专利名称：油液污染控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，特别是指一种工程机械的油液污染控制系统及其控制方法。
背景技术：
随着科学技术水平的不断提高，工程机械设备元件从制造到安装的过程中其可靠性能越来越高，但设备在运行中仍然故障频发。影响到工程机械产品故障率高的原因与油液污染有关产生的故障占43%。如除去人为因素，清洁度原因导致的故障，占所有故障原因的60%。由此可见，液压系统油液污染是工程机械发生故障的最根本原因，因此加强对污染的控制就成为提高工作可靠性的关键。现有的工程机械产品均是靠经验来选择产品的过滤装置。过滤效果怎么样，几乎没有有效的监控，只是选择在过滤器堵塞时，更换滤芯，往往很多时候，机器没有和人进行有效的监控，操作人员没有对液压系统污染物有很深的认识，在堵塞时，仍然继续使用，从而造成不必要的损失，而且外界环境以及污染物的生成速度，在不同的条件下都是不一样的，当过滤能力不足时，不能及时过滤产生的污染物，使系统污染物处于失衡状态，当系统过滤能力绰绰有余时，又会造成不必要的压力和能量损失，经济性不太高。
发明内容
本发明提出一种工程机械的油液污染控制系统及其控制方法，以检测油液污染物的情况，及时提示用户采取相应措施，对油液进行主动过滤，维护，更换滤芯等操作，降低设备在运行中故障发生率，提高工程机械设备元件的可靠性。第一方面，本发明油液污染控制系统包括检测系统和专家处理系统。其中，检测系统包括多个检测器，用于获取与油液污染状况相关的多个指标参数；专家处理系统用于对与油液污染状况相关的指标参数进行信息解构，在发现情况异常时，进行相关处理，以维护机械正常运行。优选地，上述油液污染控制系统中，检测系统中，检测器包括至少下列三个单元之一用于监控过滤装置的第一监控单元、用于监控油液污染的第二监控单元、用于监控环境参数的第三监控单元。优选地，上述油液污染控制系统中，第一监控单元包括设置于油箱空气滤清器处的第一发讯器和/或设置于液压系统过滤器部分的第二发讯器。优选地，上述油液污染控制系统中，第二监控单元包括下列四个检测器之一油液气体含量检测器、油液PH值检测器、油液水含量检测器和油液中固体颗粒状况检测器。优选地，上述油液污染控制系统中，专家处理系统包括信号处理模块、专家系统模块和人机交互模块。其中，信号处理模块用于对检测系统获取的指标参数进行滤波处理；专家系统模块用于依据知识库、推理机、数据库以及解释器，对滤波处理后的指标数据进行信息解构并做出分析；人机交互模块用于显示专家系统模块的分析结果，并在发现情况异常时，指示操作人员进行相应处理。优选地，上述油液污染控制系统中，检测系统为实时检测系统。优选地，上述油液污染控制系统中，检测系统和专家处理系统通过无线通信的方式连接。第二方面，本发明还提供了一种油液污染控制方法，包括检测步骤和信息解构步骤。其中，检测步骤具体为，基于检测器，获取与油液污染状况相关的多个指标参数；信息解构步骤具体为，对获取的与油液污染状况相关的指标参数基于专家系统进行信息解构，在发现情况异常时，进行相关处理，以维护机械正常运行。优选地，上述油液污染控制方法中，检测步骤进一步为基于检测器，对过滤装置、 油液自身的污染状况以及工作环境进行监测；其中，过滤装置包括设置于油箱空气滤清器处的过滤器和/或设置于液压系统过滤器部分的过滤器。优选地，上述油液污染控制方法中，信息解构步骤进一步包括滤波子步骤、解构子步骤和处理子步骤。其中，滤波子步骤具体为，对检测步骤中获取的多个指标参数进行滤波处理；解构子步骤具体为，依据知识库、推理机、数据库以及解释器，对滤波处理后的指标数据进行信息解构并做出分析；处理子步骤具体为，显示的分析结果，并在发现情况异常时指示操作人员进行相应处理。本发明针对工程机械非常头疼的油液污染问题，搭建了一种能自动监控油液状况的系统和方法，通过检测器，获取与油液污染状况相关的多个指标参数后，基于专家系统， 对指标参数进行信息解构，在发现情况异常时，进行相关处理，例如，提示用户对油液进行主动过滤，维护，更换滤芯等操作，从而，降低了设备在运行中故障发生率，提高了工程机械设备元件的可靠性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明油液污染控制系统实施例的结构框图；图2为本发明油液污染控制系统实施例中，检测系统的结构框图；图3为本发明油液污染控制系统实施例中，第一监控单元的结构框4为本发明油液污染控制系统实施例中，第二监控单元的结构框5为本发明油液污染控制系统实施例中，专家处理系统的结构框6为本发明油液污染控制系统实施例中，专家系统模块的工作原理图；图7为本发明油液污染控制系统的实例的结构示意图；图8为本发明油液污染控制方法实施例的步骤流程图；图9为本发明油液污染控制方法实施例中，信息解构步骤的子步骤流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
