一种可自吸的便携式油液检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于检测【技术领域】,利用基于嵌入式硬件平台的油液检测技术进行研发,涉及一种可自吸的便携式油液检测装置及检测方法,本实用新型由微处理器模块、供电模块、电机泵控制模块、通信模块、传感器采集模块、显示模块、存储模块、键盘输入模块和其他外接设备组成。本实用新型能通过其内置的电机泵将一定量的取样油液采用自吸式方法吸入所开发的便携式油液检测装置中,并能实时控制油液的流速快慢;利用前端传感器就可以检测到油液中的铁屑颗粒数、粘度、水分含量、密度和介电常数等参数信息,还可根据客户需求选择金属颗粒传感器、水分传感器、粘度传感器和密度传感器的不同安装组合来采集所需的不同油液参数。
【专利说明】一种可自吸的便携式油液检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于检测【技术领域】,涉及一种可自吸的便携式油液检测装置。
【背景技术】
[0002]当轴承或齿轮开始工作,由于机械摩擦或者材料疲劳会产生金属颗粒脱落进入到润滑油中,传统的检测设备很难准确检测这些颗粒物,而磨损的金属颗粒污染物却会造成工作系统的可靠性不断下降,降低运行效率,进而大大缩短设备寿命。同时,经常由于润滑系统密封状况不好,导致油液中水分含量偏高,容易与油品起反应,形成酸、胶质,使得油液润滑性变差,腐蚀运转部件,加剧磨损。油液的理化性能指标如粘度、密度直接反映了油液品质的好坏,而油液品质恰恰是影响机械设备使用寿命的重要因素。
[0003]为了诊断机械传动设备的磨损及使用情况,在大多制造工业企业使用的需要润滑油润滑的大型机械传动设备中,油液检测得到了广泛关注。目前,油液检测设备主要以大型离线式测试仪器为主,它精度高,但是操作复杂,体积庞大,价格昂贵,产品功能单一,在国内市场上并未取得较大的份额。近年来发展起来的便携式油液检测装置提供了一种新型的油液检测方法,装置普遍体积小,携带方便且操作简单,可放在实验室和工作现场使用。现阶段市场上还没有用于检测金属颗粒的便携式仪器,另外,对于油液检测装置的核心部件电控单元的研宄也还处于原型数据开发阶段,尚未开发出完整的电控系统。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提出一种可靠性高、经济性好、油液指标检测全面稳定的可自吸的便携式油液检测装置及检测方法。
[0005]本实用新型的技术解决方案是:可自吸的便携式油液检测装置由微处理器模块
1、供电模块2、电机泵控制模块3、通信模块4、传感器采集模块5、显示模块6、存储模块7、键盘输入模块8和其他外接设备9组成,其中:
[0006]所述的微处理器模块I采用单片机作为主控芯片U1,是整个可自吸的便携式油液检测装置的核心控制单元。外围设计有时钟电路、复位电路、继电器控制电路、PWM驱动电路、电源保护电路、电源转换电路、AD采集电路、串口通信电路、CAN通信电路、矩阵键盘电路和LED指示灯电路。微处理器模块I通过引脚VDDX、VSSX分别与供电模块2中的电源转换电路的5V电源和地GND连接;微处理器模块I通过引脚EXTAL和XTAL与时钟电路连接;微处理器模块(I)通过引脚RESET与复位电路连接;微处理器模块I通过A/D接口、串口和CAN接口分别与通信模块4的AD采集电路4-1、串口通信电路4_2和CAN通信电路4_3连接,其中A/D接口接收水分传感器5-1采集的油液水分含量数据,串口接收金属颗粒传感器5-2采集的铁肩颗粒数据、用户通过触摸液晶屏6-1发送操作指令,CAN接口接收粘度传感器5-3采集的油液粘度数据、密度传感器采集的油液密度、温度和介电常数数据;微处理器模块I通过PWM接口与电机泵控制模块3的PWM驱动电路连接;微处理器模块I通过I/O数字接口分别与电机泵控制模块3的继电器控制电路、键盘输入模块8的键盘电路、存储模块7的USB存储7-1和SD卡存储7-2以及显示模块6的LED指示灯电路连接;
[0007]所述的供电模块2包括5V直流电源、电源保护电路和电源转换电路,为微处理器模块1、电机泵控制模块3、通信模块4、传感器采集模块5、显示模块6、存储模块7、键盘输入模块8和其他外接设备9供电;
