一种油液中水分在线监测系统的制作方法

本实用新型属于油质监测的技术领域，特别涉及一种油液中水分在线监测系统。

背景技术：

电厂变压器油、汽轮机及调速系统和其他辅助设备中使用润滑油、液压油。油在系统中起到润滑、绝缘、散热和力传递的作用。油液受到水分污染时，会造成系统腐蚀和加速油质劣化，加剧废油的产生量；同时严重影响设备的性能，甚至可能会造成严重事故。因此，实现油中水分的快速、准确检测时油品诊断、设备运行状态实施监测及循环经济可持续发展的必然要求。

目前，油中水分检测分为离线检测和在线检测。离线检测主要包括蒸馏法、气体法、气相色谱法和库伦法等，都需要定期取样，不但分析费时，而且采集、运输油样中可能会引起油中微水含量的变化，从而造成测量结果与实际状态不一致。在线检测按传感器类型分为电容式、电阻式、谐振式、光学式和限界电流式，可实现油中水分的实施监测；现有校准规范采用标准湿度发生器对湿度传感器进行离线校准。由于实验室校准参考条件与实际使用环境及介质差异较大，且未对全系统进行校准，故实验室校准结果在在线检测系统中适用性较差。因此，研究了一种新的可实现在线校准的油液中水分在线监测系统。

本

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出一种油液中水分在线监测系统，可实现在线校准和监测，进而可以提高油液水分测量的准确性。

具体内容如下：一种油液中水分在线监测系统，其特征是：该系统包括油循环旁路、在线监测装置和远程监视装置；所述的油循环旁路包括进油管、出油管、过滤器、油液输送泵、三通阀门和四通阀门；所述的在线监测装置包括储油器、温度传感器、水分传感器、排污阀门、排空阀门、干燥器和数据处理显示装置；

所述的进油管的一端与主油路连接，进油管的另一端与四通阀门的A口连通，四通阀门的C口通过管道与过滤器连通，过滤器通过管道与油液输送泵连通，油液输送泵通过管道与储油器连通，温度传感器和水分传感器均安装在储油器上，储油器上端通过管道与三通阀门的G口连通，三通阀门的E口与出油管的一端连通，出油管的另一端与主油路连通，三通阀门的F口和四通阀门的D口通过短接管路连通。

优选的，所述的温度传感器和水分传感器均与数据处理显示装置连接，所述的远程监视装置通过无线信号与油液输送泵、数据处理显示装置连接。

优选的，所述的储油器的侧面设置一个校准用注入口。

优选的，所述的储油器的下端与一个排污阀门连通，储油器的上端与排空阀门连通，排空阀门的上端与干燥器的一端连通，干燥器的另一端与空气连通。

优选的，所述的四通阀门的B口通过管道插入废油罐内，排污阀门的下端通过管道也插入废油罐内。

优选的，所述的过滤器采用不吸附水分的不锈钢网或陶瓷过滤器，水分传感器可采用电容式、电阻式、谐振式、光学式或限界电流式。

本实用新型有益效果

一种油液中水分在线监测系统，该系统包括油循环旁路、在线监测装置和远程监视装置；所述的油循环旁路包括进油管、出油管、过滤器、油液输送泵、三通阀门和四通阀门；所述的在线监测装置包括储油器、温度传感器、水分传感器、排污阀门、排空阀门、干燥器和数据处理显示装置，油循环旁路和在线监测装置与主油路并联安装；油液输送泵按一定流速和压力将主油路中的油液从进油管通过四通阀门，经过过滤器送至储存器，并由其中安装的传感器进行水分和温度的检测，检测后的油样通过顶部管道，经过三通阀门和出油管返回主油路；检测数据通过就地数据处理显示装置经处理和显示，并传输至远程监视装置。本实用新型可进行在线监测油液中的水分，且可进行全系统校准，保证了监测结果的真实性，相对于现有技术中的监测装置该装置监测误差更小，适应性更强，在线监测更可靠。

附图说明

图1为一种油液中水分在线监测系统的整体结构示意图；

图中1.主油路、2.进油管、3.四通阀门、4.废油罐、5.过滤器、6.油液抽吸泵、7.排污阀门、8.储油器、9.数据处理显示装置、10.温度传感器、11.水分传感器、12.校准用注入口、13.排空阀门、14.干燥器、15.三通阀门、16、出油管。

具体实施方式

实施案例一

参见图1，一种油液中水分在线监测系统，该系统包括油循环旁路、在线监测装置和远程监视装置；所述的油循环旁路包括进油管、出油管、过滤器、油液输送泵、三通阀门和四通阀门；所述的在线监测装置包括储油器、温度传感器、水分传感器、排污阀门、排空阀门、干燥器和数据处理显示装置；