5整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合图I至图3，对本发明油液污染控制系统的优选实施例做出详细的说明。参照图1，图I为本发明油液污染控制系统实施例的结构框图。该油液污染控制系统实施例包括检测系统10和专家处理系统20。其中，检测系统 10包括多个检测器，用于获取与油液污染状况相关的多个指标参数；专家处理系统20用于对所述与油液污染状况相关的指标参数进行信息解构，在发现情况异常时，进行相关处理， 以维护机械正常运行。下面，结合图2、图3和图4对检测系统10的具体结构做详细的说明。参照图2，本实施例中，检测系统10包括第一监控单元101、第二监控单元102和第三监控单元103。其中，第一监控单元101用于监控过滤装置的工作情况，主要对滤芯的参数进行监控。第二监控单元102用于监控油液本身的污染情况，例如，监控油液中固体颗粒物的含量，水的含量以及气体含量等等。第三监控单元103用于监控环境参数。其中，第一监控单元101可以包括设置于各个不同位置的监控装置，参照图3，例如，第一监控单元101还可以包括设置于油箱空气滤清器处的第一发讯器1011和设置于液压系统过滤器部分的第二发讯器1012。这样，就可以通过第一发讯器1011和第二发讯器 1012对油箱空气滤清器和液压系统过滤器的工作状态进行检测。参照图4，油液污染控制系统中，第二监控单元102可以包括油液气体含量检测器1021、油液PH值检测器1022、油液水含量检测器1023和油液中固体颗粒状况检测器 1024。通过这些检测器，可以进行油液中固体颗粒物的含量、水的含量以及气体含量的分析，根据这些检测和分析结果，控制做出正确的决策。以上通过图2至图4，对检测系统10做了详细的说明。需要说明的是，该实施例中，检测系统10所包括的三个监控单元第一监控单元101、第二监控单元102和第三监控单元103并非一个都不能少，根据实际情况，监控单元可以有所增加或减少。正如上述实施例所说明的，第一监控单元101用于监控过滤装置的工作情况；第二监控单元102用于监控油液本身的污染情况，第三监控单元103用于监控环境参数；那么，假如工程机械的工作环境很好，则第三监控单元103是可以省略的。当然，其他两个监控单元也可以根据实际的情况有所取舍，这些情况都在本发明的保护范围之内，本实施例在此不再赘述。下面，结合图5，对专家处理系统20进行详细的说明。该是实施例中，专家处理系统20包括信号处理模块201、专家系统模块202和人机交互模块203。其中，信号处理模块201用于对所述检测系统10获取的指标参数进行滤波处理；专家系统模块202用于依据知识库、推理机、数据库以及解释器，对滤波处理后的指标数据进行信息解构并做出分析；人机交互模块203用于显示专家系统模块202的分析结果，并在发现情况异常时，指示操作人员进行相应处理。通常情况下，专家系统的基本结构如图6所示，其中箭头方向为数据流动的方向。 专家系统通常由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等6个部分构成。其中，知识库用来存放专家提供关于油液污染的知识。专家系统的问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维方式的，因此，知识库是专家系统质量是否优越的关键所在，即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。一般来说，专家系统中的知识库与专家系统程序是相互独立的，用户可以通过改变、完善知识库中的知识内容来提高专家系统的性能。推理机针对当前问题的条件或已知信息，反复匹配知识库中的规则，获得新的结论，以得到问题求解结果。在这里，推理方式可以有正向和反向推理两种。正向推理是从条件匹配到结论，反向推理则先假设一个结论成立，看它的条件有没有得到满足。由此可见， 推理机就如同专家解决问题的思维方式，知识库就是通过推理机来实现其价值的。人机界面是系统与用户进行交流时的界面。