基于路线的物质分析系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本申请在351].5.(：.§§119、120、363、365、以及37(：.卩.1?.§1.55和§1.78下要求 保护2013年11月26日提交的美国专利申请No. 14/090685和2012年11月30日提交的 美国临时申请No. 61/731559的权益和优先权，并且每一个都通过该引用而并入于此。
技术领域
[0003] 本发明涉及基于路线（route)的检查，并且在一个具体示例中，涉及容易使用基 于路线的红外分光计油分析系统。
【背景技术】
[0004] 基于路线的检查为全面文档化检查提供自动报告。参见〃IR:What's a Survey ? What's a Route ? 〃，Ray Garvey, http://www. reliabieplant. com/article/ print/3721: Noria Corporation, ^Lube Routes vs.Combo PMs: What's Best ? What Are the Issues ? ''http://www.machinerylubrication.com/Read/2347/ lube-routes-pm ;以及Marc Vila Forteza,''Using Oil Analysis and Daily Inspections to Improve Lubrication"，http ://www. machinerylubrication. com/Read/29122/ inspections-improve-lubrication，其通过该引用并入于此。基于路线的检查已经结合振 动分析和红外摄像机来使用。利用红外分光计和类似装置的基于现场的属性已经被用于确 定样本的组成属性。还参见通过引用而全部并入于此的美国专利Nos. 7698080、7454050、 7254501、5637871、以及 5386117。
【发明内容】
[0005] 到此刻为止，尚未在基于路线的检查系统中成功实现红外光谱学或类似检查方 法。
[0006] -种可能原因是，IR光谱学复杂并且高度敏感。而且，给定设施可以包括每一个 都包括不同润滑油的许多不同资产（有时有1000个或更多）。在一个优选系统中，使用针 对每一种油的基准光谱。而且，不同的资产具有不同的报警限制。例如，在燃气涡轮发动机 中使用的油与柴油发电机中使用的油完全不同，而且两种机器具有完全不同的报警限制， 或者另一燃气涡轮发动机也是如此。
[0007] 分析每一种资产的油的光谱，如果针对每一种资产和每种类型的油执行相同方 法，则可能导致频繁漏报（false negatives)，漏报意指在基于路线的检查中，资产中的油 在其未造成对该资产的可能威胁时，被报告为正处于容限内。
[0008] 在本发明中，用户他/她本身不需要关注选择不同加权卷积函数或波长区来正确 分析不同的油。相反的是，用户跟随向他显示的路线，在每一个检查点，向该单元的样品管 加载来自一资产的油，启动自动计算机化的分析方法，以及指明任何报告报警指示。
[0009] 本发明提供了这样一种方法和装置，以通过使用编程逻辑来避免或减少在油采样 和分析期间引入的人为错误，从而正确地标识测试技术和超限水平，并避免或减少对靠人 检查员正确地标识现场的测量点的依赖。
[0010] 这应用于围绕具有固定资产的工厂步行的检查员，或者其应用于移动的车队资产 时常进入其中的服务舱中的检查员。
[0011] 特征在于一种基于路线的分析系统，该基于路线的分析系统包括：油样品管，红外 分光计子系统，该红外分光计子系统被设置成生成引入到该油样品管中的油的光谱，以及 处理子系统。该处理子系统被设置成，显示包括具有要检查的油的资产的路线，确定每一种 资产中使用的油的类型，针对该路线上的每一种资产，定位专用于该资产中使用的油的一 种或多种油特性方法，以及针对沿该路线的每一种资产，定位专用于该资产的报警设置。该 路线本身可以基于时间、基于以前条件、由用户指定、或者通过该处理子系统本身中的人工 智能确定，以生成适应路线。这种系统使得能够基于可以通过该处理子系统因子化的经济 和ROI考虑，来实现整个范围的资产的有计划的覆盖。
[0012] 接着，该处理子系统在将油引入至沿该路线的样品管之后，利用所定位的专用方 法分析每一种资产的油的光谱，并且计算和生成油特性。将这些油特性与专用于该资产的 报警设置比较，并且显示油特性和任何报警指示。
[0013] 在一个优选实施例中，该处理子系统针对每一种资产的油，定位基准光谱。分析可 以包括利用比较所生成光谱与基准光谱的油特性方法。优选的是，不同的油特性方法覆盖 不同的光谱波长范围，并且不同的油特性方法包括诸如卷积函数的不同加权函数。典型显 示的油特性包括：含水量、酸度、油烟含量、添加剂的存在、和/或氧化百分比、和/或其组 合。对于选定资产，该特性还可以包括计算的总酸值和/或皂化值。对于其它资产，该油特 性可以包括总碱值。
[0014] 在一个示例中，该样品管是翻盖式样品管。一种便携式手持单元可以包括用于所 显示信息的屏幕。在一些示例中，将在该路线上的每一种资产中所使用的油的类型、油特性 方法、以及报警设置存储在手持便携式单元中。
[0015] 应注意到，在该示例中的样品管实际上为两个窗口之间的油样品的有限体积。然 而，样品管可以被概括成包括用于生成有关关注样本的感官参与的其它感测配置。而且，将 关注样本带至样品管和将样品管带至关注样本实际上相同。根据本发明，样品管可以接纳 关注样本，或者可以将样品管递送至关注样本。
