一種在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于大型能動(dòng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大功率柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種在在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭的加劇，每個(gè)企業(yè)都在不斷的尋找壓縮成本的方法。大型柴油機(jī)做為船舶配套核心動(dòng)力部分，其工況要求極為嚴(yán)格。以往柴油機(jī)在出廠前要進(jìn)行幾十個(gè)小時(shí)以上的熱磨合，熱磨合即使用燃料進(jìn)行狀態(tài)磨合，燃料消耗量極大。為此不少廠家開始尋求冷磨合來降低生產(chǎn)成本。另外，在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于過熱磨損等原因，造成潤滑油的理化性質(zhì)發(fā)生改變，如受到高溫、剪切力等作用發(fā)生氧化變質(zhì)等。一旦潤滑油的性質(zhì)發(fā)生變化，它具有的潤滑、冷卻、防腐、密封等效果均會(huì)減弱，大大增加故障發(fā)生率。
[0003]潤滑油監(jiān)測(cè)技術(shù)就是通過監(jiān)測(cè)，在設(shè)備中潤滑油長時(shí)間使用后所導(dǎo)致的添加劑流失，以及通過油品自身性質(zhì)的物理化學(xué)性能指標(biāo)的變化，來判斷設(shè)備的潤滑狀態(tài)，并對(duì)相應(yīng)潤滑不良的故障進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)診斷方法。“監(jiān)測(cè)”二字不僅表明了對(duì)潤滑劑的性能進(jìn)行診斷監(jiān)測(cè)，同時(shí)還包括對(duì)潤滑劑所攜帶的磨粒進(jìn)行監(jiān)測(cè)和識(shí)別。
[0004]在線監(jiān)測(cè)的目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)性，保證關(guān)鍵設(shè)備安全平穩(wěn)的運(yùn)行，在線儀器的研宄是熱點(diǎn)也是難點(diǎn)?！霸诰€”的概念從傳感器相對(duì)油路的關(guān)系劃分，有on-line (即時(shí)的)和in-line (嵌入式的)兩種，但本質(zhì)上都必須包括在線取樣和在線分析兩個(gè)必要功能。由于柴油機(jī)的工作不斷變化，工況監(jiān)測(cè)連續(xù)性和周期性是必要的。通常在進(jìn)行離線監(jiān)測(cè)時(shí)，即使優(yōu)化方法將采樣間隔縮短都同樣無法避免重要信息的損失。例如，柴油機(jī)潤滑油液取樣，并提取顆粒物后稀釋樣液，這樣的一般方法在操作過程中很容易改變?cè)夹畔?。不但工作量很大，而且最后獲得的異常油樣分析卻較少，導(dǎo)致人力及其它成本極大的浪費(fèi)，由此看出在線監(jiān)測(cè)是十分必要的。在線監(jiān)測(cè)消除了信息中轉(zhuǎn)間歇的不確定性，保證取樣的同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，大大減小了偶然誤差，對(duì)系統(tǒng)誤差也易排除。在線監(jiān)測(cè)及相關(guān)技術(shù)在其原理方面已經(jīng)涉及到機(jī)、光、電、磁、力、聲等物理原理，在其制造方面綜合了新材料、新工藝特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果。在一定意義上來看，在線油液監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種工業(yè)應(yīng)用高水平的體現(xiàn)。因此，研發(fā)一種在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是非常必要的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于研制一種對(duì)大功率柴油機(jī)潤滑油的粘度、水分、污染度、介電常數(shù)、鐵磁顆粒等項(xiàng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:油樣預(yù)處理部分、取樣部分、數(shù)據(jù)采集控制部分、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)終端；數(shù)據(jù)采集控制部分分別與油樣預(yù)處理部分、取樣部分、數(shù)據(jù)傳輸連通，數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)終端連通。
[0007]油樣預(yù)處理部分、取樣部分包括:油樣除泡模塊、溫度傳感器1、三通閥1、油樣降溫模塊、三通、單向閥、微型磁力齒輪油泵、溫度傳感器I1、三通閥I1、傳感采集部分、三通閥III ;油樣除泡模塊和監(jiān)測(cè)對(duì)象直接連接，三通閥I分別和油樣除泡模塊和油樣降溫模塊連通；油樣降溫模塊、三通分別連通單向閥、微型磁力齒輪油泵；單向閥通過與溫度傳感器II與三通閥II連通，三通閥II分別與傳感采集部分和三通閥III連通。
[0008]數(shù)據(jù)采集控制部分包括:溫度傳感器1、溫度傳感器I1、油品品質(zhì)傳感器、壓力傳感器、激光顆粒傳感器、電導(dǎo)率傳感器、鐵磁傳感器與水分傳感器；其中油品品質(zhì)傳感器、壓力傳感器、激光顆粒傳感器、電導(dǎo)率傳感器、鐵磁傳感器與水分傳感器連通。
[0009]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案后可達(dá)到如下的有益效果:
