān)等。
[0008]綜上分析，潤滑油含水量實時準(zhǔn)確的檢測是潤滑油污染度檢測急需解決的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種基于紅外吸收法的油品水分檢測裝置。
[0010]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0011]一種基于紅外吸收法的油品水分檢測裝置，包括毛細(xì)管，設(shè)置在毛細(xì)管一側(cè)的紅外光源，設(shè)置在毛細(xì)管另一側(cè)用以接收穿過毛細(xì)管的光信號的紅外探測器和參考探測器，以及信號處理模塊，所述的信號處理模塊包括輸入端分別經(jīng)放大電路與紅外探測器和參考探測器的輸出端連接的除法器，所述的除法器的輸出經(jīng)放大電路后接入處理器。
[0012]所述的紅外光源為發(fā)光覆蓋可見光到中紅外的光源，所述的參考探測器為可見光-近紅外探測器，在所述的紅外探測器前設(shè)置有紅外帶通濾光片。
[0013]所述的放大電路包括串聯(lián)設(shè)置的帶通濾波器和放大器，所述的放大器的輸出經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入處理器。
[0014]所述的毛細(xì)管的截面為方形。
[0015]所述的毛細(xì)管的截面為正方形，其內(nèi)徑邊長為4_6mm。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0017]本發(fā)明的紅外探測器和參考探測器的輸出信號分別經(jīng)放大后輸入除法器電路進(jìn)行比率運算，這一除法運算可消除由于光源波動以及油品本身對光的透過率不同而引起的誤差，提高測量精度，得到的比值電壓經(jīng)放大后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，之后輸入處理器。處理器取得測量值后進(jìn)行水分含量計算，并將水分含量通過顯示器進(jìn)行顯示，同時對水分含量進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)模擬量輸出。
【附圖說明】
[0018]圖1所示為本發(fā)明的基于紅外吸收法的油品水分檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2所示為信號處理模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]如圖1-2所示，本發(fā)明的基于紅外吸收法的油品水分檢測裝置包括由支架10豎直地固定的毛細(xì)管1，設(shè)置在毛細(xì)管一側(cè)的紅外光源2，設(shè)置在毛細(xì)管另一側(cè)用以接收穿過毛細(xì)管的光信號的紅外探測器3和參考探測器4，以及信號處理模塊，所述的信號處理模塊包括輸入端分別經(jīng)放大電路與紅外探測器和參考探測器的輸出端連接的除法器，所述的除法器的輸出經(jīng)放大電路后接入處理器。其中，所述的支架10包括兩個內(nèi)側(cè)具有凹槽的直角連接件11和14，所述的兩個連接件對應(yīng)固定連接即可借助所述的凹槽將毛細(xì)管I定位，同時，所述的毛細(xì)管的下端和下端分別設(shè)置有進(jìn)油嘴12和出油嘴13，其中，毛細(xì)管與凹槽間設(shè)置有防水硅膠以作為貼合和固定之用。
[0022]本發(fā)明的原理是依據(jù)水與油具有不同的紅外吸收光譜特性。純水在3400cm 1 (對應(yīng)波長約為3000nm)附近有一個很大的吸收峰，而油的吸收峰在2900cm 1 (對應(yīng)波長約為3500nm)，且吸收峰明顯較窄。也就是說，在中紅外波段，礦物油對光的吸收能力明顯弱于水?；诖?，可以采用紅外光源對樣品進(jìn)行照射，采用紅外探測器對透過樣品的光線進(jìn)行檢測，通過光強的變化判斷油品中水分的含量，水越多，光越弱。為排除油品中的顆粒對光的遮擋或光源的波動帶來的影響，在紅外探測器之外增加一個參考探測器，以兩者的信號比值作為判斷水分的依據(jù)。優(yōu)選地，所述的紅外光源為發(fā)光覆蓋可見光到中紅外的激光光源，所述的參考探測器為可見光-近紅外探測器，如硅光電二極管，光譜探測范圍在400nm_l10nm0
[0023]同時，所述的紅外光源為發(fā)光覆蓋可見光到中紅外的光源，由于紅外探測器，如銦鎵砷光電二極管的光譜探測范圍一般較寬，在800nm-3600nm，為減小非水吸收波段對測量結(jié)果的干擾，在紅外探測器與毛細(xì)管之間放置紅外帶通濾光片5，其透過波長約為2800nm-3200nm,有效滿足探測要求。
[0024]本發(fā)明的銦鎵砷光電二極管和娃光電二極管的輸出信號分別經(jīng)放大后輸入除法器電路進(jìn)行比率運算，這一除法運算可消除由于光源波動以及油品本身對光的透過率不同而引起的誤差，提高測量精度，得到的比值電壓經(jīng)放大后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，之后輸入處理器。處理器取得測量值后進(jìn)行水分含量計算，并將水分含量通過顯示器進(jìn)行顯示，同時對水分含量進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)模擬量輸出(范圍O?5V)。
[0025]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于紅外吸收法的油品水分檢測裝置，其特征在于，包括毛細(xì)管，設(shè)置在毛細(xì)管一側(cè)的紅外光源，設(shè)置在毛細(xì)管另一側(cè)用以接收穿過毛細(xì)管的光信號的紅外探測器和參考探測器，以及信號處理模塊，所述的信號處理模塊包括輸入端分別經(jīng)放大電路與紅外探測器和參考探測器的輸出端連接的除法器，所述的除法器的輸出經(jīng)放大電路后接入處理器。2.如權(quán)利要求1所述的基于紅外吸收法的油品水分檢測裝置，其特征在于，所述的紅外光源為發(fā)光覆蓋可見光到中紅外的光源，所述的參考探測器為可見光-近紅外探測器，在所述的紅外探測器前設(shè)置有紅外帶通濾光片。3.如權(quán)利要求1所述的基于紅外吸收法的油品水分檢測裝置，其特征在于，所述的放大電路包括串聯(lián)設(shè)置的帶通濾波器和放大器，所述的放大器的輸出經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入處理器。4.如權(quán)利要求2所述的基于紅外吸收法的油品水分檢測裝置，其特征在于，所述的毛細(xì)管的截面為方形。5.如權(quán)利要求4所述的基于紅外吸收法的油品水分檢測裝置，其特征在于，所述的毛細(xì)管的截面為正方形，其內(nèi)徑邊長為4-6_。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于紅外吸收法的油品水分檢測裝置，包括毛細(xì)管，設(shè)置在毛細(xì)管一側(cè)的紅外光源，設(shè)置在毛細(xì)管另一側(cè)用以接收穿過毛細(xì)管的光信號的紅外探測器和參考探測器，以及信號處理模塊，所述的信號處理模塊包括輸入端分別經(jīng)放大電路與紅外探測器和參考探測器的輸出端連接的除法器，所述的除法器的輸出經(jīng)放大電路后接入處理器。本發(fā)明的紅外探測器和參考探測器的輸出信號分別經(jīng)放大后輸入除法器電路進(jìn)行比率運算，這一除法運算可消除由于光源波動以及油品本身對光的透過率不同而引起的誤差，提高測量精度，得到的比值電壓經(jīng)放大后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，之后輸入處理器。
【IPC分類】G01N21/3577
【公開號】CN105352912
【申請?zhí)枴緾N201510932263
【發(fā)明人】白華, 李彧, 齊皓亮
【申請人】天津成科傳動機電技術(shù)股份有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月11日