通过该界面，用户输入基本信息、回答系统提出的相关问题，并输出推理结果及相关的解释等。综合数据库专门用于存储推理过程中所需的原始数据、中间结果和最终结论，往往是作为暂时的存储区。解释器能够根据用户的提问，对结论、求解过程做出说明。知识获取是专家系统知识库是否优越的关键，也是专家系统设计的“瓶颈”问题， 通过知识获取，可以扩充和修改知识库中的内容，也可以实现自动学习功能。需要说明的是，本发明并不限定专家处理系统中专家系统模块202，任何能够对检测模块10检测的数据进行基于专家系统处理的结构均在本发明的保护范围之内。另外，上述实施例的一个优选的实施方式是，检测系统10为实时检测系统。这样的好处是，可以及时发现问题，及时进行处理。此外，检测系统和专家处理系统可以均位于本地，之间通过数据线进行检测信息的传递；另一种实现方式是，检测系统10和专家处理系统20通过无线通信的方式连接；这种方式的可以预见的一个好处是，通过对用户进行远程监控，及时发现作业中的工程机械的问题，进而及时解决问题，从而减低了因油液污染所带来的设备故障问题。本实施例针对工程机械非常头疼的油液污染问题，搭建了一种能实时监控油液状况的系统。包括增加有对现有过滤装置的运行情况检测，外界环境污染情况的检测，以及油液固体颗粒、水、气体的检测。通过本实施例可以全面了解现有液压系统的运行情况；可以说，本实施例是工程机械产品的随身医生当过滤设备不能正常运行时，及时提醒用户进行更换或者清洗；当污染物积累速度异常时可以及时发现，并采取主动维护或者其它措施，避免事故的发生或者放大。因此，本实施例降低了设备在运行中故障发生率，提高了工程机械设备元件的可靠性。油液污染控制系统实施例参照图7，图7为本发明油液污染控制系统的实施例的结构示意图。本发明油液污染控制系统的实例包括由第一监控单元101、第二监控单元102和第三监控单元103组成的检测系统。具体而言，第一监控单元10包括设置于油箱空气滤清器处的第一发讯器1011和设置于液压系统过滤器部分的第二发讯器1012。第一发讯器 1011和第二发讯器1012的具体结构参照图7所示。第二监控单元102包括油液气体含量检测器1021、油液PH值检测器1022、油液水含量检测器1023和油液中固体颗粒状况检测器1024。通过这些检测器，可以进行油液中固体颗粒物的含量、水的含量以及气体含量的分析，根据这些检测和分析结果，控制做出正确的决策。第三监控单元103用于监控环境参数。
换句话说，本实施例在油箱空气滤清器处增加监控空气滤清器电气污染的第一发讯器1011，以监测空气过滤器运行情况；在液压系统中的过滤器部分增加第二发讯器 1012，以监测系统中油液过滤器情况；同时，增加系统中油液过滤器的监测的第二监控单元 102 (例如，油液中固体颗粒物等污染物的监控，油液PH值的监控，水的含量以及气体含量的监控)，用于进行施工作业环境监控第三监控单元103。专家处理系统20包括信号处理模块201、专家系统模块202和人机交互模块203。 其中，信号处理模块201用于对所述检测系统10获取的指标参数进行滤波处理；专家系统模块202用于依据知识库、推理机、数据库以及解释器，对滤波处理后的指标数据进行信息解构并做出分析；人机交互模块203用于显示专家系统模块202的分析结果，并在发现情况异常时，指示操作人员进行相应处理。具体工作情况在上一实施例中已经做了详细的说明， 本发明在此不再赘述。也就是说，专家处理系统20根据得到的数据以及专家经验采取相应的对策，主要有I)若提前预知空气滤清器、油液过滤器即将堵塞，则做出采取准备清洗或者更换空气滤清器和油液过滤器的决策2)若发现油液成分出现问题(例如，油液变质)，则做出提醒用户及时主动维护更换油液，以便更好的维护好系统的决策。进一步的，将相对应的对策通过显示器或者其它输出设备对外交互，通过远程通讯模块与工程机械厂家进行信息，交换，做到数据采集和远程运行情况的监控，对不良情况能做到远程及时诊断。并对采集数据进行分析，改进设计产品，做好现有产品污染控制的升级，提供实验依据。此外，本发明还提供了一种油液污染控制方法实施例，参照图8和图9。该方法包括如下步骤检测步骤S810，基于检测器，获取与油液污染状况相关的多个指标参数；信息解构步骤S820，对获取的与油液污染状况相关的所述指标参数，基于专家系统进行信息解构，在发现情况异常时，进行相关处理，以维护机械正常运行。进一步的，在检测步骤S810中，可以基于检测器，对过滤装置、油液自身的污染状况以及工作环境进行监测；过滤装置可以设置于油箱空气滤清器处或液压系统的油路部分中。