一种液体油的质量监测系统及其监测方法

专利名称：一种液体油的质量监测系统及其监测方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种使用传感器对液体油的成分和状态进行检测的监测系统以及监测方法。
背景技术：
目前，有很多种液体油类物质质量的监测方法，这些监测方法包括对液体油类物质在高温状态下运行时间的监测、对液体油类物质介电常数的监测、对液体油类物质粘滞度的监测、对液体油类物质交流阻抗的监测等等方法。但是这些方法都有一定的局限性，比如通过对设备运行时间的监测来推断油类的品质和换油时间时，由于每个设备(如发动机、变速器、变压器、油炸食品设备等)的运行状况不一样，因此所产生的污染物质的种类和数量也会不同；又由于各种液体油(润滑油、液压油、液体油等)中添加的抗氧化剂数量、种类的不同，导致各种液体油的使用寿命也均不相同。所以只使用设备的运行时间来推断液体油的使用寿命是不科学、也不合理的。再例如对液体油类粘滞度的监测，当液体油的质量下降时，油中的某些杂质会导致油的粘滞度上升，比如制冷液的掺杂；还有些杂质会导致粘滞度的下降，比如水和燃料掺杂在润滑油中时；如果上述3种杂质同时掺杂进油中时，则很可能导致油的粘滞度没有变化，但是此时油其实已经被高度污染。综上所述，如果只是针对液体油类物质中的几个参数进行监测，还是存在测不出问题的情况，其质量还是无法得到保障。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种液体油的质量监测系统及其监测方法，通过同时监测液体油的多种物理、化学参数，而对液体油的质量作出科学有效的判定。本发明为了解决上述技术问题，公开了一种液体油的质量监测方法，其特征在于， 所述方法包括如下步骤
步骤A，对液体油进行检测以获取反映被检测液体油质量的各种物理、化学参数； 步骤B，将步骤A中获取的被检测液体油的各种物理、化学参数与标准值进行比较以判定被检测液体油的质量是否符合标准。进一步，所述步骤A进一步包括如下步骤
步骤All，通过传感器对被检测液体油进行检测，以获取被检测液体油的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数； 步骤A12，对被检测液体油进行加热以测得被检测液体油随温度变化的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。进一步，所述标准值是指符合标准的液体油的各种物理、化学参数，包括液体油的
5粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。进一步，所述步骤A进一步包括如下步骤
步骤A13，通过传感器分别对被检测液体油以及标准液体油进行检测，以获取被检测液体油以及标准液体油的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数；
步骤A14，对被检测液体油以及标准液体油进行加热以分别测得被检测液体油以及标准液体油随温度变化的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。进一步，所述标准值是指对标准液体油进行检测时所获得的标准液体油的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。进一步，所述标准液体油是指各种物理、化学参数均符合标准的样品油。进一步，所述步骤B具体为当所述被检测液体油的各种物理、化学参数与标准值相匹配时，则判定被检测液体油的质量符合标准；否则判定被检测液体油的质量不符合标准。本发明还公开了一种液体油的质量监测系统，所述系统包括
第一检测模块，用于对液体油进行检测以获取反映被检测液体油质量的各种物理、化学参数；
处理器模块，用于对第一检测模块获取的被检测液体油的各种物理、化学参数与标准值进行比较，以判定被检测液体油的质量是否符合标准。进一步，所述第一检测模块包括容纳待检测液体油的第一检测油箱、设置于第一检测油箱箱体上的吸取待检测液体油进入第一检测油箱内部的进油装置、释放第一检测油箱中已检测液体油的出油装置和释放第一检测油箱内气体的排气装置、以及设置于第一检测油箱内部的对待检测液体油进行加热的第一加热部件和对待检测液体油进行直接检测的第一传感器装置。进一步，所述检测模块还包括与进油装置相连接的导油管，所述待检测液体油经过导油管进入第一检测油箱内，在所述导油管内壁设置有对待检测液体油进行直接检测的
