一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)在線可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：監(jiān)測(cè)動(dòng)力源、恒溫模塊、傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集ARM模塊、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理；監(jiān)測(cè)動(dòng)力源連接恒溫模塊，恒溫模塊連接傳感器模塊與數(shù)據(jù)采集ARM模塊，數(shù)據(jù)采集ARM模塊分別連接監(jiān)測(cè)動(dòng)力源、傳感器模塊、數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸連接數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理。實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪箱磨損狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得到其在運(yùn)行過(guò)程中潤(rùn)滑摩擦相關(guān)數(shù)據(jù)；整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程在對(duì)油液系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)采用閉路循環(huán)，監(jiān)測(cè)過(guò)油樣的重新返回系統(tǒng)，對(duì)油品不進(jìn)行任何損傷；采用嵌入式ARM芯片組作為數(shù)據(jù)采集控制模塊核心，完成采集、控制、傳輸?shù)裙δ?；?shù)據(jù)以圖片形式對(duì)異常磨損進(jìn)行采集和分析，為摩擦故障分析提供判斷依據(jù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于大型能動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大型齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球性能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，作為綠色能源的風(fēng)能已受到世界各國(guó)的高度關(guān)注，我國(guó)中長(zhǎng)期規(guī)劃明確支持“重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備”，風(fēng)電裝備由此得到了迅猛發(fā)展。根據(jù)目前的增長(zhǎng)趨勢(shì)，世界風(fēng)能協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)到2020年底，全球裝機(jī)容量至少為1.9X106MW。中國(guó)則繼續(xù)在世界風(fēng)能發(fā)展中發(fā)揮領(lǐng)軍作用。與此同時(shí)，全球海上風(fēng)電也實(shí)現(xiàn)了持續(xù)增長(zhǎng)，海上風(fēng)電總的裝機(jī)容量占全球風(fēng)電裝機(jī)容量的1.2%。
[0003]在風(fēng)電迅猛發(fā)展的同時(shí)，風(fēng)力機(jī)高額的運(yùn)行維護(hù)成本影響了風(fēng)場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。風(fēng)場(chǎng)一般地處偏遠(yuǎn)、環(huán)境惡劣，并且機(jī)艙位于60?90 m以上的高空，給機(jī)組的維護(hù)維修工作造成了困難，從而增加了機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)成本。對(duì)于工作壽命為20年的機(jī)組，運(yùn)行維護(hù)成本大約占到風(fēng)場(chǎng)收入的10%?15%;對(duì)于海上風(fēng)場(chǎng)，用于風(fēng)力機(jī)運(yùn)行維護(hù)的成本高達(dá)風(fēng)場(chǎng)收入的20%?25%。高額的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用增加了風(fēng)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)成本，降低了風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)效益。