一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置和方法与流程

本申请属于滤芯检测领域，更具体地，涉及一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置和方法。

背景技术：

1、过滤器是工业生产加工活动中常用的元器件，滤芯是过滤器的重要组成部分，其作用是滤除介质中的固态杂质，以保证设备的正常运行。滤芯的过滤效率和容灰量是判断滤芯性能的主要指标。滤芯属于消耗品，在使用一段时间后需要进行更换，以保证设备的正常运作。

2、风电是我国的重要能源之一。风电机组的正常工作需要使用大量的润滑油，而润滑油污染是造成风电机组故障、停机的主要因素之一，风电齿轮箱70～80％的故障率与之相关。因此配备高精过滤器是控制风电机组润滑油污染度的主要手段。

3、现有过滤器在使用时，对于滤芯的维护和更换，通常仅凭借工作人员的经验，而难以准确掌握滤芯的使用寿命，在更换滤芯时常常过早或者过晚，过早更换滤芯会造成浪费，提高成本，过晚更换滤芯，则导致过滤效果下降，影响风电机组的正常运行。

技术实现思路

1、为了较为准确的预测滤芯使用寿命，以便及时进行更换滤芯，本申请提供一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置和方法。

2、本申请提供的一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置采用如下的技术方案：

3、一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置，包括压差传感器、温度传感器、时钟、单片微型计算机和可擦除可编程只读存储器，所述压差传感器、温度传感器、时钟和可擦除可编程只读存储器均与单片微型计算机电性连接；

4、所述时钟用于周期性向单片微型计算机发送中断指令，然后复位重新计时；

5、所述单片微型计算机收到中断指令后，读取压差数据和温度数据，并将时间、压差数据和温度数据存储至可擦除可编程只读存储器中；

6、当滤芯压差达到快速上升阶段，单片微型计算机拟合滤芯寿命曲线，从而预测滤芯寿命。

7、作为进一步优选的，所述单片微型计算机根据读取的温度数据对压差数据进行修正，修正公式为：

8、

9、式中：△p修正i为修正后的第i次测量压差数据，△p实测i为第i次压差传感器实测压差数据；t0为指定的工作温度，ti为温度传感器实测温度，f(t0)为油液在t0温度下的粘度，f(ti)为油液在ti温度下的粘度；

10、油液粘度和温度关系符合以下公式：

11、lnv＝lna+blnt

12、式中：v为油液粘度，a为油液特征系数，b为油液特征系数，t为温度。

13、作为进一步优选的，所述单片微型计算机计算连续两个修正后压差数据的差值，作为单位时间内的压差上升值，并将数据保存于擦除可编程只读存储器。△t0时间内压差上升量计算公式为：

14、

15、式中△p上升i为第i次测量压差时△t0时间内压差上升量，△p修正i为修正后的第i次测量压差数据。

16、作为进一步优选的，所述单片微型计算机根据压差上升值计算△t0时间内压差上升量平均值，作为滤芯压差平缓上升特性参数：

17、

18、式中△p平缓为滤芯压差平缓上升时的特性参数，△p上升i为修正后的第i次测量压差数据，i为测量次数；

19、在计算第i次测量压差时，对比△p上升i与△p平缓的关系，当△p上升i大于△p平缓的3倍时，认为滤芯压差处于快速上升阶段。

20、作为进一步优选的，所述单片微型计算机连续记录至少m次△p上升，计做△p上升i、△p上升i+1、……△p上升i+m-1，当这些压差上升量均大于△p平缓的3倍时，认为滤芯压差处于快速上升阶段，m为样本总量的5％。

21、作为进一步优选的，滤芯压差达到快速上升阶段后，所述单片微型计算机拟合滤芯寿命曲线，曲线方程为：

22、

23、其中ti为第i次测量时滤芯运行时间，ti＝i×△t0；δp修正i为第i次测量时滤芯压差值修正量；a、b、c、d、e、f系数由单片微型计算机根据曲线自动得出；

24、根据曲线方程，单片微型计算机预测未来的vi时间点时滤芯的压差；

25、

26、当δp预测i-1<δp更换且δp预测i＞δp更换时，δp预测i对应的时间即为滤芯预测寿命，其中δp更换为设计要求的滤芯更换压差，δp预测i为单片微型计算机(4)根据曲线计算出的未来i时间的预测压差。

27、作为进一步优选的，所述单片微型计算机上连接有显示屏，所述单片微型计算机将修正后的压差数据与时间数据记录在二维坐标上，通过显示屏显示压差随时间变化点阵。

28、作为进一步优选的，所述单片微型计算机上还设置有复位按钮，在更换滤芯后，通过点击复位按钮，使单片微型计算机清除可擦除可编程只读存储器内的数据，使装置复位，重新进行测量数据。