[0016] 而且，特征还在于一种基于路线的分析方法，该方法包括以下步骤：显示包括具有 要检查的油的资产的路线，确定每一种资产中使用的油的类型，针对该路线上的每一种资 产，定位专用于该资产中使用的油的一种或多种油特性方法，以及针对沿该路线的每一种 资产，定位专用于该资产的报警设置。将来自该路线上的一资产的油加载到样品管中。生 成引入至该油样品管的油的红外光谱，并且利用专用于油类型的方法分析该红外光谱，来 计算和生成油特性。将这些油特性与专用于该资产的报警设置比较并显示。
[0017] 而且，特征还在于一种分析系统和方法，该分析系统和方法包括：分析子系统，该 分析子系统被设置成分析引入至样品管的物质，和处理子系统。该处理子系统被设置成：确 定与一资产相关联的物资的类型，针对每一种资产，定位专用于该资产中使用的物质的一 种或多种分析方法，以及在将该物质引入至样品管之后，利用生成至少一个特性的所定位 分析方法来分析该资产的物质。
[0018] 基于路线的油分析典型地涉及清洁步骤。该清洁步骤通常旨在将样品管返回至令 人满意的状态，准备好进行与新样本的感官接触。重要的是，确保下一测量不会不利地被残 留的以前样本或残留的清洁材料所影响。常见清洁工序示例是，擦拭或冲洗或排出或烘干 或这些中的两种或更多种的组合。还常见的是，要执行补偿步骤或"清洁-检查"步骤，以 进一步去除一天一天地或从测试至测试的交叉污染、残留物、或其它环境或物理变化对测 量的不利影响。
[0019] 在一个版本中，所述处理子系统还被设置成，针对每一种资产，定位专用于该资产 的报警设置，并且基于该报警设置显示一个或多个报警指示。在一个示例中，该物质是油， 并且在一个示例中，该分析子系统是针对引入到样品管中的油生成光谱的红外分光计。该 处理子系统可以被设置成，针对每一种资产的油，定位基准光谱，并且分析包括利用比较所 生成光谱与基准光谱的油特性方法。该方法优选地覆盖不同光谱波长范围并且针对不同油 使用不同加权函数。在一个基于路线的实施例中，所述处理子系统还被设置成，使用路线数 据来显示包括要沿一路线检查的资产的路线。该路线数据被关联至油类型、资产信息、报警 限制、基准光谱等。
[0020] 该基于路线的油分析方法避免或减少了人为错误。一种方法包括利用手持、便携 式的基于路线的分析单元，其具有油样品管（例如，透射、ATR、反射、DRIFT等）和红外分光 计子系统，该红外分光计子系统被设置成生成引入到该油样品管中的油的光谱。该方法可 以使用多个物质ID，其中，物质ID还包括表示一润滑剂产品或在利用特定分光技术测试时 产生类似红外分光测量结果的一组润滑剂产品的指定，其中，分光技术是限定光谱特征提 取技术。该方法还可以使用多个阈值关联点，其中，阈值表示针对来自包括化学特征、污染 特征、或磨损特征的组的一特征的超限水平。该方法可以包括以下步骤：利用具有多个分离 点的结构化数据库编程电子存储器，向该结构化数据库中的所述多个点中的每一个指配相 关物质ID和特征超限水平，利用编程逻辑来帮助检查员构造经过该结构化数据库中的所 述多个点中的至少一部分的优选路线，利用编程逻辑来引导用户寻找包括该路线或数据库 的组内的一特定点，利用编程逻辑来解释该点的物质ID，并且根据该信息确定指配的分光 技术和超限水平，以及利用编程逻辑来在利用红外分光计从该点测试并报告来自一样本的 特征结果时应用正确选择的分光技术和超限水平。
[0021] 现场检查员可以使用一装置来标识油隔室，测试来自该隔室的样本，并且查明可 能误用或劣化。这种装置可以包括编程分光计，其具有样本测试管、显示器、微处理器、用 户输入部、和存储器，其中，该存储器利用具有表示样本收集点的多个点的结构化数据库编 程，并且将物质ID和超规定水平指配给每一个点。每一个物质ID都可以是来自相区分的 第一和第二物质标志的指定，其中，一物质指定是一个润滑剂产品或者在利用相关测试序 列和特征提取技术测试时产生类似测量结果的一组润滑剂产品的标识符。第一、第二、以及 第三润滑剂产品标识符对应于相区分的润滑剂产品。第一、第二、以及第三润滑剂隔室标识 符对应于相区分的设备。第一和第二测试配置，其中，每种测试配置根据测试第一物质产生 可重复结果，而在测试第二物质时产生不同的可重复结果。第一和第二超规定水平对应于 该第一和第二润滑剂隔室。该编程分光计帮助检查员定位现场中的一点，并且该编程分光 计使用编程逻辑对由定位一点的操作员导出的信息进行操作，以执行预选定分光测试序列 和特征提取技术，并且在比较结果时应用正确的超规定水平。
[0022] 现场检查员所使用的装置还可以包括相区分的润滑剂产品，其中，第一润滑剂产 品是来自液压流体的第一制造方的第一液压流体。第二润滑剂是来自重型柴油发动机油的 专门制造方的专用重型柴油发动机油。第三润滑剂是来自液压油设备的第二制造方的第二 液压流体，其中，第一隔室是从液压栗引导至液压机构的加压管路，第二隔室是来自移动式 机器的发动机曲轴箱，第三隔室是存储隔室。第一配置是用于测试液压油但不用于测试发 动机油的配置，而第二配置是用于测试发动机油但不用于测试涡轮机油的配置。第一水平 可以是对于第一油隔室TAN增加0. 4,而第二水平可以是对于第二油隔室TBN降低50%。 第一和第三润滑剂产品可以被测试并示出为通过第一物质指定标准而未通过第二物质指 定标准。第二润滑剂产品被测试并示出为未通过第一物质指定标准而通过第二物质指定标 准。
[0023] 一种基于样品点的油分析方法通过利用编程逻辑基于现场一测量