因此，無(wú)論是從降低風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，還是減少運(yùn)作成本的角度考慮，都需要大力發(fā)展和提高風(fēng)力機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)。增速齒輪箱做為風(fēng)力機(jī)的能量傳動(dòng)部位在運(yùn)行過(guò)程中收到環(huán)境因素影響較為明顯，由于所處部位的特殊性造成其在運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)異常磨損及損壞，從而造成停機(jī)，給風(fēng)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)造成難以估量的經(jīng)濟(jì)損失。因此，針對(duì)現(xiàn)有齒輪箱運(yùn)行磨損狀態(tài)可視監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和研制，是目前對(duì)齒輪箱的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障分析亟待解決的問(wèn)題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)齒輪箱的粘度、磨損顆粒分布及濃度、磨損顆粒圖形照片等項(xiàng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的在用齒輪箱磨損狀態(tài)可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)在線可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:監(jiān)測(cè)動(dòng)力源、恒溫模塊、傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集ARM模塊、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理;監(jiān)測(cè)動(dòng)力源連接恒溫模塊，恒溫模塊連接傳感器模塊與數(shù)據(jù)采集ARM模塊，數(shù)據(jù)采集ARM模塊分別連接監(jiān)測(cè)動(dòng)力源、傳感器模塊、數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸連接數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理。
[0006]監(jiān)測(cè)動(dòng)力源包括:電動(dòng)閥、微型齒輪栗、調(diào)速模塊、啟停模塊、油樣防堵塞塊;恒溫模塊包括:加熱源、強(qiáng)制風(fēng)冷器；電動(dòng)閥連接微型齒輪栗，微型齒輪栗分別和調(diào)速模塊、啟停模塊、油樣防堵塞塊連接;油樣防堵塞塊分別和加熱源、強(qiáng)制風(fēng)冷器連接;調(diào)速模塊、啟停模塊、加熱源、強(qiáng)制風(fēng)冷器分別和數(shù)據(jù)采集ARM模塊連接。
[0007]傳感器模塊包括:粘度傳感器、金屬顆粒傳感器、在線鐵譜傳感器、電動(dòng)三通球閥、特征樣緩沖池、三通、單向閥;粘度傳感器分別和油樣防堵塞塊、金屬顆粒傳感器連接;金屬顆粒傳感器和電動(dòng)三通球閥連接，電動(dòng)三通球閥分別和特征樣緩沖池、三通連接;特征樣緩沖池和在線鐵譜傳感器連接;在線鐵譜傳感器和三通連接;三通和單向閥連接;單向閥連接監(jiān)測(cè)對(duì)象回油管路。
[0008]數(shù)據(jù)采集ARM模塊包括:DC電源轉(zhuǎn)換塊、AO輸出、ARM、固態(tài)繼電器、RS232/485接收模塊;數(shù)據(jù)傳輸包括:RS232串口光纖收發(fā)器1、RS232串口光纖收發(fā)器Π ;數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理包括:上位機(jī)PC;DC電源轉(zhuǎn)換塊和ARM連接;ARM分別和AO輸出、RS232/485接收模塊、RS232串口光纖收發(fā)器I連接;AO輸出和固態(tài)繼電器連接;RS232串口光纖收發(fā)器I和RS232串口光纖收發(fā)器Π連接，RS232串口光纖收發(fā)器Π和上位機(jī)PC連接。
[0009]具體監(jiān)測(cè)方法如下:
(I)油樣引入到本系統(tǒng)后，監(jiān)測(cè)動(dòng)力源對(duì)油樣進(jìn)行預(yù)處理，采集溫度，并借助加熱源和強(qiáng)制風(fēng)冷器將油樣溫度恒定到40°C ;