第二传感器装置。进一步，所述系统还包括用于对各种物理、化学参数均符合标准的样品油进行检测以获取样品油中各种物理、化学参数标准值的第二检测模块。进一步，所述第二检测模块包括容纳样品油的第二检测油箱、设置于第二检测油箱内部的对样品油进行加热的第二加热部件和对样品油进行直接检测的第三传感器装置， 所述第二检测油箱与所述第三传感器分别与所述处理器模块相连接。进一步，所述第一传感器装置、第二传感器装置和第三传感器装置分别包括颜色传感器、碱传感器、酸传感器、粘滞度传感器、介电常数传感器、介质损耗因数传感器、交直流阻抗传感器、腐蚀性硫传感器、透明度传感器、颗粒传感器、水分传感器、温度传感器和化学成分吸附传感器。
进一步，所述酸传感器是一种电阻式传感器、电容式传感器或者是振荡器式传感器，所述电阻式传感器的电阻阻体、所述电容式传感器的电极以及所述振荡器式传感器的电极为一种易被酸和水侵蚀的敏感材料制成。
进一步，所述碱传感器是一种电阻式传感器、电容式传感器或者是振荡器式传感器，所述电阻式传感器的电阻阻体、所述电容式传感器的电极以及所述振荡器式传感器的电极为一种易被碱反应的敏感材料制成。
进一步，所述腐蚀性硫传感器是一种电阻式传感器、电容式传感器或者是振荡器式传感器，所述电阻式传感器的电阻阻体、所述电容式传感器的电极以及所述振荡器式传感器的电极为一种易被腐蚀性硫反应的敏感材料制成。
进一步，所述振荡器式传感器为LC (电感和电容)振荡器式传感器、RC (电阻和电容)振荡器式传感器、RLC (电阻，电感，电容)振荡器式传感器或者是由等效RLC的电路构成的压电晶体振荡器、磁致伸缩振荡器或电致伸缩振荡器。
进一步，所述进油装置由设置于第一检测油箱箱体上的进油管、进油管阀门和进油吸取部件组成，由所述处理器模块控制进油管阀门的打开或关闭，由进油吸取部件通过进油管吸取待检测液体油进入第一检测油箱。
进一步，所述排气装置由设置于第一检测油箱箱体上的排气管、排气管阀门、对第一检测油箱内压力进行检测的压力检测部件和确定第一检测油箱内液体油的液面位置的液面位置检测部件组成，由所述处理器模块根据压力检测部件以及液面位置检测部件的检测参数控制排气管阀门的打开或关闭。
进一步，所述出油装置由设置于第一检测油箱箱体上的出油管、出油管阀门和排油部件组成，由所述处理器模块控制出油管阀门的打开或关闭，由排油部件通过出油管释放第一检测油箱中已检测的液体油。
进一步，所述系统还包括与处理器模块相连接的控制中心，所述处理器模块通过有线或无线方式传输数据至控制中心。
进一步，所述控制中心包括用于向处理器模块发送控制信号的输入装置以及用于显示处理器模块运行信息的显示装置。
采用上述本发明技术方案的有益效果是本发明的液体油的质量监测系统及其监测方法，通过同时监测液体油的多种物理、化学参数，而对液体油的质量作出科学有效的判定。比如在监测发动机的润滑油时，可以根据润滑油的各项质量标准以及监测参数，对更换润滑油的时机给出科学合理的建议，不仅可以提高发动机的寿命，同时还能够减少燃料的消耗和污染，另外也避免了不必要的更换，提高了润滑油的使用寿命，减少了废弃油的数量，从而也减少了废弃油的污染。其对于变速器油、变压器液体油、液压油质量的监测也具有同样的意义，因此，本发明的液体油的质量监测系统及其监测方法具有非常重要的意义。


图1为本发明实施例中系统实施方式一的逻辑结构框图； 图2为本发明实施例中系统实施方式二的逻辑结构框图；图3为本发明实施例中第一检测模块实施方式一的内部结构图； 图4为本发明实施例中第一检测模块实施方式二的内部结构图； 图5为本发明实施例中第二检测模块的内部结构图； 图6为本发明实施例中液体油的质量监测方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明一实施例提供了一种液体油的质量监测系统，图1为本发明实施例中系统实施方式一的逻辑结构框图，如图1所示，所述系统包括第一检测模块101，用于对液体油进行检测以获取反映被检测液体油质量的各种物理、 化学参数；处理器模块102，用于对第一检测模块101获取的被检测液体油的各种物理、化学参数与标准值进行比较，以判定被检测液体油的质量是否符合标准。
在该实施方式中，所述系统还可以包括控制中心103，所述处理器模块102通过有线或无线方式传输检测参数至控制中心103。本实施例中，所述控制中心103可以是远程的物联网中心或服务中心，也可以是本地的控制系统。处理器模块102中获取的各种检测参数可以通过以太网通信接口和串行通信接口传输至控制中心103，而所控制中心103可以是远程的物联网中心或服务中心，也可以是本地的控制系统。所述控制中心103进一步包括用于向处理器模块102发送控制信号的输入装置如鼠标、键盘等，以及用于显示处理器模块运行信息的显示装置如显示器等。