[0010](I)實(shí)現(xiàn)了對(duì)大功率柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得到柴油機(jī)在運(yùn)行過程中的潤滑摩擦相關(guān)數(shù)據(jù)；(2)采集系統(tǒng)在對(duì)油液系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)采用閉路循環(huán)，采集萬油樣的相關(guān)參數(shù)后重新返回油箱，在整個(gè)監(jiān)測(cè)過程中對(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堋Ｋ捎玫墓I(yè)單板機(jī)穩(wěn)定性適合全天候使用要求，提供多種硬件接口能夠?qū)鞲衅鲾?shù)據(jù)穩(wěn)定采集并保存在硬盤中；(4)數(shù)據(jù)終端能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)顯示分析，以便于摩擦故障的相關(guān)分析。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型一種在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理示意框圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型一種在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)處理部分、取樣部分的結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型一種在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)采集控制部分控制原理示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案。如圖1所示，一種在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:油樣預(yù)處理部分1、取樣部分2、數(shù)據(jù)采集控制部分3、數(shù)據(jù)傳輸4、數(shù)據(jù)終端5 ;數(shù)據(jù)采集控制部分3分別與取樣部分2、油樣預(yù)處理部分1、數(shù)據(jù)傳輸4連通；數(shù)據(jù)傳輸4與數(shù)據(jù)終端5連通。數(shù)據(jù)終端5通過數(shù)據(jù)傳輸4向數(shù)據(jù)采集控制部分3發(fā)出工作指令，數(shù)據(jù)采集控制部分3分別向取樣部分2和數(shù)據(jù)預(yù)處理部分I發(fā)出工作信號(hào)，系統(tǒng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)采集控制部分3將采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸4傳輸?shù)綌?shù)據(jù)終端5，數(shù)據(jù)終端5將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，顯示、存儲(chǔ)及其它功能。
[0015]如圖2所示，油樣預(yù)處理部分1、取樣部分2包括:油樣除泡模塊6、溫度傳感器I7、三通閥I 8、油樣降溫模塊9、三通10、單向閥11、微型磁力齒輪油泵12、溫度傳感器II13、三通閥II 14、傳感采集部分15、三通閥III 16。油樣首先經(jīng)過油樣除泡模塊6，流經(jīng)溫度傳感器I 7，通過溫度控制條件選擇性經(jīng)過油樣降溫模塊9或者三通10、自油樣降溫模塊9或者三通10流出的油樣經(jīng)過傳感器采集部分15中的壓力信號(hào)判斷選擇性進(jìn)入單向閥11或者微型磁力齒輪油泵12，流出的油樣經(jīng)過溫度傳感器II 13進(jìn)行判斷后流經(jīng)傳感采集部分15或者三通閥III 16完成整個(gè)監(jiān)測(cè)過程。其中三通閥I 8、三通閥II 14、由數(shù)據(jù)采集控制部分3統(tǒng)一按照設(shè)置進(jìn)行控制。三通閥III 16由數(shù)據(jù)終端5控制，完成離線取樣動(dòng)作。其作用是由于大功率柴油機(jī)在作業(yè)過程中油溫會(huì)超出傳感器的測(cè)量范圍，要根據(jù)實(shí)時(shí)的油溫進(jìn)行有選擇性的進(jìn)行取樣，可以更合理的保證傳感器的使用。同時(shí)油品的檢測(cè)過程會(huì)有壓力傳感的介入，用以測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)的壓力，以判斷系統(tǒng)是否需要微型磁力齒輪油泵12的壓力補(bǔ)償介入，可以更好的保證本實(shí)用新型的實(shí)用性和可靠性。
[0016]圖3中所示為本實(shí)用新型信號(hào)采集控制部分控制原理示意圖。數(shù)據(jù)采集控制部分3中的傳感器包括:溫度傳感器I 7、溫度傳感器II 13、油品品質(zhì)傳感器17、壓力傳感器22、激光顆粒傳感器19、電導(dǎo)率傳感器20、鐵磁傳感器21、水分傳感器18 ;其中油品品質(zhì)傳感器17、壓力傳感器22、激光顆粒傳感器19、電導(dǎo)率傳感器20、鐵磁傳感器21、水分傳感器18依次連接，溫度傳感器I 7、溫度傳感器II 13主要對(duì)三通閥18、三通閥1114進(jìn)行控制提供判斷依據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸4由RS323轉(zhuǎn)LAN 口組成，主要作用是在數(shù)據(jù)采集控制部分3與數(shù)據(jù)終端5之間起雙向數(shù)據(jù)傳導(dǎo)作用。