(2 )恒溫的油樣經(jīng)過(guò)粘度傳感器和金屬顆粒傳感器采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集ARM模塊控制粘度傳感器和金屬顆粒傳感器的工作狀態(tài)，分別采集油品的40攝氏度粘度和磨損顆粒濃度及數(shù)目，數(shù)據(jù)采集ARM模塊按照規(guī)則控制在線鐵譜傳感器工作；
(3)RS23光纖收發(fā)器I和RS232串口光纖收發(fā)器Π將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)PC，上位機(jī)PC將數(shù)據(jù)解析處理并進(jìn)行顯示打印存儲(chǔ)；
(4)系統(tǒng)進(jìn)樣口設(shè)置電動(dòng)閥、微型齒輪油栗負(fù)責(zé)提供監(jiān)測(cè)過(guò)程循環(huán)動(dòng)力，啟停由數(shù)據(jù)采集ARM模塊通過(guò)控制固態(tài)繼電器來(lái)執(zhí)行，工作模式切換由受控的調(diào)速模塊調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)完成和實(shí)現(xiàn);油樣防堵塞塊兼容加熱動(dòng)作，數(shù)據(jù)采集ARM模塊獲取粘度傳感器中的溫度來(lái)控制加熱棒工作的啟停，溫度超過(guò)設(shè)定值將通過(guò)強(qiáng)制風(fēng)冷進(jìn)行降溫；
(5)進(jìn)入粘度傳感器后，獲取油樣的粘度、密度、溫度、金屬顆粒分布情況及數(shù)目等信息，由數(shù)據(jù)采集ARM模塊執(zhí)行傳送傳輸，并控制在線鐵譜傳感器工作狀態(tài)，并將相關(guān)的圖片信息發(fā)送到上位機(jī)PC;
(6)采用DC24V供電，DC電源轉(zhuǎn)換塊將AC220V轉(zhuǎn)為24V，數(shù)據(jù)采集ARM模塊具備RS232/485通訊功能、傳感器發(fā)送指令，AO輸出控制微型齒輪栗、加熱源、電動(dòng)閥、電動(dòng)三通球閥；數(shù)據(jù)采集ARM模塊具備數(shù)據(jù)緩存功能，按照相應(yīng)的規(guī)則發(fā)送或上傳數(shù)據(jù)；
(7)控制部分由上位機(jī)PC數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)采集ARM模塊組成，調(diào)取規(guī)則寫(xiě)入數(shù)據(jù)采集ARM模塊，數(shù)據(jù)采集ARM模塊根據(jù)調(diào)取的數(shù)據(jù)執(zhí)行相關(guān)的動(dòng)作輸出指令;系統(tǒng)具備自動(dòng)學(xué)習(xí)功能并按照規(guī)則生成異常磨損相關(guān)值域。
[0010]
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后可達(dá)到如下的有益效果:
(I)實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)機(jī)齒輪箱磨損狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得到其在運(yùn)行過(guò)程中的潤(rùn)滑摩擦相關(guān)數(shù)據(jù)；(2)整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程在對(duì)油液系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)采用閉路循環(huán)，監(jiān)測(cè)過(guò)油樣的重新返回系統(tǒng)，對(duì)油品不進(jìn)行任何破壞性檢測(cè)；(3)采用嵌入式ARM芯片組作為數(shù)據(jù)采集控制模塊核心，完成采集、控制、傳輸?shù)裙δ埽?4)數(shù)據(jù)以圖片的形式對(duì)異常磨損進(jìn)行采集和分析，為摩擦故障分析提供更為直觀的判斷依據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理示意框圖；
圖2為本發(fā)明一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程結(jié)構(gòu)示意框圖； 圖3為本發(fā)明一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸及控制相關(guān)部件工作示意框圖。