[0008]所述的电机泵控制模块3包括电机泵、继电器控制电路和PWM驱动电路,其中,继电器控制电路与电机泵连接控制电机泵电源的通断,为电机泵供电,保证电机泵的正常运转,从而实现自动吸入检测油液;PWM驱动电路与电机泵连接,通过PWM控制电路进行脉宽调制来调节电机泵的转速,以控制吸油的速度;
[0009]所述的通信模块4包括AD采集电路4-1、串口通信电路4_2和CAN通信电路4_3,其中,传感器采集模块5的水分传感器5-1与AD采集电路连接,传感器采集模块5的金属颗粒传感器5-2、显示模块6的触摸液晶屏6-1和外接设备9分别与串口通信电路4-2连接,传感器采集模块5的粘度传感器5-3和密度传感器5-4分别与CAN通信电路4_3连接;
[0010]所述的传感器采集模块5包括水分传感器5-1、金属颗粒传感器5-2、粘度传感器5-3和密度传感器5-4 ;
[0011 ] 所述的显示模块6包括触摸液晶屏6-1和LED指示灯电路6_2 ;
[0012]所述的存储模块7包括USB存储7-1和SD卡存储7_2 ;
[0013]所述的键盘输入模块8包括键盘电路和矩阵键盘,其中,键盘电路与矩阵键盘连接通过操作按钮矩阵键盘就可以控制可自吸的便携式油液检测装置的工作状态以及进行参数值的设置;
[0014]所述的继电器控制电路,电阻R12的一端与主控芯片U i连接,电阻R 12的另一端连接光耦0?4的I脚,光耦OP 4的2脚连接数字地GND,光耦OP 4的3脚连接模拟地SGND,光耦0卩4的4脚连接电阻R13和R 14的一端,电阻R13的另一端连接VDD+5V,电阻R 14的另一端连接PNP型三极管862的基极,三极管BG 2的发射极连接VDD+5V电源,三极管BG2的集电极连接型号为G5V-2-H1的继电器Kl的I脚,继电器Kl的16脚连接模拟地SGND,继电器Kl的I脚和16脚之间串联一个二极管D2, 二极管02的正极接继电器Kl的16脚,二极管D 2的负极连接继电器Kl的I脚,继电器Kl的13脚和9脚分别为Switchl和Switch2,Switchl和Switch2分别与24V直流电源的正极和电机泵电源线正极连接,所述的继电器控制电路是一个通过程序控制的开关电路,Switchl和Switch2即为开关的外设接口,可以通过操作矩阵键盘和触摸液晶屏6-1来控制电机泵的工作状态;
[0015]所述的PWM控制电路,电阻R1的一端与主控芯片U1连接,R1另一端连接型号为TLP285的光耦芯片(^的I脚,光耦芯片OP 2脚接地GND,光耦OP 4脚连接VDD+5V,光耦芯片(^的3脚连接电阻R 6的一端,电阻R 6的另一端接地GND。光耦芯片OP 3脚输出的+5V的PWM脉冲,连接电机泵的转速信号线,通过改变主控芯片U1输出的PWM脉宽,来控制光耦OP13脚输出的平均电压值,达到控制电机泵转速的作用;
[0016]所述的AD采集电路,电阻R22的一端以及电容C43的正极与主控芯片U1连接,电阻R22的另一端和电容C 43的负极接地GND,型号为BAS21S的二极管DD 2的I脚连接地GND,二极管0%的2脚连接VDD+5V,二极管DD 2的3脚与主控芯片U i连接,3脚即为水分传感器5_1的信号输入端Water_AD,其中BAS21S的二极管0%对模拟信号输入起到过压保护的作用。
[0017]所述的便携式油液检测装置的各组成模块及外围设计电路,所述的检测方法的检测指标及安装方式,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围内。
[0018]本实用新型具有的优点和有益效果,
[0019]本实用新型提供了一种油液检测装置,能通过其内置的电机泵将一定量的取样油液采用自吸式方法吸入所开发的便携式油液检测装置中,并能实时控制油液的流速快慢;利用前端传感器就可以检测到油液中的铁肩颗粒数、粘度、水分含量、密度和介电常数等参数信息,当然,还可根据客户需求选择金属颗粒传感器、水分传感器、粘度传感器和密度传感器的不同安装组合来采集所需的不同油液参数,产品功能多元化;提供USB接口和SD存储卡可以方便实时存储油液各参数的检测结果,并能在需要时及时调用历史数据;触摸液晶屏不仅具有显示油液检测结果的作用,同时,用户通过触摸液晶屏和键盘还能实现油液参数的采集方式和采集时间选择,给出指令控制;另外,外接设备如打印机可通过触摸液晶屏和键盘给出指令控制输出,扫码枪可扫描检测油液的条形码或者二维码,获得对于何种油液进行检测的油液详细信息。