在本发明的一个优选实施方式中，所述监测系统还可以包括用于减少监测误差的第二检测模块201。如图2所示，所述第二检测模块201与第一检测模块101并行对不同的液体油进行检测，所述第一检测模块101检测的液体油为待检测的各种液体油如发动机润滑油、变速器油、液压油、变压器液体油或油炸设备的食用油等；但是由于各种液体油料的配置比例不同，各种检测传感器起始的系数不同，因此通过第二检测模块201用以减少这些条件所造成的误差，采用第二检测模块201对各种物理、化学参数均符合标准的标准样品油进行检测，所述的各种物理、化学参数包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、 酸度、碱度、极性分子的浓度参数，用以对第一检测模块101的检测参数进行补偿。
为了方便本领域技术人员更好的理解本发明的原理，以下通过具体的实施方式描述本发明系统各模块的内部结构，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围图3为本发明实施例中第一检测模块实施方式一的内部结构图，如图3所示 在本发明实施例中，所述系统的第一检测模块101包括容纳待检测液体油的第一检测油箱301、设置于第一检测油箱301箱体上的吸取待检测液体油进入第一检测油箱内部的进油装置、释放第一检测油箱中已检测液体油的出油装置和释放第一检测油箱内气体的排气装置、以及设置于第一检测油箱内部的对待检测液体油进行加热的第一加热部件和对待检测液体油进行直接检测的第一传感器装置。该实施方式中，所述第一检测油箱301采用金属屏蔽外壳315制成，以避免在对液体油进行检测时受到外界污染而影响液体油的检测结果；所述排气装置能够避免第一检测油箱301在吸取设备油箱内的待检测液体油时第一检测油箱301内的空气回流到设备油箱中，使得空气中的氧化气体进入设备油箱，导致设备油箱内的液体油出现氧化变质现象。本实施方式中，可以将第一检测油箱301的上表面设计为倾斜状，而排气装置设置于第一检测油箱301倾斜面的最高点处，该设计有利于在将液体油导入第一检测油箱301的过程中更好的排出气体。在具体实施时，所述进油装置由设置于第一检测油箱301箱体上的进油管302、进油管阀门303和进油吸取部件304组成，由所述处理器模块102控制进油管阀门303的打开或关闭，由进油吸取部件304通过进油管302吸取待检测液体油进入第一检测油箱301。 其中，所述进油吸取部件304可以采用泵或其他功能相同的能够将各种设备油箱中的液体油抽取至第一检测油箱301内的装置。所述排气装置包括设置于第一检测油箱301箱体上的排气管305、排气管阀门 306、对检测油箱内压力进行检测的压力检测部件316和确定待检测液体油的液面位置的液面位置检测部件307，由所述处理器模块102根据压力检测部件316以及液面位置检测部件307的检测参数控制排气管阀门306的打开或关闭。当进油装置抽取待检测液体油进入第一检测油箱301时，同时启动排气装置释放第一检测油箱301内的气体，当待检测液体油的液面位置达到液面位置检测部件307的门限值时，液面位置检测部件307将该信号发送至处理器模块102，由处理器模块102控制进油管阀门303关闭，进油吸取部件304停止工作；同时处理器模块102控制排气管阀门306关闭，启动第一传感器装置312对第一检测油箱301内的待检测液体油进行检测；当压力检测部件316感应到第一检测油箱301内的压力达到门限值时，压力检测部件316将该信号发送至处理器模块102，由处理器模块102控制排气管阀门306打开，以释放第一检测油箱301内的压力。本实施例中，所述液面位置检测部件307可以是液面位置检测传感器，所述压力检测部件316可以是压力检测传感器。当然，本实施例中所述的排气装置也可以通过真空泵来实现，其目的都是将第一检测油箱301 内部的气体排出到外面，从而避免液体油在检测过程中受到气体的侵蚀或在检测过程中气体回流至设备油箱而导致液体油氧化变质等现象。上述实施例中，所述第一传感器装置312所检测的液体油的各种物理、化学参数包括液体油的抗氧化剂、粘滞度、粘滞度随温度的变化曲线，密度、密度随温度的变化曲线， 导热率、导热率随温度变化的曲线，颜色、光学吸收光谱，介电常数、介电常数随温度变化的曲线，水分，不同频率的交流/直流阻抗系数、不同频率的交流(包括直流)阻抗随温度的变化曲线，温度，颗粒度，酸度，腐蚀度的温度变化率，极性分子的浓度等参数。其中，第一传感器装置312包括颜色传感器、碱传感器、酸传感器、粘滞度传感器、介电常数传感器、介质损耗因数传感器、交直流阻抗传感器、腐蚀性硫传感器、透明度传感器、颗粒传感器、水分传感器、温度传感器和化学成分吸附传感器。