[0012]圖4為本發(fā)明一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)實(shí)施控制原理示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體技術(shù)方案。如圖1?4所示，一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)在線可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:監(jiān)測(cè)動(dòng)力源1、恒溫模塊2、傳感器模塊3、數(shù)據(jù)采集ARM模塊4、數(shù)據(jù)傳輸5、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理6;監(jiān)測(cè)動(dòng)力源I連接恒溫模塊2，恒溫模塊2連接傳感器模塊3與數(shù)據(jù)采集ARM模塊4，數(shù)據(jù)采集ARM模塊4分別連接監(jiān)測(cè)動(dòng)力源1、傳感器模塊3、數(shù)據(jù)傳輸5，數(shù)據(jù)傳輸5連接數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理6。
[0014]監(jiān)測(cè)動(dòng)力源I包括:電動(dòng)閥7、微型齒輪栗8、調(diào)速模塊9、啟停模塊10、油樣防堵塞塊11;恒溫模塊2包含:加熱源12、強(qiáng)制風(fēng)冷器13;電動(dòng)閥7連接微型齒輪栗8，微型齒輪栗8分別和調(diào)速模塊9、啟停模塊10、油樣防堵塞塊11連接;油樣防堵塞塊11分別和加熱源12、強(qiáng)制風(fēng)冷器13連接;調(diào)速模塊9、啟停模塊10、加熱源12、強(qiáng)制風(fēng)冷器13分別和數(shù)據(jù)采集ARM模塊4連接。
[0015]傳感器模塊3包括:粘度傳感器14、金屬顆粒傳感器15、在線鐵譜傳感器16、電動(dòng)三通球閥17、特征樣緩沖池18、三通19、單向閥20;粘度傳感器14分別和油樣防堵塞塊11、金屬顆粒傳感器15連接;金屬顆粒傳感器15和電動(dòng)三通球閥17連接，電動(dòng)三通球閥17分別和特征樣緩沖池18、三通19連接;特征樣緩沖池18和在線鐵譜傳感器16連接;在線鐵譜傳感器16和三通19連接;三通19和單向閥20連接;單向閥20連接監(jiān)測(cè)對(duì)象回油管路。
[0016]數(shù)據(jù)采集ARM模塊4包括:DC電源轉(zhuǎn)換塊21、A0輸出22、ARM23、固態(tài)繼電器24、RS232/485接收模塊25 ；數(shù)據(jù)傳輸5包括:RS232串口光纖收發(fā)器I 26、RS232串口光纖收發(fā)器Π 27 ；數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理6包括:上位機(jī)PC28 ； DC電源轉(zhuǎn)換塊21和ARM23連接;ARM23分別和AO輸出22、RS232/485接收模塊25、RS232串口光纖收發(fā)器I 26連接;AO輸出22和固態(tài)繼電器24連接;RS232串口光纖收發(fā)器I 26和RS232串口光纖收發(fā)器Π 27連接，RS232串口光纖收發(fā)器Π27和上位機(jī)PC28連接。
[0017]步驟I，將監(jiān)測(cè)對(duì)象運(yùn)行過(guò)程中的油樣通過(guò)管路引入到本系統(tǒng)，首先通過(guò)電動(dòng)閥7進(jìn)入系統(tǒng)監(jiān)測(cè)動(dòng)力源I，監(jiān)測(cè)動(dòng)力源I中的微型齒輪栗8對(duì)待檢油樣進(jìn)行加壓處理，調(diào)速模塊
9、啟停模塊10、完成對(duì)微型齒輪栗8的控制，完成整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程中的壓力損失，為整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程保障相應(yīng)的循環(huán)動(dòng)力。由于要采集油樣的潤(rùn)滑信息(粘度)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)需要將油樣的溫度恒定在40°C，此步驟處理由恒溫模塊2執(zhí)行，恒溫模塊2由加熱源12、強(qiáng)制風(fēng)冷器13具體實(shí)施。另外為防止堵塞相關(guān)傳感器系統(tǒng)，配置油樣防堵塞塊11對(duì)超出監(jiān)測(cè)范圍的其它物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾。(具體工作原理見(jiàn)圖2)