[0020]本实用新型可自吸的便携式油液检测装置体积小、重量轻,不仅方便携带,而且操作简单、数据显示直观,适合在实验室或者工作现场使用。相较于大型的离线设备,造价较低,伴随着批量生产,开发成本也能相应降低,具有较高的实用价值和经济效益。通过对油液状态的及时检测,为诊断机械设备的磨损及使用情况、做出视情维护提供了有效依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的便携式油液检测装置微处理器模块控制电路图;
[0022]图2是本实用新型的便携式油液检测装置示意图;
[0023]图3是本实用新型的便携式油液检测装置继电器控制电路图;
[0024]图4是本实用新型的便携式油液检测装置PWM控制电路图;
[0025]图5是本实用新型的便携式油液检测装置AD采集电路图;
[0026]图6是本实用新型的便携式油液检测装置电路连接实例图。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型一种可自吸的便携式油液检测装置及检测方法,其特征在于,将适量的取样油液通过电机泵抽入装置内,流经各油液检测传感器从而采集到油液的铁肩颗粒数、水分含量以及油液粘度、介电常数和密度等信息,然后将这些数据进行换算处理,存入SD卡等外接存储设备中,利用触摸液晶屏显示或者打印机打印的方式输出,方便用户查看和分析,为润滑油的换油管理及机械传动设备的维护方式提供诊断依据。
[0028]下面结合附图对本实用新型的技术解决方案作进一步详细说明:
[0029]参照附图1?6,本实用新型所述的油液检测装置是由微处理器模块1、供电模块
2、电机泵控制模块3、通信模块4、传感器采集模块5、显示模块6、存储模块7、键盘输入模块8和其他外接设备9组成的。其中:
[0030]所述的微处理器模块I采用型号为MC9S12XDP512的单片机,外围设计有时钟电路、复位电路、继电器控制电路、PWM控制电路、电源保护电路、电源转换电路、I路AD采集电路、4路串口通信电路、2路CAN通信电路、矩阵键盘电路和LED指示灯电路。所述的微处理器模块I通过VDDX、VSSX与供电模块2的5V电源和地GND连接;通过EXTAL和XTAL与时钟电路连接;通过RESET与复位电路连接;通过PADOO、PADO1、PAD02、PAD03与AD采集电路4-1连接,形成4路AD采集端口,其中I路连接水分传感5-1采集数据,其他3路备用;通过TXD0、RXD0、TXD1、RXD1、TXD2、RXD2、TXD3、RXD3与串口通信电路4_2连接,分别接收金属颗粒传感器5-2采集的铁肩颗粒数据、用户通过触摸液晶屏6-1发送操作指令;通过TXD4、RXD4与USB存储设备连接;通过PBl、PB2、PB3、PB4分别连接LED指示灯电路检测微处理器Ul的通电工作状态;通过PS4、PS5、PS6、PS7与SD存储卡连接;通过PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6、PA7 口连接键盘电路组成矩阵键盘接口,外接3X4矩阵键盘,通过操作矩阵键盘可以控制整个油液检测装置的工作状态以及参数设置,还可以提高便携式装置的使用效率;通过TXCANO、RXCANO, TXCANl、RXCANl与CAN通信电路4_3连接,分别接收粘度传感器5-3采集的油液粘度数据、密度传感器5-4采集的油液密度、温度和介电常数数据;通过PWMO, PWMU PWM2与PWM控制电路连接,形成3路PWM输出接口,其中一路PWM接口连接电机泵的转速信号线,通过调制PWM脉宽来控制电机的转速,其余两路PWM输出接口备用;通过PK4连接继电器控制电路形成一个开关电路,其两个输出端Switchl和Switch2串联在电机泵电源线的正极或者负极,用于控制电机电源的通断。