在该实施方式中，所述检测过程分为两步实现首先，处理器模块102启动第一传感器装置312对第一检测油箱301内的待检测液体油进行检测，以获得液体油的抗氧化剂含量、粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分、不同频率的交流(包括直流)阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、极性分子的浓度等参数；然后处理器模块102 启动第一加热部件311对第一检测油箱301内的待检测液体油进行加热，由第一传感器装置312对加热的待检测液体油继续检测，以获得液体油的上述各种检测参数随温度的变化曲线。在上述检测过程中，所述第一传感器装置312检测的各种参数都由处理器模块 102进行监控处理，控制中心103根据处理器模块102获取的各种监测参数而确定是否要更换设备的液体油。当经过上述检测后，反应被检测液体油的各种物理、化学参数符合标准时，所述处理器模块102则启动出油装置将已检测的设备液体油导入设备油箱中继续使用，其中，所述出油装置由设置于第一检测油箱301箱体上的出油管308、出油管阀门309和排油部件310组成，由所述处理器模块102控制出油管阀门309的打开或关闭，由排油部件 310通过出油管308释放第一检测油箱301中已检测的液体油。在本发明实施例中，所述处理器模块102可以采用FPGA、DSP、ARM、ASIC，或者其他具有相同功能的微处理器芯片和随机存储器RAM实现，所述FPGA、DSP、ARM、ASIC以及具有相同功能的微处理器芯片具有以太网通信接口和串行通信接口。其中，所述串行通信接口可以是RS485串行通信接口、RS232串行通信接口或USB接口等。处理器模块102中获取的各种检测参数可以通过以太网传输至远程的物联网中心或服务中心，也可以通过RS485串行通信接口、RS232串行通信接口或USB接口传输至本地的控制系统。图4为本发明实施例中第一检测模块实施方式二的内部结构图，如图4所示 该实施方式中，所述第一检测模块101除了包括上述实施方式一的所有元器件外，其
与实施方式一的不同之处在于，所述系统的第一检测模块101中还包括与进油装置相连接的导油管314，所述待检测液体油经过导油管314进入第一检测油箱301内，在所述导油管 314内壁设置有对待检测液体油进行直接检测的第二传感器装置313，该实施方式中，使用导油管314的目的是为了增加待检测液体油中各种杂质成分接触第二传感器装置313表面的机会，从而获取更高的检测精度。在该实施方式中，所述第二传感器装置313包括颜色传感器、碱传感感、酸传感器、粘滞度传感器、介电常数传感器、介质损耗因数传感器、交直流阻抗传感器、腐蚀性硫传感器、透明度传感器、颗粒传感器、水分传感器、温度传感器和化学成分吸附传感器。图5为本发明实施例中第二检测模块的内部结构图，如图5所示
该实施方式中，所述第二检测模块201主要用于配合第一检测模块101用于获取更精准的检测参数，所述第二检测模块201包括利用金属构造屏蔽其内部、防止内部油样分子被高压击穿的第二检测油箱401，并使用标准初始新油样充满其内部；在第二检测油箱401 内设置有对标准油样进行加热的第二加热部件402、以及检测随温度变化的标准油样的各种物理、化学参数的第三传感器装置403。在本发明实施例中，当使用第二检测模块201时， 所述的第三传感器装置403与所述第一传感器装置312或第二传感器装置313内的各传感器都应成对使用，其中一个传感器暴露在被监测的液体油中，另一个传感器暴露在第二检测模块里面相对稳定的、被静电屏蔽的第二检测油箱中，通过比较每2个一组的同类传感器数值，就能得到所监测油样质量的蜕变。第二检测模块201也可以用来减少传感器因自身飘移而产生的误差，而且还有些传感器对流动的油会产生另外的误差，第二检测模块201 的使用还可以减少传感器对流动油进行监测所造成的误差。在处理传感器数据时，第一检测油箱内的检测数据可以被单独使用作为判断液体油质量的依据，但是，更有效的方法是将第一检测油箱与第二检测油箱内的同类传感器的检测数据共同作为判断依据，当相同的位于第一检测油箱与第二检测油箱内的传感器检测的数据被用来进行数学运算时，会减少传感器由于自身的老化所引起的传感器输出参数的漂移；通过比较同类的位于第一检测油箱与第二检测油箱内的传感器的检测数据，也可以减少由于杂质附着传感器表面、温度变化、湿度变化、油的流动，以及所监测的参数在油箱内分布不均勻所造成的传感器输出参数的误差。因此可以通过补偿各种条件变化，以及传感器本身飘移所造成的不确定性，本实施方式中所述的补偿各种条件变化包括温度补偿或湿度补偿等。比如在进行温度补偿时， 需要利用温度传感器，因为即使当传感器暴露给没有变化的标准油样，由于温度的变化，电容式/电阻式传感器的数值在不同温度也会发生变化。