步驟2，處理過(guò)后的油樣經(jīng)過(guò)傳感器模塊3開(kāi)始采集相關(guān)數(shù)據(jù)，傳感器模塊3分別采集粘度傳感器14、金屬顆粒傳感器15、在線鐵譜傳感器16所具備的功能參數(shù)。電動(dòng)三通球閥17、特征樣緩沖池18、三通19、單向閥20在采集過(guò)程中起輔助作用(具體見(jiàn)步驟5)，傳感器的工作進(jìn)度由數(shù)據(jù)采集ARM模塊4進(jìn)行控制，分別采集油品的40攝氏度標(biāo)準(zhǔn)粘度和>40um磁性和非磁性磨損顆粒濃度及數(shù)目，數(shù)據(jù)采集ARM模塊4根據(jù)相關(guān)的規(guī)則控制在線鐵譜傳感器16工作來(lái)獲取相關(guān)的異常磨損圖片信息。
[0018]步驟3，數(shù)據(jù)采集ARM模塊4中的RS232/485接收模塊25將采集的信息通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸5中的RS232串口光纖收發(fā)器I 26、RS232串口光纖收發(fā)器Π27和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理6中的上位機(jī)PC28進(jìn)行雙向通訊，上位機(jī)PC28將數(shù)據(jù)解析處理并進(jìn)行顯示打印動(dòng)作，最終將采集到的信息按照時(shí)間序列存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于工作人員查找和分析異常磨損的原因及對(duì)設(shè)備的指導(dǎo)維護(hù)。
[0019]步驟4，如圖2所示，油樣進(jìn)入系統(tǒng)前經(jīng)過(guò)電動(dòng)閥7，用于遠(yuǎn)程控制開(kāi)啟以及緊急切出微型齒輪栗8負(fù)責(zé)提供監(jiān)測(cè)過(guò)程循環(huán)動(dòng)力，具體有啟停模式、告訴沖洗模式、監(jiān)測(cè)循環(huán)模式三種形式組成。其中啟停模塊10由數(shù)據(jù)采集ARM模塊4通過(guò)控制固態(tài)繼電器24來(lái)執(zhí)行，工作模式切換由受控的調(diào)速模塊9調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)完成和實(shí)現(xiàn)。
[0020]油樣防堵塞塊11執(zhí)行加熱動(dòng)作，加熱源采用25W加熱源12鑲嵌于模塊上持續(xù)，根據(jù)粘度傳感器14中的溫度變化通過(guò)數(shù)據(jù)采集ARM模塊4設(shè)定的溫度值通過(guò)AO輸出22控制加熱棒工作的啟停。如果油樣溫度超過(guò)設(shè)定的40°C將開(kāi)啟強(qiáng)制風(fēng)冷器13進(jìn)行置換降溫。
[0021]步驟5，油樣開(kāi)始進(jìn)入傳感器模塊3，獲取油樣的粘度、密度、溫度、金屬顆粒分布情況及數(shù)目等信息，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集ARM模塊4傳送進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，如果顆粒數(shù)目和濃度超出既定值，開(kāi)啟電動(dòng)三通球閥17將特征油樣引入特征緩沖池。在線鐵譜傳感器16開(kāi)始工作將異常顆粒進(jìn)行收納和拍照，并將相關(guān)的信息發(fā)送到上位機(jī)PC28。最終檢測(cè)過(guò)的油樣通過(guò)單向閥并入監(jiān)測(cè)對(duì)象滑油系統(tǒng)。
[0022]步驟6，如圖3所示:系統(tǒng)內(nèi)部采用DC24V供電，由DC電源轉(zhuǎn)換塊21將AC220V轉(zhuǎn)為24V，ARM23具備RS232/485數(shù)據(jù)接收通訊功能，向傳感器發(fā)送工作指令及接收數(shù)據(jù)。配置AO輸出功能，根據(jù)相應(yīng)的評(píng)判規(guī)則或者上位機(jī)PC28的指令控制微型齒輪栗8等動(dòng)作部件。
[0023]獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)首先進(jìn)行自身的緩存，按照上位機(jī)PC28的查詢(xún)指令將數(shù)據(jù)按照時(shí)間序列打包發(fā)送給上位機(jī)PC28，運(yùn)行中如出現(xiàn)通訊斷開(kāi)的現(xiàn)象，ARM23會(huì)將采得的數(shù)據(jù)存入本身臨時(shí)存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，超出本身存儲(chǔ)量后，將自動(dòng)停止整個(gè)采集動(dòng)作，等重新建立通訊后根據(jù)上位機(jī)PC28的指令，發(fā)送給上位機(jī)PC28。上位機(jī)PC28設(shè)置通訊異常報(bào)警，以便于提醒相關(guān)工作人員及時(shí)的處理。