所述的进油管的一端与主油路连接，主油路为待测油液的流经路径，进油管的另一端与四通阀门的A口连通，四通阀门的C口通过管道与过滤器连通，过滤器通过管道与油液输送泵连通，油液输送泵通过管道与储油器连通，温度传感器和水分传感器均安装在储油器上，温度传感器采用接触式，用于修正随温度变化的传感器参数和油质参数，进而对水分实时测试结果进行温度补偿，储油器上端通过管道与三通阀门的G口连通，三通阀门的E口与出油管的一端连通，出油管的另一端与主油路连通，三通阀门的F口和四通阀门的D口通过短接管路连通。

所述的温度传感器和水分传感器均与数据处理显示装置连接，数据处理显示装置可进行数据采集、温度补偿计算、单位换算、自校准、数据显示存储和远程传输，所述的远程监视装置通过无线信号与油液输送泵、数据处理显示装置连接，远程监视装置可显示油液输送泵运行参数、数据处理显示装置传输过来的数据，并可对数据进行存储。

所述的储油器具有一定储存油液的功能，使油样在合理流速范围内，保证足够的油样停留时间和稳定的传感器响应，储油器的侧面设置一个校准用注入口，校准时，采用注射器由注入口将样品注入储存器内。

所述的储油器的下端与一个排污阀门连通，校准结束后，通过排污阀门将系统内油样排净；储油器的上端与排空阀门连通，排空阀门的上端与干燥器的一端连通，干燥器的另一端与空气连通，排空阀门和干燥器的作用为与大气连通，保持排油顺畅，并防止空气中水分进入在线监测系统。

所述的四通阀门的B口通过管道插入废油罐内，排污阀门的下端通过管道也插入废油罐内。

所述的过滤器采用不吸附水分的不锈钢网或陶瓷过滤器，截留油中3μm以下的颗粒物，避免其对油液输送泵和在线装置中传感器的正常运行的影响，水分传感器可采用电容式、电阻式、谐振式、光学式或限界电流式。

实施案例二

本实用新型油液中水分在线监测系统运行分为实时监测、校准两个状态。

1.实时监测

油循环旁路中三通阀门E口和G口打开，四通阀门A口和C口打开，三通阀门和四通阀门的其余阀门口均关闭，排空阀门和排污阀门关闭，油液输送泵投运。按图1所示，主油路中油样从进油管通过四通阀门，经过过滤器，由油液输送泵泵送至储存器，并由其中安装的温度传感器和水分传感器分别进行温度和水分的检测，检测后的油样通过顶部管道，经过三通阀门和出油管返回主油路中；检测数据通过就地数据处理显示装置经处理和显示后，并传输至远程监视装置。

2.校准

（1校准准备

将四通阀门与三通阀门间的管道变为充满油的状态。

油循环旁路中三通阀门E口和F口打开，四通阀门D口和B口打开，三通阀门和四通阀门的其余阀门口均关闭，排空阀门和排污阀门均关闭，油液输送泵停运。按图1所示，主油路中油样通过重力作用从出油管通过三通阀门、短接管路和四通阀门的B口进入废油罐内，油样将短接管路中的空气排出，待油流冲洗管道1min并关闭所有阀门门口后进入校准。

（2）校准中

油循环旁路中三通阀门G口和F口打开，四通阀门D口和C口打开，三通阀门和四通阀门的其余阀门口均关闭，排空阀门和排污阀门均关闭，此时，储油箱、三通阀门、四通阀门、过滤器、油液输送泵及之间的连接管道组成校准通路。

通过校准用注入口注射已知质量的除盐水后，油液输送泵投运，按图1所示，储存器中油样依次三通阀门、短接管路、四通阀门和过滤器，经油液输送泵泵送，返回至储存器。油液输送泵运行1-2min后停运，由储存器中安装的传感器进行水分和温度的检测，检测数据通过就地数据处理显示装置经处理和显示，并传输至远程监视装置。

根据校准前后油样中水分浓度的显示值计算得到修正值，并调整数据处理显示装置的参数，使得校准前后油样中水分浓度的检测结果差值等于理论差值。

校准计算公式:

（1）

（2）

（3）

式中：

Δρ——指定温度t0下，实时检测油样中水分浓度修正值，mg/L；

Δρs——指定温度t0下，校准前后油样中水分浓度的理论差值，mg/L；

Δρ0——指定温度t0下，校准前后油样中水分浓度的检测结果差值，mg/L；

ρs——指定温度t0下，校准时油样中水分浓度，mg/L；

ρ——指定温度t0下，实时监测时油样中水分浓度，mg/L；

m——校准时，注入储油箱的除盐水质量，mg；

V——校准通路的总的流通体积，L。

（3）恢复实施监测

油循环旁路中三通阀门G口和F口打开，四通阀门D口和C口打开，三通阀门和四通阀门的其余阀门口均关闭，排污阀门和排空阀门均打开。按图1所示，储存器中油样，通过储存器底部的排污阀门排出到废油罐中；油液输送泵投运，其他管道中的样油经过油液输送泵泵送至储存器后，由排污阀门排出。待系统内油样排净后，关闭排污阀门和排空阀门，三通阀门E口和G口打开，四通阀门A口和C口打开，三通阀门和四通阀门的其余阀门口均关闭，恢复实时监测。