由于一个传感器的电容值/电阻值的变化有一部份是因为温度的变化造成，有些电容值/电阻值的变化是因为酸和水的的生成引起，因此通过对温度引起的电容值/电阻值变化进行补偿，去掉因温度变化而引起的电容值/电阻值的变化，从而得到一个单纯由于酸和水的产生而造成的电容/电阻变化值， 以更可靠的反应了液体油质量状态的变化。在本发明实施例中，所述第一传感器装置和第二传感器装置以及第三传感器装置内各种传感器所针对的是液体油中的各种氧化产物，比如抗氧化剂、酸、酚、水和其他极性分子的检测。为了提高对液体油中抗氧化剂、酸、酚或水等极性分子的检测灵敏度，本发明采用在传感器上添加一些物质对液体油进行检测以获取上述检测参数，这些被添加的物质可以是遇到抗氧化剂、酸或水等极性分子后产生各种物理、化学、生化标志/标记性的有机或者无机物质，包括金属、非金属、氧化物、光敏物质、易氧化物质、亲水物质等等。这些物质遇到水或酸等极性分子后会产生物理和化学的变化，比如物理形状和体积的膨胀、表面的侵蚀、颜色的变化、介电常数的变化等等。而这些参数的变化，会导致传感器本身电压值、电流值、电感值、电阻值、电容值、频率值、颜色、光谱峰值等等的变化。因此，将这些被添加的物质加载到传感器表面或者是在传感器监测的范围内，就可以得到并检测出液体油液体成分参数的传感器，如以上提到的颜色传感器、碱传感感、酸传感器、粘滞度传感器、介电常数传感器、腐蚀度传感器、透明度传感器、颗粒传感器、湿度传感器、温度传感器和化学成分吸附传感器等。例如，国家标准是通过监测液体油中的抗氧化剂含量来确定液体油的质量，而抗氧化剂实际上又是一种碱性物质，因此采用一个碱传感器就能实现对液体油中的抗氧化剂进行监测。该实施方式中，所述碱传感器是一种电阻式传感器、电容式传感器或者是振荡器式传感器，所述电阻式传感器的电阻阻体、所述电容式传感器的电极以及所述振荡器式传感器的电极为一种易被碱反应的敏感材料如锌(Zn)或氧化铝(Al)制成。类似地，所述酸传感器也是一种电阻式传感器、电容式传感器或者是振荡器式传感器，所述电阻式传感器的电阻阻体、所述电容式传感器的电极以及所述振荡器式传感器的电极为一种易被酸和水侵蚀的敏感材料如铬(Cr)或铁(Fe)制成。同理，所述腐蚀性硫传感器是一种电阻式传感器、电容式传感器或者是振荡器式传感器，所述电阻式传感器的电阻阻体、所述电容式传感器的电极以及所述振荡器式传感器的电极为一种易被腐蚀性硫反应的敏感材料如金属银或其他类似物质制成。当腐蚀性硫出现时，与腐蚀性硫传感器上的银电极发生反应后易生成黑色物质硫化银，从而导致传感器银电极的振动频率、振幅、电阻，或者电容发生变化。腐蚀性硫也会和酸传感器反应，但是银电极的传感器只和腐蚀性硫反应，不和有机酸，比如甲酸、乙酸(HC00H、CH3C00H)。通过比较酸传感器和腐蚀性硫传感器的数据差，可以分别得出被测量液体油中的腐蚀性硫和酸的含量。另外腐蚀性硫传感器上银电极颜色的变化也可以由光学颜色传感器检测到。所述颜色传感器所监测的是液体油被紫外光线照射后，一些特定物质所发出的荧光的颜色。比如食用油中剧毒的黄曲霉素，其在紫外光线照射下会发出紫色或者绿色的荧光，本实施例中通过对荧光强度的监测可以得出黄曲霉素的含量。以上所述的振荡器式传感器为LC (电感和电容)振荡器式传感器、RC (电阻和电容)振荡器式传感器、RLC (电阻，电感，电容)振荡器式传感器或者是由等效RLC的电路构成的压电晶体振荡器、磁致伸缩振荡器或电致伸缩振荡器。由于液体油的监测灵敏度要求很高，如果仅监测液体油的介电常数变化是无法达到监测效果的，因此采用对于碱、酚、酸或水敏感的材料制成的电极形成的电容式传感器对液体油进行监测，当液体油质量变化的时候，电容式传感器不仅能够监测液体油的节点常数变化，而且由于液体油的电导率很低，微量的碱、酸、水的产生会极大提高电导率的数值， 电容器电极的氧化还会造成电容器电容数值更大的变化，因此电容式传感器从整体上提高了检测的灵敏度。与上述电容式传感器一样，所述对于碱传感器和酸传感器的表面敏感材料也可以制作成电阻，形成电阻式传感器。所述电阻式传感器可以是一系列(比如100个)微小电阻的串联，电阻串联的优势是即使液体油中产生很少的酸和水、亦或是液体油中的酸和水只和其中一个电阻发生反应或产生侵蚀，也会对整个串联电阻等效电阻值产生巨大的变化， 也就是说其中任何一个电阻值的变化，都会使得这一系列串联电阻产生反应，因此在一定程度上提高了电阻式传感器监测的灵活性。当然也可以采用电阻并联的方式实现电阻式传感器。在采用上述碱传感器和酸传感器能液体油进行检测时，当液体油中只有抗氧化剂时，酸和碱传感器都不反应；当液体油中有微量水时，如果只有碱传感器反应，说明液体油中没有酸，有抗氧化剂，此时如果碱传感器反应越快，说明液体油中抗氧化剂含量越多；当液体油中有微量水时，如果酸和碱传感器都有反应，说明液体油中有酸，没有抗氧化剂，此时如果酸和碱传感器反应越快，说明液体油中酸越多。