[0017]數(shù)據(jù)采集控制部分3中功能部分由CPU、RS232串接口、RS485接口、CAN總線接口、模擬量接口、1控制輸出組成。其中運(yùn)算部分CPU主要執(zhí)行以下三個(gè)功能:其一，接收待檢油樣信息，并根據(jù)設(shè)定的溫度范圍向1輸出模塊發(fā)出指令，對(duì)微型磁力齒輪油泵12和三通閥I 8、三通閥II 14進(jìn)行控制；其二，完成傳感器的測(cè)得數(shù)據(jù)的接收、運(yùn)算、存儲(chǔ)、發(fā)送，由于每個(gè)傳感器的通訊協(xié)議不同，需要按照每個(gè)傳感器的既定協(xié)議進(jìn)行解析和比照；其三，將采集到的數(shù)據(jù)以RS232接口為載體向數(shù)據(jù)傳輸4發(fā)送。
[0018]各個(gè)傳感器輸出參數(shù)如下；油品品質(zhì)傳感器17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)，水分傳感器18為微水傳感器，輸出為絕對(duì)含水量，量程0-500ppm。壓力傳感器14對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以kpa為單位，最小精度為50kpa，系統(tǒng)的工作壓力范圍為0.7mpa，在設(shè)定的工作壓力值域內(nèi)如果測(cè)得壓力低于設(shè)定范圍，控制模塊將根據(jù)信息啟動(dòng)微型磁力齒輪油泵12。激光顆粒度傳感器19采集值分別為4um、6um、14um、21um粒徑顆粒數(shù)目及相對(duì)應(yīng)的IS04406污染等級(jí)；電導(dǎo)率傳感器20采集油液中導(dǎo)電性能，油液的酸值發(fā)生變化時(shí)，會(huì)對(duì)導(dǎo)電性造成影響，通過該特性對(duì)油品的酸值給予判別。鐵磁傳感器21輸出參數(shù)為> 40um磁性和非磁性磨損顆粒濃度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:油樣預(yù)處理部分(1)、取樣部分(2)、數(shù)據(jù)采集控制部分(3)、數(shù)據(jù)傳輸(4)、數(shù)據(jù)終端(5);其特征在于:數(shù)據(jù)采集控制部分(3)分別與油樣預(yù)處理部分(1)、取樣部分(2)、數(shù)據(jù)傳輸(4)連通，數(shù)據(jù)傳輸(4)與數(shù)據(jù)終端(5)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:油樣預(yù)處理部分(I)包括:油樣除泡模塊(6)、三通閥I (8)、油樣降溫模塊(9);取樣部分(2)包括:微型磁力齒輪油泵(12)、單向閥(11)、三通閥II (14)、三通閥III (16);油樣除泡模塊(6)和監(jiān)測(cè)對(duì)象直接連接，三通閥I (8)分別和油樣除泡模塊(6)和油樣降溫模塊(9)連通；油樣降溫模塊(9)、三通(10)分別連通單向閥(11)、微型磁力齒輪油泵(12);單向閥(11)通過與溫度傳感器II (13)與三通閥II (14)連通，三通閥II (14)分別與傳感采集部分(15)和三通閥III (16)連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)采集控制部分(3)包括:溫度傳感器I (7)、溫度傳感器II (13)、油品品質(zhì)傳感器(17)、壓力傳感器(22)、激光顆粒傳感器(19)、電導(dǎo)率傳感器(20)、鐵磁傳感器(21)與水分傳感器(18);其中油品品質(zhì)傳感器傳感器(17)、壓力傳感器(22)、激光顆粒傳感器(19)、電導(dǎo)率傳感器(20 )、鐵磁傳感器(21)與水分傳感器(18 )連通。
【專利摘要】一種在用大功率柴油機(jī)潤滑狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：油樣預(yù)處理部分、取樣部分、數(shù)據(jù)采集控制部分、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)終端；數(shù)據(jù)采集控制部分分別與油樣預(yù)處理部分、取樣部分、數(shù)據(jù)傳輸連通，數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)終端連通。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)大功率柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。采集系統(tǒng)在對(duì)油液系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)采用閉路循環(huán)，采集萬油樣的相關(guān)參數(shù)后重新返回油箱，在整個(gè)監(jiān)測(cè)過程中對(duì)油品不進(jìn)行任何破壞性檢測(cè)；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?。采用的工業(yè)單板機(jī)穩(wěn)定性適合全天候使用要求，能夠?qū)鞲衅鲾?shù)據(jù)穩(wěn)定采集并保存在硬盤中。數(shù)據(jù)終端能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)顯示分析，以便于摩擦故障的相關(guān)分析。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號(hào)】CN204694293
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520422733
【發(fā)明人】張欣, 宋寶寶
【申請(qǐng)人】洛陽大工檢測(cè)技術(shù)有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月18日