[0031]本实用新型所述的【具体实施方式】并不用以限制本实用新型,只是本实用新型的一个较优实用案例,凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种可自吸的便携式油液检测装置,其特征是,可自吸的便携式油液检测装置由微处理器模块(1)、供电模块(2)、电机泵控制模块(3)、通信模块(4)、传感器采集模块(5)、显示模块出)、存储模块(7)、键盘输入模块(8)和其他外接设备(9)组成,其中: 所述的微处理器模块(1)采用单片机作为主控芯片仍,外围设计有时钟电路、复位电路、继电器控制电路、?丽驱动电路、电源保护电路、电源转换电路、八0采集电路、串口通信电路、0^通信电路、矩阵键盘电路和[£0指示灯电路,微处理器模块(1)通过引脚700父、分别与供电模块(2)中的电源转换电路的讯电源和地连接;微处理器模块(1)通过引脚2X1从和XI从与时钟电路连接;微处理器模块(1)通过引脚即321与复位电路连接;微处理器模块⑴通过4/0接口、串口和0^接口分别与通信模块⑷的仙采集电路(4-1^串口通信电路(4-2)和0^通信电路(4-3)连接;微处理器模块⑴通过?丽接口与电机泵控制模块(3)的?丽驱动电路连接;微处理器模块(1)通过1/0数字接口分别与电机泵控制模块(3)的继电器控制电路、键盘输入模块(8)的键盘电路、存储模块(7)的^88存储(7-1)和30卡存储(7-2)以及显示模块¢)的120指示灯电路连接; 所述的供电模块⑵包括讯直流电源、电源保护电路和电源转换电路; 所述的电机泵控制模块⑶包括电机泵、继电器控制电路和?丽驱动电路,其中,继电器控制电路、?丽驱动电路分别与电机泵连接; 所述的通信模块⑷包括仙采集电路(4-1)、串口通信电路(4-2)和0^通信电路(4-3),其中,传感器采集模块(5)的水分传感器(5-1)与仙采集电路连接,传感器采集模块⑶的金属颗粒传感器(5-2^显示模块(6)的触摸液晶屏(6-1)和外接设备(9)分别与串口通信电路(4-2)连接,传感器采集模块(5)的粘度传感器(5-3)和密度传感器(5-4)分别与0^通信电路(4-3)连接; 所述的传感器采集模块(5)包括水分传感器(5-1^金属颗粒传感器(5-2^粘度传感器(5-3)和密度传感器(5-4); 所述的显示模块(6)包括触摸液晶屏(6-1)和120指示灯电路¢-2); 所述的存储模块⑵包括…8存储(7-1)和30卡存储(7-2); 所述的键盘输入模块(8)包括键盘电路和矩阵键盘,其中,键盘电路与矩阵键盘连接。
2.根据权利要求1所述的一种可自吸的便携式油液检测装置,其特征是,所述的继电器控制电路,电阻‘的一端与主控芯片V工连接,电阻I? 12的另一端连接光耦0? 4的1脚,光耦0?4的2脚连接数字地(^冊,光耦0?4的3脚连接模拟地3(^0,光耦0? 4的4脚连接电阻尺13和I? 14的一端,电阻I? 13的另一端连接乂00十5乂,电阻I? 14的另一端连接?册型三极管86 2的基极,三极管8?的发射极连接700+57电源,三极管8(} 2的集电极连接型号为¢57-2-111的继电器XI的1脚,继电器1(1的16脚连接模拟地3(^0,继电器1(1的1脚和16脚之间串联一个二极管02,二极管02的正极接继电器1(1的16脚,二极管0 2的负极连接继电器1(1的1脚,继电器1(1的13脚和9脚分别为8^1^0111和和8^1^0^2分别与24乂直流电源的正极和电机泵电源线正极连接。
3.根据权利要求1所述的一种可自吸的便携式油液检测装置,其特征是,所述的?丽驱动电路,电阻%的一端与主控芯片1连接,1另一端连接型号为几?285的光耦芯片0?;勺1脚,光耦芯片0?工的2脚接地⑶0,光耦0?工的4脚连接700+57,光耦芯片0?工的3脚连接电阻%的一端,电阻I? 6的另一端接地⑶0,光耦芯片0?工的3脚输出的+57的?丽脉冲,连接电机泵的转速信号线。
4.根据权利要求1所述的一种可自吸的便携式油液检测装置,其特征是,所述的仙采集电路,电阻民2的一端以及电容43的正极与主控芯片V工连接,电阻I? 22的另一端和电容〇43的负极接地咖0,型号为8…213的二极管00 2的1脚连接地咖0,二极管00 2的2脚连接700+57,二极管002的3脚与主控芯片V工连接,3脚即为水分传感器(5-1)的信号输入端评已1:61~—八0。
【文档编号】G01N33/30GK204255948SQ201420546683
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】刘成材, 郭宏志, 赵一超, 张敏, 冀苗苗 申请人:中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所, 中航高科智能测控有限公司, 北京瑞赛长城航空测控技术有限公司