在本发明实施例中，所述化学成分吸附传感器可以是压电晶体震荡式传感器，此压电晶体震荡式传感器的表面敏感镀膜由一种容易与液体极性分子结合吸附的敏感材料制成，当表面敏感镀膜材料吸附液体极性分子以后，此压电晶体震荡的频率值将会发生变化，可以通过压电晶体震荡的频率值对液体油质量进监测，因此在液体油监测系统中可以采用具有不同敏感镀膜的此类传感器。其中，所述容易与液体极性分子结合吸附的敏感材料为聚酰亚胺(P0LYIMIDE)、无机物质或是与带有羟基(C00H和0H)的有机液体物质发生反应的物质。当液体油中微量的含有COOH和OH的有机物质不断生成时，传感器表面敏感镀膜的材料将被酸不断地侵蚀，从而使频率值不断地上升，当水等极性分子出现时，由于传感器表面敏感物质的吸附，将导致压电晶体震荡式传感器的频率值降低。通常，具有表面敏感镀膜的压电晶体震荡式传感器包括体波器件(BAW BULK ACOUSTIC WAVE )、音叉器件(TUNNING FORK )、一端固定的杠杆器件(CANT I LEVER )、表面声波器件(SURFACE ACOUSTIC WAVE )、横切声表面波器件(SHEAR HORIZONTAL SURFACE
12ACOUSTIC WAVE)、板块声波器件(ACOUSTIC PLATE MODE)、柔性板块震动器件(FLEXUAL PLATE MODE)、横切板块声波器件(SHEAR HORIZONTAL ACOUSTIC PLATE MODE)、厚度方向横切震动器件(THICKNESS SHEAR MODE )、扭曲体震动器件(TORSIONAL MODE)、爱波器件 (LOVE WAVE)、泄漏声表面波器件(LEAKY SURFACE ACOUSTIC WAVE MODE)、虚拟声表面波器件(PSEUDO SURFACE ACOUSTIC WAVE MODE)、横切震动波器件(TRANSVERSE MODE)、表面掠波器件(SURFACE-SKIMMING MODE)、表面扭曲震动波器件(SURFACE TRANSVERSE MODE)、和各种谐振波器件(HARMONICS AND OVERTONES)。所述化学成分吸附传感器还可以是光学频谱分析传感器，所述光学频谱分析传感器包括对颜色敏感的传感器和能够显示敏感物质的光学吸收频谱曲线的传感器。通过对液体油的颜色进行监测而判定液体油的质量变化，比如良好的液体油应该是清洁而透明的液体，不得有沉淀物、机械杂质悬浮物及棉絮状物质，如果其受污染和氧化，并产生树脂和沉淀物，液体油油质就会劣化，颜色会逐渐变为浅红色，直至变为深褐色的液体；当设备有故障时，也会使液体油的颜色发生改变，一般情况下，液体油呈浅褐色时就不宜再用了 ；另外， 液体油可表现为浑浊乳状、油色发黑、发暗。当液体油浑浊乳状，表明液体油中含有水分；当液体油油色发暗，表明液体油绝缘老化；当油色发黑，甚至有焦臭味，表明设备内部有故障。所述颗粒传感器可以是光学颗粒物质传感器，其采用一种降低光学散射传感器噪音的光学黑盒子，其结构类似现在大量使用的光学散射式烟雾警报器，通过反射截面的设计使得当无杂质颗粒和气泡存在时，相互有一定角度的发光管(LED)和光电管 (PH0T0-DETECT0R)无法产生输出信号，当检测到有颗粒物存在时，则会产生输出信号，以达到对杂质和颗粒物的检测目的。本发明还提供了一种液体油的质量监测方法，图6为本发明实施例中液体油的质量监测方法流程图，所述方法包括如下步骤
步骤601，对液体油进行检测以获取反映被检测液体油质量的各种物理、化学参数； 步骤602，将步骤A中获取的被检测液体油的各种物理、化学参数与标准值进行比较以判定被检测液体油的质量是否符合标准。 在本发明实施例中，所述液体油的质量监测方法具体可以通过发下方式实现 所述方式一具体包括
通过传感器对被检测液体油进行检测，以获取被检测液体油的各种物理、化学参数；然后对被检测液体油进行加热以测得被检测液体油随温度变化的各种物理、化学参数。其中， 所述各种物理、化学参数包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。在该实施方式中，所述标准值是指符合标准的液体油的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流 /直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。当所述被检测液体油的各种物理、化学参数与标准值相匹配时，则判定被检测液体油的质量符合标准；否则判定被检测液体油的质量不符合标准。所述方式二具体包括
