一种在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于大型能动设备状态监测技术领域，涉及一种大功率柴油机运转状态监测系统，尤其涉及一种在在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统。
【背景技术】
[0002]目前，随着市场竞争的加剧，每个企业都在不断的寻找压缩成本的方法。大型柴油机做为船舶配套核心动力部分，其工况要求极为严格。以往柴油机在出厂前要进行几十个小时以上的热磨合，热磨合即使用燃料进行状态磨合，燃料消耗量极大。为此不少厂家开始寻求冷磨合来降低生产成本。另外，在柴油机运转过程中，由于过热磨损等原因，造成润滑油的理化性质发生改变，如受到高温、剪切力等作用发生氧化变质等。一旦润滑油的性质发生变化，它具有的润滑、冷却、防腐、密封等效果均会减弱，大大增加故障发生率。
[0003]润滑油监测技术就是通过监测，在设备中润滑油长时间使用后所导致的添加剂流失，以及通过油品自身性质的物理化学性能指标的变化，来判断设备的润滑状态，并对相应润滑不良的故障进行有效的监测诊断方法。“监测”二字不仅表明了对润滑剂的性能进行诊断监测，同时还包括对润滑剂所携带的磨粒进行监测和识别。
在线监测的目标是为了实现连续性，保证关键设备安全平稳的运行，在线仪器的研宄是热点也是难点。“在线”的概念从传感器相对油路的关系划分，有on-line (即时的)和in-line (嵌入式的)两种，但本质上都必须包括在线取样和在线分析两个必要功能。由于柴油机的工作不断变化，工况监测连续性和周期性是必要的。通常在进行离线监测时，即使优化方法将采样间隔缩短都同样无法避免重要信息的损失。例如，柴油机润滑油液取样，并提取颗粒物后稀释样液，这样的一般方法在操作过程中很容易改变原始信息。不但工作量很大，而且最后获得的异常油样分析却较少，导致人力及其它成本极大的浪费，由此看出在线监测是十分必要的。在线监测消除了信息中转间歇的不确定性，保证取样的同时进行监测，大大减小了偶然误差，对系统误差也易排除。在线监测及相关技术在其原理方面已经涉及到机、光、电、磁、力、声等物理原理，在其制造方面综合了新材料、新工艺特别是计算机技术的新成果。在一定意义上来看，在线油液监测技术是一种工业应用高水平的体现。因此，研发一种在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统是非常必要的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于研制一种对大功率柴油机润滑油的粘度、水分、污染度、介电常数、铁磁颗粒等项实时监测的在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统。
[0005]本发明的技术方案是:一种在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统，包括:油样预处理部分、取样部分、数据采集控制部分、数据传输、数据终端；数据采集控制部分分别与油样预处理部分、取样部分、数据传输连通，数据传输与数据终端连通。
[0006]油样预处理部分、取样部分包括:油样除泡模块、温度传感器1、三通阀1、油样降温模块、三通、单向阀、微型磁力齿轮油泵、温度传感器I1、三通阀I1、传感采集部分、三通阀III ;油样除泡模块和监测对象直接连接，三通阀I分别和油样除泡模块和油样降温模块连通；油样降温模块、三通分别连通单向阀、微型磁力齿轮油泵；单向阀通过与温度传感器II与三通阀II连通，三通阀II分别与传感采集部分和三通阀III连通。
[0007]数据采集控制部分包括:温度传感器1、温度传感器I1、油品品质传感器、压力传感器、激光颗粒传感器、电导率传感器、铁磁传感器与水分传感器；其中油品品质传感器、压力传感器、激光颗粒传感器、电导率传感器、铁磁传感器与水分传感器连通。
[0008]本发明采用上述技术方案后可达到如下的有益效果:
(I)实现了对大功率柴油机润滑系统的实时监测，得到柴油机在运行过程中的润滑摩擦相关数据；(2)采集系统在对油液系统进行监测时采用闭路循环，采集万油样的相关参数后重新返回油箱，在整个监测过程中对油品不进行任何破坏性检测；(3)采用嵌入式ARM芯片组作为数据采集控制模块核心，完成采集、控制、传输等功能。所采用的工业单板机稳定性适合全天候使用要求，提供多种硬件接口能够将传感器数据稳定采集并保存在硬盘中；(4)数据终端能够将数据进行存储显示分析，以便于摩擦故障的相关分析。
【附图说明】
[0009]图1为本发明一种在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统的工作原理示意框图；
图2为本发明一种在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统的预处理部分、取样部分的结构示意框图；
图3为本发明一种在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统的信号采集控制部分控制原理示意框图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图进一步说明本发明的具体技术方案。如图1所示，一种在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统，包括:油样预处理部分1、取样部分2、数据采集控制部分3、数据传输4、数据终端5 ;数据采集控制部分3分别与取样部分2、油样预处理部分1、数据传输4连通；数据传输4与数据终端5连通。数据终端5通过数据传输4向数据采集控制部分3发出工作指令，数据采集控制部分3分别向取样部分2和数据预处理部分I发出工作信号，系统开始运转。数据采集控制部分3将采集到的数据通过数据传输4传输到数据终端5，数据终端5将得到的数据进行计算，显示、存储及其它功能。
