用于监测切割机油液品质的系统的制作方法

本发明涉及油液监测技术，具体是用于监测切割机油液品质的系统。

背景技术：

在加工生产家具的过程中常常应用到切割机，为了保证切割机运行顺畅，切割机中常常采用润滑油作为发动机的润滑介质，用于减少部件之间表面磨损而导致部件疲劳，润滑油品质的高低将直接决定发动机的使用寿命，故须实时对润滑油油品质量进行监测。而传统的发动机油品质量传感器是通过测量机油的介电常数或电导率来反映其油品粘度、含水量及杂质等，最后评估其质量水平。但对油介质介电常数与电导率的测量需要构建电容式传感器，在监测过程中受到其他外部电磁环境条件的影响较大，容易导致测量结果不准确，而且，仅使用介电常数与电导率这样单一的参数来评估油品质量的高低也无法对油介质进行全面的分析。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于监测切割机油液品质的系统，能够直接准确的测量包括润滑油在内的液体的粘度、密度介电常数，进而实现对待测介质品质的实时监测。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：一种用于监测切割机油液品质的系统，其特征在于包括：振荡信号产生器、振荡信号驱动器、信号采集模块、信号转换模块、微处理器、电源、信号收发模块及上位机；

所述振荡信号产生器与振荡信号驱动器电连接，作为介质检测敏感元件；

所述振荡信号驱动器与微处理器电连接，用于驱动振荡信号产生器振荡；

所述信号采集模块与振荡信号产生器电连接，用于获得振荡信号产生器的振荡频率及对应的阻抗，并将其发送到信号转换模块，具体包括第一电压表、第二电压表与电流电压转换电路，所述第一电压表一端连接振荡信号驱动器和振荡信号产生器，另一端接地；所述振荡信号产生器的另一端依次经电流电压转换电路和第二电压表接地；

所述信号转换模块与信号采集模块电连接，用于将振荡信号产生器振荡频率及对应的阻抗转换为与微处理器接收信号相匹配的格式，并将其发送到微处理器；

所述微处理器用于控制振荡信号驱动器驱动振荡信号产生器振荡，同时根据接收的振荡信号产生器振荡频率及对应的阻抗计算待测介质的密度、粘度数值；

所述电源与微处理器、振荡信号驱动器、信号采集模块及信号转换模块电连接，用于给微处理器、振荡信号驱动器、信号采集模块及信号转换模块供电；

所述信号收发模块与微处理器电连接，用于输出微处理器计算获得的待测介质的密度、粘度数值；

所述上位机与信号收发模块电连接，用于显示信号收发模块输出的待测介质的密度、粘度数值。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明通过微处理器控制振荡信号驱动器驱动振荡信号产生器产生稳定的振荡，信号采集模块获得振荡频率及对应的阻抗，并将其发送到信号转换模块进行转换后输出到微处理器，微处理器计算待测介质的密度、粘度数值，从而对待测介质的品质进行判断，实现了对待测介质品质的实时监测。同时，该用于监测切割机油液品质的系统具有监测准确，灵敏度高的特点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中信号采集模块电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例：

如图1所示，用于监测切割机油液品质的系统，包括振荡信号产生器101、振荡信号驱动器102、信号采集模块103、信号转换模块104、微处理器105、信号收发模块107、上位机108及电源106。

所述振荡信号产生器101与振荡信号驱动器102电连接，固有频率为32.768khz，将其置入待测介质中，作为介质检测敏感元件。

所述振荡信号驱动器102与微处理器105电连接，具体包括：频率产生单元1023、滤波单元1022与放大单元1021。

所述频率产生单元1023与微处理器105电连接，具体包括ad9850芯片、电流电压转换电路和差分电路，其中，ad9850芯片根据微处理器105的输出信号产生两路极性互补的单极性电流信号；通过电流电压转换电路将电流信号转换为电压信号，再通过差分电路将两路互补单极性电压信号转换为双极性输出的电压信号，作为振荡信号产生器101的激励信号输出到滤波单元1022。

所述滤波单元1022与放大单元1021电连接，采用四阶贝塞尔低通滤波器。频率产生单元1023输出的激励信号波形为抽样叠加而成，含有大量的高频杂波混叠信号，经四阶贝塞尔低通滤波器滤除杂质后，获得平滑的正弦波。

所述放大单元1021与振荡信号产生器101电连接，采用同相比例放大电路。

所述信号采集模块103与振荡信号产生器101电连接，采用简化的自动平衡法测量阻抗，获得振荡信号产生器101在待测介质下的频率阻抗特性，从而获得振荡信号产生器101的振荡频率及对应的阻抗，并将其发送到信号转换模块104。

如图2所示，本实施例的信号采集模块具体包括第一电压表vx、电流电压转换电路和第二电压表vr，所述第一电压表vx一端连接振荡信号驱动器102和振荡信号产生器101，另一端接地；所述振荡信号产生器101的另一端依次经电流电压转换电路和第二电压表vr接地。其中，振荡信号驱动器102产生正弦激励信号，将激励信号施加于振荡信号产生器101上，此时，流经振荡信号产生器101的电流为ix。在运算放大器负反馈循环中，利用运算放大器的“虚拟地”分析原理可知，流入运算放大器的电流为零，这样，电流ix将直接流过电阻rr,ir＝ix,则vr＝ir×rr＝ix×rr,ix为电压vx流经被测元件dtu的电流值,则被测元件dut的阻抗值

采用上述公式计算获得振荡信号产生器101的阻抗数值，对应振荡信号产生器101的振荡频率，获得振荡信号产生器101在待测介质下的频率阻抗特性。

所述信号转换模块104与信号采集模块103电连接，包括ad637均方根芯片。振荡信号驱动器102输出的激励信号为频率信号，经振荡信号产生器101和信号采集模块103后输出信号也为正弦频率信号，与微处理器105a/d模块接收信号的格式不匹配，故将信号采集模块103输出的振荡信号产生器101振荡频率及对应的阻抗经ad637均方根芯片进行转换，转换为与微处理器105a/d模块接收信号的格式相匹配的信号，发送到微处理器105。

本实施例中振荡信号产生器101置于待测介质中，待测介质密度不同，则其表面所附介质有效质量不同，从而引起振荡信号产生器101的振荡频率不同。故振荡信号产生器101的振荡频率可以反映待测介质密度的变化。所述微处理器105根据接收的振荡信号产生器101振荡频率经内部计算获得待测介质的密度数值。

本实施例中振荡信号产生器101置于待测介质中，其阻抗特性受待测介质粘度的影响会发生一定的变化，故振荡信号产生器101的阻抗可以反映待测介质粘度的变化。所述微处理器105根据接收的振荡信号产生器101振荡频率经内部计算获得待测介质的粘度数值。

所述信号收发模块107与微处理器105电连接，采用can控制器，将微处理器105计算获得的待测介质密度、粘度数值输出到上位机108，实现微处理器105与上位机108之间的通讯。

所述上位机108与信号收发模块107电连接，采用pc机，显示信号收发模块输出的待测介质的密度、粘度数值。

所述电源106与微处理器105、振荡信号驱动器102、信号采集模块103及信号转换模块104电连接，具体包括双极型线性稳压电源106芯片lm7805和lm7905芯片，将外部±12v供电转化为±5v给微处理器105、振荡信号驱动器102、信号采集模块103及信号转换模块104供电。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。