油液自身的污染状况可以参照油液固体颗粒、水、气体的检测结果进行判断。信息解构步骤S820可以通过如下三个子步骤完成，参照图9 :滤波子步骤S8201， 对检测步骤中获取的多个所述指标参数进行滤波处理；解构子步骤S8202，依据知识库、推理机、数据库以及解释器，对滤波处理后的指标数据进行信息解构并做出分析；处理子步骤 S8203,显示的分析结果，并在发现情况异常时指示操作人员进行相应处理。另外，检测获取的与油液污染状况相关的多个指标参数可以通过无线通信的方式发送至相关硬件结构，基于专家系统，进行信息解构。该方法的原理与上述控制系统相似，由于控制系统已经做了详细的表述，因此，本发明在此不再赘述，相关之处，相互参照即可。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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
1.一种油液污染控制系统，其特征在于，包括检测系统(10)，包括多个检测器，用于获取与油液污染状况相关的多个指标参数；以及专家处理系统(20)，用于对所述与油液污染状况相关的指标参数进行信息解构，在发现情况异常时进行处理，以维护机械正常运行。
2.根据权利要求I所述的油液污染控制系统，其特征在于，所述检测系统(10)中，所述检测器包括至少下列三个单元之一用于监控过滤装置的第一监控单元(101)；用于监控油液污染的第二监控单元(102)；用于监控环境参数的第三监控单元(103)。
3.根据权利要求I或2所述的油液污染控制系统，其特征在于，所述专家处理系统(20)包括信号处理模块(201)，用于对所述检测系统(10)获取的指标参数进行滤波处理； 专家系统模块(202)，用于依据知识库、推理机、数据库以及解释器，对滤波处理后的指标数据进行信息解构并做出分析；人机交互模块(203)，用于显示专家系统模块(202)的分析结果，并在发现情况异常时，将异常信息显示至人机交互界面。
4.根据权利要求3所述的油液污染控制系统，其特征在于，所述第一监控单元(101)包括设置于油箱空气滤清器处的第一发讯器(1011);和/或设置于液压系统过滤器部分的第二发讯器(1012)。
5.根据权利要求4所述的油液污染控制系统，其特征在于，所述第二监控单元(102)至少包括下列四个检测器之一油液气体含量检测器(1021)；油液PH值检测器(1022)；油液水含量检测器(1023)；油液中固体颗粒状况检测器(1024)。
6.根据权利要求I所述的油液污染控制系统，其特征在于，所述检测系统(10)为实时检测系统。
7.根据权利要求I所述的油液污染控制系统，其特征在于，所述检测系统(10)和所述(20)通过无线通信的方式连接。
8.一种油液污染控制方法，其特征在于，包括如下步骤检测步骤，基于检测器，获取与油液污染状况相关的多个指标参数；信息解构步骤，对获取的与油液污染状况相关的所述指标参数，基于专家系统进行信息解构，在发现情况异常时，进行相关处理，以维护机械正常运行。
9.根据权利要求8所述的油液污染控制方法，其特征在于，所述检测步骤进一步为 基于检测器，对过滤装置、油液自身的污染状况以及工作环境进行监测；其中，所述过滤装置包括设置于油箱空气滤清器处的过滤器；和/或设置于液压系统过滤器部分的过滤器。
10.根据权利要求8或9所述的油液污染控制方法，其特征在于，所述信息解构步骤进一步包括如下子步骤滤波子步骤，对检测步骤中获取的多个所述指标参数进行滤波处理；解构子步骤，依据知识库、推理机、数据库以及解释器，对滤波处理后的指标数据进行信息解构并做出分析；处理子步骤，显示的分析结果，并在发现情况异常时指示操作人员进行相应处理。
全文摘要
本发明提出了一种油液污染控制系统及其控制方法。油液污染控制系统包括检测系统和专家处理系统。其中，检测系统包括多个检测器，用于获取与油液污染状况相关的多个指标参数；专家处理系统用于对与油液污染状况相关的指标参数进行信息解构，在发现情况异常时进行处理，以维护机械正常运行。本发明针对工程机械非常头疼的油液污染问题，搭建了一种能自动监控油液状况的系统和方法，降低了设备在运行中故障发生率，提高了工程机械设备元件的可靠性。
文档编号F15B21/04GK102606561SQ20121004430
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者刘立忠, 张园成, 许宏宇 申请人:北京市三一重机有限公司