[0024]步驟7，如圖4所示，系統(tǒng)的控制部分由上位機(jī)PC28數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)采集ARM模塊4組成，調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)所存儲(chǔ)的規(guī)則寫(xiě)入數(shù)據(jù)采集ARM模塊4，由數(shù)據(jù)采集ARM模塊4根據(jù)相關(guān)的規(guī)則及數(shù)值對(duì)預(yù)處理部分油樣恒溫、電動(dòng)閥7的開(kāi)啟換向、微型齒輪栗8的調(diào)速啟停進(jìn)行控制；系統(tǒng)啟動(dòng)后開(kāi)始通過(guò)粘度傳感器14及金屬顆粒傳感器15開(kāi)始采集油樣的相關(guān)數(shù)據(jù);根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，由上位機(jī)PC28得出異常磨損相關(guān)值域后，執(zhí)行在線鐵譜傳感器16的相關(guān)指令發(fā)出；所有數(shù)據(jù)根據(jù)相應(yīng)的通訊協(xié)議，通過(guò)RS232串口光纖收發(fā)器I 26和RS232串口光纖收發(fā)器Π 27傳輸?shù)缴衔粰C(jī)PC28進(jìn)行相應(yīng)的識(shí)別分析。
[0025]各個(gè)傳感器輸出參數(shù)如下;粘度傳感器14主要采集參數(shù)為粘度、密度、介電常數(shù)、溫度四個(gè)參數(shù)，金屬顆粒傳感器15輸出參數(shù)為300um<磁性磨損顆粒<40um和35um<非磁性磨損顆粒<350um顆粒數(shù)目。在線鐵譜傳感器16輸出參數(shù)為顆粒面積、濃度、相應(yīng)的圖片。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)在線可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:監(jiān)測(cè)動(dòng)力源(I)、恒溫模塊(2)、傳感器模塊(3)、數(shù)據(jù)采集ARM模塊(4)、數(shù)據(jù)傳輸(5)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理(6);其特征在于:監(jiān)測(cè)動(dòng)力源(I)連接恒溫模塊(2)，恒溫模塊(2)連接傳感器模塊(3)與數(shù)據(jù)采集ARM模塊(4)，數(shù)據(jù)采集ARM模塊(4)分別連接監(jiān)測(cè)動(dòng)力源(1)、傳感器模塊(3)、數(shù)據(jù)傳輸(5)，數(shù)據(jù)傳輸(5)連接數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)在線可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:監(jiān)測(cè)動(dòng)力源(I)包括:電動(dòng)閥(7)、微型齒輪栗(8)、調(diào)速模塊(9)、啟停模塊(10)、油樣防堵塞塊(11);恒溫模塊(2)包括:加熱源(12)、強(qiáng)制風(fēng)冷器(13);電動(dòng)閥(7)連接微型齒輪栗(8)，微型齒輪栗(8)分別和調(diào)速模塊(9)、啟停模塊(10)、油樣防堵塞塊(II)連接；油樣防堵塞塊(11)分別和加熱源(12)、強(qiáng)制風(fēng)冷器(13)連接;調(diào)速模塊(9)、啟停模塊(10)、加熱源(12)、強(qiáng)制風(fēng)冷器(13)分別和數(shù)據(jù)采集ARM模塊(4)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)在線可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:傳感器模塊(3)包括:粘度傳感器(14)、金屬顆粒傳感器(15)、在線鐵譜傳感器(16)、電動(dòng)三通球閥(17)、特征樣緩沖池(18)、三通(19)、單向閥(20);粘度傳感器(14)分別和油樣防堵塞塊(11)、金屬顆粒傳感器(15)連接;金屬顆粒傳感器(15 )和電動(dòng)三通球閥(17 )連接，電動(dòng)三通球閥(17 )分別和特征樣緩沖池(18 )、三通(19 )連接;特征樣緩沖池(18 )和在線鐵譜傳感器(16)連接;在線鐵譜傳感器(16)和三通(19)連接;三通(19)和單向閥(20)連接;單向閥(20)連接監(jiān)測(cè)對(duì)象回油管路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)在線可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)采集ARM模塊(4)包括:DC電源轉(zhuǎn)換塊(21)、AO輸出(22 )、ARM( 23 )、固態(tài)繼電器(24)、RS232/485接收模塊(25);數(shù)據(jù)傳輸(5)包括:RS232串口光纖收發(fā)器I (26)、RS232串口光纖收發(fā)器Π(27);數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分析處理(6)包括:上位機(jī)PC(28);DC電源轉(zhuǎn)換塊(21)和ARM(23)連接41?1(23)分別和六0輸出(22)、1?232/485接收模塊(25)、1?232串口光纖收發(fā)器1(26)連接;AO輸出(22)和固態(tài)繼電器(24)連接;RS232串口光纖收發(fā)器1(26)和RS232串口光纖收發(fā)器Π (27)連接，RS232串口光纖收發(fā)器Π (27)和上位機(jī)PC(28)連接。5.根據(jù)如權(quán)利要求1所述的一種在用齒輪箱磨損狀態(tài)在線可視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于: 【I】油樣引入到本系統(tǒng)后，監(jiān)測(cè)動(dòng)力源(I)對(duì)油樣進(jìn)行預(yù)處理，采集溫度，并借助加熱源和強(qiáng)制風(fēng)冷器將油樣溫度恒定到40°C ; 【2】恒溫的油樣經(jīng)過(guò)粘度傳感器(14)和金屬顆粒傳感器(15)采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集ARM模塊(4)控制粘度傳感器(14)和金屬顆粒傳感器(15)的工作狀態(tài)，分別采集油品的40攝氏度粘度和磨損顆粒濃度及數(shù)目，數(shù)據(jù)采集ARM模塊(4)按照規(guī)則控制在線鐵譜傳感器(16)工作； 【3】RS23光纖收發(fā)器I (26)和RS232串口光纖收發(fā)器Π (27)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)PC(28)，上位機(jī)PC(28)將數(shù)據(jù)解析處理并進(jìn)行顯示打印存儲(chǔ)； 【4】系統(tǒng)進(jìn)樣口設(shè)置電動(dòng)閥(7)、微型齒輪油栗(8)負(fù)責(zé)提供監(jiān)測(cè)過(guò)程循環(huán)動(dòng)力，啟停由數(shù)據(jù)采集ARM模塊(4)通過(guò)控制固態(tài)繼電器(24)來(lái)執(zhí)行，工作模式切換由受控的調(diào)速模塊(9)調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)完成和實(shí)現(xiàn);油樣防堵塞塊(II)兼容加熱動(dòng)作，數(shù)據(jù)采集ARM模塊(4)獲取粘度傳感器(14)中的溫度來(lái)控制加熱棒工作的啟停，溫度超過(guò)設(shè)定值將通過(guò)強(qiáng)制風(fēng)冷進(jìn)行降溫； 【5】進(jìn)入粘度傳感器后，獲取油樣的粘度、密度、溫度、金屬顆粒分布情況及數(shù)目等信息，由數(shù)據(jù)采集ARM模塊執(zhí)行傳送傳輸，并控制在線鐵譜傳感器工作狀態(tài)，并將相關(guān)的圖片信息發(fā)送到上位機(jī)PC; 【6】采用DC24V供電，DC電源轉(zhuǎn)換塊將AC220V轉(zhuǎn)為24V，數(shù)據(jù)采集ARM模塊具備RS232/485通訊功能、傳感器發(fā)送指令，AO輸出控制微型齒輪栗、加熱源、電動(dòng)閥、電動(dòng)三通球閥；數(shù)據(jù)采集ARM模塊具備數(shù)據(jù)緩存功能，按照相應(yīng)的規(guī)則發(fā)送或上傳數(shù)據(jù)； 【7】控制部分由上位機(jī)PC數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)采集ARM模塊組成，調(diào)取規(guī)則寫(xiě)入數(shù)據(jù)采集ARM模塊，數(shù)據(jù)采集ARM模塊根據(jù)調(diào)取的數(shù)據(jù)執(zhí)行相關(guān)的動(dòng)作輸出指令;系統(tǒng)具備自動(dòng)學(xué)習(xí)功能并按照規(guī)則生成異常磨損相關(guān)值域。
【文檔編號(hào)】G01M13/02GK106092566SQ201610495625
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】盛晨興, 王會(huì)揚(yáng), 嚴(yán)新平, 袁成清, 趙江濱, 楊琨, 周新聰
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)