通过传感器分别对被检测液体油以及标准液体油进行检测，以获取被检测液体油以及标准液体油的各种物理、化学参数；对被检测液体油以及标准液体油进行加热以分别测得被检测液体油以及标准液体油随温度变化的各种物理、化学参数。其中，所述各种物理、化学参数包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。当所述被检测液体油的各种物理、化学参数与标准值相匹配时，则判定被检测液体油的质量符合标准；否则判定被检测液体油的质量不符合标准。在该实施方式中，所述标准值是指对标准液体油进行检测时所获得的标准液体油的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。其中，所述标准液体油是指各种物理、化学参数均符合标准的样品油。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以通过通用的计算装置来实现，它们可以集成在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。因此，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种液体油的质量监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤步骤A，对液体油进行检测以获取反映被检测液体油质量的各种物理、化学参数；步骤B，将步骤A中获取的被检测液体油的各种物理、化学参数与标准值进行比较以判定被检测液体油的质量是否符合标准。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括如下步骤步骤All，通过传感器对被检测液体油进行检测，以获取被检测液体油的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数；步骤A12，对被检测液体油进行加热以测得被检测液体油随温度变化的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标准值是指符合标准的液体油的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括如下步骤步骤A13，通过传感器分别对被检测液体油以及标准液体油进行检测，以获取被检测液体油以及标准液体油的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数；步骤A14，对被检测液体油以及标准液体油进行加热以分别测得被检测液体油以及标准液体油随温度变化的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述标准值是指对标准液体油进行检测时所获得的标准液体油的各种物理、化学参数，包括液体油的粘滞度、密度、导热率、颜色、 光学吸收光谱、介电常数、水分含量、不同频率的交流/直流阻抗系数、温度、颗粒度、过氧化值、酸度、碱度、极性分子的浓度参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述标准液体油是指各种物理、化学参数均符合标准的样品油。
7.根据权利要求3或6所述的方法，其牲在于，所述步骤B具体为当所述被检测液体油的各种物理、化学参数与标准值相匹配时，则判定被检测液体油的质量符合标准；否则判定被检测液体油的质量不符合标准。
8.一种液体油的质量监测系统，其特征在于，所述系统包括第一检测模块，用于对液体油进行检测以获取反映被检测液体油质量的各种物理、化学参数；处理器模块，用于对第一检测模块获取的被检测液体油的各种物理、化学参数与标准值进行比较，以判定被检测液体油的质量是否符合标准。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一检测模块包括容纳待检测液体油的第一检测油箱、设置于第一检测油箱箱体上的吸取待检测液体油进入第一检测油箱内部的进油装置、释放第一检测油箱中已检测液体油的出油装置和释放第一检测油箱内气体的排气装置、以及设置于第一检测油箱内部的对待检测液体油进行加热的第一加热部件和对待检测液体油进行直接检测的第一传感器装置。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述检测模块还包括与进油装置相连接的导油管，所述待检测液体油经过导油管进入第一检测油箱内，在所述导油管内壁设置有对待检测液体油进行直接检测的第二传感器装置。