29、作为进一步优选的，所述时钟为所述单片微型计算机的内部时钟。

30、本申请提供的一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测方法采用如下的技术方案：

31、一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测方法，采用预测装置进行，包括如下步骤：

32、s1：通过压差传感器、温度传感器和时钟，计量滤芯工作的压差、温度和时间，单片微型计算机对数据进行处理，并存储至可擦除可编程只读存储器；

33、s2：单片微型计算机用温度数据对压差数据进行修正；

34、s3：根据修正后的压差数据分析滤芯是否到达压差快速上升阶段，若未到达，则重复s1、s2，若已到达，则进行下一步；

35、s4：拟合滤芯寿命曲线；

36、s5：根据滤芯寿命曲线预测滤芯寿命。

37、综上所述，本申请包括以下至少有益技术效果：

38、1.根据滤芯在现场运行时的压差和温度数据，实现了滤芯的可运行寿命预测；预测寿命基于现场运行规律和滤芯的压差上升曲线规律，能够较为准确的预测滤芯使用寿命，以便在过滤器使用一段时间后及时进行更换滤芯，保证过滤器的使用效果；

39、2.针对工业现场油温影响压差的问题，用实测温度修正压差，避免工况温度长期波动影响寿命预测，提高预测的准确性；

40、3.通过多次记录修正后的测量压差数据，避免滤芯所在系统流量波动，短时间内测量压差数据突然升高，被误判为滤芯压差已经达到快速上升阶段，降低了预测误判的可能性。

技术特征：

1.一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置，其特征在于：包括压差传感器(1)、温度传感器(2)、时钟(3)、单片微型计算机(4)和可擦除可编程只读存储器(5)，所述压差传感器(1)、温度传感器(2)、时钟(3)和可擦除可编程只读存储器(5)均与单片微型计算机(4)电性连接；

2.根据权利要求1所述的一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置，其特征在于：所述单片微型计算机(4)根据读取的温度数据对压差数据进行修正，修正公式为：

3.根据权利要求2所述的一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置，其特征在于：所述单片微型计算机(4)计算连续两个修正后压差数据的差值，作为单位时间内的压差上升值，并将数据保存于擦除可编程只读存储器。△t0时间内压差上升量计算公式为：

4.根据权利要求3所述的一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置，其特征在于：所述单片微型计算机(4)根据压差上升值计算△t0时间内压差上升量平均值，作为滤芯压差平缓上升特性参数：

5.根据权利要求4所述的一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置，其特征在于：所述单片微型计算机(4)连续记录至少m次△p上升，计做△p上升i、△p上升i+1、……△p上升i+m-1，当这些压差上升量均大于△p平缓的3倍时，认为滤芯压差处于快速上升阶段，m为样本总量的5％。

6.根据权利要求5所述的一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置，其特征在于：滤芯压差达到快速上升阶段后，所述单片微型计算机(4)拟合滤芯寿命曲线，曲线方程为：

7.根据权利要求2所述的一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置，其特征在于：所述单片微型计算机(4)上连接有显示屏(6)，所述单片微型计算机(4)将修正后的压差数据与时间数据记录在二维坐标上，通过显示屏(6)显示压差随时间变化点阵。

8.根据权利要求1所述的一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置，其特征在于：所述单片微型计算机(4)上还设置有复位按钮，在更换滤芯后，通过点击复位按钮，使单片微型计算机(4)清除可擦除可编程只读存储器(5)内的数据，使装置复位，重新进行测量数据。

9.根据权利要求1所述的一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置，其特征在于：所述时钟(3)为所述单片微型计算机(4)的内部时钟。

10.一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测方法，采用权利要求1-9任一项预测装置进行，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
本申请属于滤芯检测领域，具体涉及一种基于线性拟合的油液滤芯寿命预测装置和方法，以解决现有过滤器使用时，难以较为准确掌握滤芯的使用寿命的问题，其包括压差传感器、温度传感器、时钟、单片微型计算机和可擦除可编程只读存储器，压差传感器、温度传感器、时钟和可擦除可编程只读存储器均与单片微型计算机电性连接；时钟周期性向单片微型计算机发送中断指令，然后复位重新计时；单片微型计算机收到中断指令，读取压差数据和温度数据，将时间、压差数据和温度数据存储至可擦除可编程只读存储器；当滤芯压差达到快速上升阶段，单片微型计算机拟合滤芯寿命曲线，预测滤芯寿命。本申请具有较为准确的预测滤芯使用寿命，以及时进行更换滤芯。

技术研发人员：吴瑜,余炎子,王佳,吴耀华,王富安,徐飞然,刘毅,阚帆,刘捷,张久政,杨晓光
受保护的技术使用者：九江七所精密机电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15