[0011]如图2所示，油样预处理部分1、取样部分2包括:油样除泡模块6、温度传感器I
7、三通阀I 8、油样降温模块9、三通10、单向阀11、微型磁力齿轮油泵12、温度传感器II13、三通阀II 14、传感采集部分15、三通阀III 16。油样首先经过油样除泡模块6，流经温度传感器I 7，通过温度控制条件选择性经过油样降温模块9或者三通10、自油样降温模块9或者三通10流出的油样经过传感器采集部分15中的压力信号判断选择性进入单向阀11或者微型磁力齿轮油泵12，流出的油样经过温度传感器II 13进行判断后流经传感采集部分15或者三通阀III 16完成整个监测过程。其中三通阀I 8、三通阀II 14、由数据采集控制部分3统一按照设置进行控制。三通阀III 16由数据终端5控制，完成离线取样动作。其作用是由于大功率柴油机在作业过程中油温会超出传感器的测量范围，要根据实时的油温进行有选择性的进行取样，可以更合理的保证传感器的使用。同时油品的检测过程会有压力传感的介入，用以测量检测系统的压力，以判断系统是否需要微型磁力齿轮油泵12的压力补偿介入，可以更好的保证本发明的实用性和可靠性。
[0012]图3中所示为本发明信号采集控制部分控制原理示意图。数据采集控制部分3中的传感器包括:温度传感器I 7、温度传感器II 13、油品品质传感器17、压力传感器22、激光颗粒传感器19、电导率传感器20、铁磁传感器21、水分传感器18 ;其中油品品质传感器17、压力传感器22、激光颗粒传感器19、电导率传感器20、铁磁传感器21、水分传感器18依次连接，温度传感器I 7、温度传感器II 13主要对三通阀18、三通阀1114进行控制提供判断依据。数据传输4由RS323转LAN 口组成，主要作用是在数据采集控制部分3与数据终端5之间起双向数据传导作用。
[0013]数据采集控制部分3中功能部分由CPU、RS232串接口、RS485接口、CAN总线接口、模拟量接口、1控制输出组成。其中运算部分CPU主要执行以下三个功能:其一，接收待检油样信息，并根据设定的温度范围向1输出模块发出指令，对微型磁力齿轮油泵12和三通阀I 8、三通阀II 14进行控制；其二，完成传感器的测得数据的接收、运算、存储、发送，由于每个传感器的通讯协议不同，需要按照每个传感器的既定协议进行解析和比照；其三，将采集到的数据以RS232接口为载体向数据传输4发送。
[0014]各个传感器输出参数如下；油品品质传感器17主要采集参数为粘度、密度、介电常数、温度四个参数，水分传感器18为微水传感器，输出为绝对含水量，量程0-500ppm。压力传感器14对整个系统的压力进行监测，以kpa为单位，最小精度为50kpa，系统的工作压力范围为0.7mpa，在设定的工作压力值域内如果测得压力低于设定范围，控制模块将根据信息启动微型磁力齿轮油泵12。激光颗粒度传感器19采集值分别为4um、6um、14um、21um粒径颗粒数目及相对应的IS04406污染等级；电导率传感器20采集油液中导电性能，油液的酸值发生变化时，会对导电性造成影响，通过该特性对油品的酸值给予判别。铁磁传感器21输出参数为> 40um磁性和非磁性磨损颗粒浓度。
【主权项】
1.一种在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统，包括:油样预处理部分(1)、取样部分(2)、数据采集控制部分(3)、数据传输(4)、数据终端(5);其特征在于:数据采集控制部分(3)分别与油样预处理部分(1)、取样部分(2)、数据传输(4)连通，数据传输(4)与数据终端(5)连通。
2.根据权利要求1所述的一种在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统，其特征在于:油样预处理部分(I)包括:油样除泡模块(6)、三通阀I (8)、油样降温模块(9);取样部分(2)包括:微型磁力齿轮油泵(12)、单向阀(11)、三通阀II (14)、三通阀III (16);油样除泡模块(6)和监测对象直接连接，三通阀I (8)分别和油样除泡模块(6)和油样降温模块(9)连通；油样降温模块(9)、三通(10)分别连通单向阀(11)、微型磁力齿轮油泵(12);单向阀(11)通过与温度传感器II (13)与三通阀II (14)连通，三通阀II (14)分别与传感采集部分(15)和三通阀III (16)连通。
3.根据权利要求1所述的一种在用大功率柴油机润滑状态在线监测系统，其特征在于:数据采集控制部分(3)包括:温度传感器I (7)、温度传感器II (13)、油品品质传感器(17)、压力传感器(22)、激光颗粒传感器(19)、电导率传感器(20)、铁磁传感器(21)与水分传感器(18);其中油品品质传感器(17)、压力传感器(22)、激光颗粒传感器(19)、电导率传感器(20 )、铁磁传感器(21)与水分传感器(18 )连通。
【专利摘要】一种在用大功率柴油机润滑状态的在线监测系统，包括：油样预处理部分、取样部分、数据采集控制部分、数据传输、数据终端；数据采集控制部分分别与油样预处理部分、取样部分、数据传输连通，数据传输与数据终端连通。本系统实现了对大功率柴油机润滑系统的实时监测。采集系统在对油液系统进行监测时采用闭路循环，采集万油样的相关参数后重新返回油箱，在整个监测过程中对油品不进行任何破坏性检测；采用嵌入式ARM芯片组作为数据采集控制模块核心，完成采集、控制、传输等功能。采用的工业单板机稳定性适合全天候使用要求，能够将传感器数据稳定采集并保存在硬盘中。数据终端能够将数据进行存储显示分析，以便于摩擦故障的相关分析。
【IPC分类】G01D21-02
【公开号】CN104880226
【申请号】CN201510339669
【发明人】张欣, 宋宝宝
【申请人】洛阳大工检测技术有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月18日