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于对各种物理、 化学参数均符合标准的样品油进行检测以获取样品油中各种物理、化学参数标准值的第二检测模块。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第二检测模块包括容纳样品油的第二检测油箱、设置于第二检测油箱内部的对样品油进行加热的第二加热部件和对样品油进行直接检测的第三传感器装置，所述第二检测油箱与所述第三传感器分别与所述处理器模块相连接。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第一传感器装置、第二传感器装置和第三传感器装置分别包括颜色传感器、碱传感器、酸传感器、粘滞度传感器、介电常数传感器、介质损耗因数传感器、交直流阻抗传感器、腐蚀性硫传感器、透明度传感器、颗粒传感器、水分传感器、温度传感器和化学成分吸附传感器。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述酸传感器是一种电阻式传感器、电容式传感器或者是振荡器式传感器，所述电阻式传感器的电阻阻体、所述电容式传感器的电极以及所述振荡器式传感器的电极为一种易被酸和水侵蚀的敏感材料制成。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述碱传感器是一种电阻式传感器、电容式传感器或者是振荡器式传感器，所述电阻式传感器的电阻阻体、所述电容式传感器的电极以及所述振荡器式传感器的电极为一种易被碱反应的敏感材料制成。
16.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述腐蚀性硫传感器是一种电阻式传感器、电容式传感器或者是振荡器式传感器，所述电阻式传感器的电阻阻体、所述电容式传感器的电极以及所述振荡器式传感器的电极为一种易被腐蚀性硫反应的敏感材料制成。
17.根据权利要求14至16任一项所述的系统，其特征在于，所述振荡器式传感器为LC (电感和电容)振荡器式传感器、RC (电阻和电容)振荡器式传感器、RLC (电阻，电感，电容) 振荡器式传感器或者是由等效RLC的电路构成的压电晶体振荡器、磁致伸缩振荡器或电致伸缩振荡器。
18.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述进油装置由设置于第一检测油箱箱体上的进油管、进油管阀门和进油吸取部件组成，由所述处理器模块控制进油管阀门的打开或关闭，由进油吸取部件通过进油管吸取待检测液体油进入第一检测油箱。
19.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述排气装置由设置于第一检测油箱箱体上的排气管、排气管阀门、对第一检测油箱内压力进行检测的压力检测部件和确定第一检测油箱内液体油的液面位置的液面位置检测部件组成，由所述处理器模块根据压力检测部件以及液面位置检测部件的检测参数控制排气管阀门的打开或关闭。
20.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述出油装置由设置于第一检测油箱箱体上的出油管、出油管阀门和排油部件组成，由所述处理器模块控制出油管阀门的打开或关闭，由排油部件通过出油管释放第一检测油箱中已检测的液体油。
21.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与处理器模块相连接的控制中心，所述处理器模块通过有线或无线方式传输数据至控制中心。
22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述控制中心包括用于向处理器模块发送控制信号的输入装置以及用于显示处理器模块运行信息的显示装置。
全文摘要
本发明涉及一种液体油的质量监测系统及其监测方法，通过同时监测液体油的多种物理、化学参数，而对液体油的质量作出科学有效的判定。比如在监测发动机的润滑油时，可以根据润滑油的各项质量标准以及监测参数，对更换润滑油的时机给出科学合理的建议，不仅可以提高发动机的寿命，同时还能够减少燃料的消耗和污染，另外也避免了不必要的更换，提高了润滑油的使用寿命，减少了废弃油的数量，从而也减少了废弃油的污染。其对于变速器油、变压器液体油、液压油质量的监测也具有同样的意义，因此，本发明的液体油的质量监测系统及其监测方法具有非常重要的意义。
文档编号G01D21/02GK102538869SQ20111043508
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年1月6日
发明者詹姆斯·刘 申请人:北京盈胜泰科技术有限公司