基于路线的物质分析系统和方法_2

文档序号:9332479阅读:来源:国知局
点的标识正确 地标识与油测试器一起使用的测试技术和超限水平来减少错误。一种方法包括利用多个物 质ID,其中,物质ID还包括表示一润滑剂产品或在利用特定测量数据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指定。该方法可以使用多个阈值关联点,其中,一 阈值表示针对一特征的超限水平。该方法还可以包括以下步骤: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,利用编程逻辑来引导用户寻找数据库内的一特定点,利用编程逻辑来 解释该点的物质ID,并且根据该解释,确定指配的提取技术和超限水平,以及利用编程逻辑 在测试并报告利用油测试器测试该点的样本的特征结果时,应用正确的提取技术和超限水 平。
[0024] 该物质ID特征提取技术并入根据新物质样本测量的数据。该类似测量结果可以 是用于与一容限比较的数字。该特征通常来自包括以下内容的组:总碱值特征、总酸值特 征、氧化特征、油中水特征、抗磨损添加剂特征、以及抗氧化剂特征、铁颗粒测量、非铁金属 颗粒测量、颗粒污染测量、以及元素 PPM测量。
[0025] 该分离点可以是来自包括以下各项的分离点的组,包括:空间分离点(如具有固 定资产的工厂中)、临时分离点(如服务舱中,其中,移动车队设备周期性访问)、或空间且 时间是分离的点(固定和移动设备两者的这种组合)。使用户寻找一特定点的引导来自包 括以下各项的组:用于用户观看点信息的显示、RFID位置标签和关联读取器、GPS坐标和关 联GPS接收器、条形码位置标签和关联读取器、以及这些中的两个或更多个的组合。该编程 逻辑还利用推理引擎来解释报告的特征结果,以导出用户可以基于该报告的特征结果来推 荐的逻辑观察和动作。
[0026] 然而,本主题发明在其它实施例中不需要实现所有这些目的,并且其权利要求书 不应受限于能够实现这些目的的结构或方法。
【附图说明】
[0027] 图1是示出根据本发明的手持便携式的基于路线的分析单元的一个实施例的示 意性三维正视图;
[0028] 图2是示出与用于图1所示单元的红外分光计子系统的一实施例相关联的主要部 件的示意性框图;
[0029] 图3示出与图1描绘的分析单元的处理子系统的一实施例相关联的主要部件的框 图;
[0030] 图4是描绘与根据本发明的基于路线的分析方法相关联的主要步骤并且还描绘 与在图3所示处理器上操作的计算机软件相关联的主要步骤的流程图;
[0031] 图5A-5D是示出路线和所显示油特性的、图1所示单元的显示的画面快照;
[0032] 图6示出了与填充如图3所示结构化数据库相关联的主要步骤;
[0033] 图7是描绘与编程图3所示处理器相关联的几个步骤的另一流程图;
[0034] 图8是显示在图1所示系统的显示屏上的、通过与图3的处理器相关联的编程所 生成的主菜单的描绘图。
【具体实施方式】
[0035] 除了下面公开的优选一个或多个实施例以外,本发明能够具有其它实施例,并且 能够按各种方式具体实践或执行。由此,应当明白,本发明在其应用方面不限于在下面的描 述中阐述的或者在附图中例示的部件的构造和布置的细节。即使在此仅描述了一个实施 例,其权利要求书也不限于该实施例。而且,其权利要求书不应被限制性地阅读,除非具有 清楚且令人信服的证据表明特定排除、限定,或弃权。
[0036] 图1描绘了具有翻盖式油样品管组件12的、手持便携式的基于处理器的、基于路 线的油分析系统10的一实施例。参见通过引用并入于此的美国专利No. 8384895。磁体14a 和14b在将样品管打开以加载油样品时以可释放方式保持外壳70上的板16a。其它样品管 是本领域技术人员已知的。可以使用透射型、反射率、ATR、DRIFT、以及其它样品管技术。
[0037] 存在输出显示屏72和诸如按钮74、滚轮76的输入装置,以用于在显示在经由单元 10中的处理子系统上操作的软件所生成的屏幕72上的菜单驱动选项当中进行选择。
[0038] 在单元外壳70内是红外分光计子系统,其被设置成生成引入到窗口化板16a与 16b之间的样品管组件12中的油的光谱。在一个示例中,这种红外分光计子系统包括图2 的红外光源62,红外光源62发射穿过板16a中的窗口 30a、油样品60、以及板16b中的窗口 30b的辐射63。此后,该辐射前进至典型包括检测器装置的分析器64,检测器装置全部可以 根据美国专利Nos. 6289149 ;和5856870 ;和/或美国专利申请No. 11/347482来设计。该红 外分光计子系统分析器优选地输出经分析的油样品的红外光谱。然而,可以使用其它红外 分光计子系统,甚或可以使用基于诸如可见光、紫外光等的电磁能的光谱的其它分析器。而 且,可以分析除了油以外的其它物质,如燃料、水等。
[0039] 接着,利用在图3的处理器80上操作的程序来分析该光谱,处理器80计算并在图 1的输出屏幕72上显示各种油特性和报警指示。这样编程的分析方法基于所分析物质的类 型(例如,其化学性质等)而改变。
[0040] 处理器80可以是微控制器、现场可编程门阵列、CPU、GPU、专用集成电路、处理器 和/或可以与图2的分析器64组合的协处理器,或者可以包括分布式系统(例如,分离的 膝上型电脑或PC)等。
[0041] 外壳70还可以包含诸如只读存储器或随机存取存储器的一个或多个存储器芯片 或器件,其存储数据、信息、以及计算与数据方程,统一被示出为如图3的数据库82,包含 (例如,经由上载的)路线数据、用于路线上的不同资产的油特性方法、基准光谱以及专用 于不同类型资产的报警限制。在一个示例中,沿该路线的一个检查点是具有充满油的齿轮 箱的机器。数据库82包含该资产的位置、用于采样齿轮箱油的指令、油的类型(例如,其化 学性质、标识符、其特性、油中使用的添加剂、该油的基准光谱等)、油特性分析方法(例如, 计算、要在卷积函数中使用的特定权重、要分析的波长区等)。针对特定油特性的报警限制 基于该机器和/或其油等。处理器80定位并加载该数据和信息,以便执行油分析。处理子系 统80利用存储在数据库82中的路线数据,在输出部(例如,图1的屏幕72)上显示包括具 要检查的油的资产的路线。参见通过引用并入于此的美国专利No. 7454050和No. 5637871。 由此,该处理子系统被编程或以其它方式设置成显示路线数据(图4的步骤90)。
[0042] 在一个基于路线的实施例中,用户可以读取图1的屏幕72上的文本(和/或观看 图形信息,如地图、工厂布局、和/或平面布置图等,其包括各种资产(例如,设备)的图片 或其它描绘),指令用户例如向工厂车间的特定位置(检查点)处的燃气涡轮发动机进发, 并且挖取(sump)该燃气涡轮发动机的油。参见图5A-5B,用户将该油加载到样品管12中, 并接着使用输入按钮74和/或滚轮76以启动分析(图4的步骤92)。
[0043] 接着,图2的分析器64响应地如上讨论地生成该油的光谱,并且图2的处理器80 根据数据库82,利用路线数据、资产信息、输入油类型等来确定在每一种资产中使用的油的 类型(油ID)。基于油的类型、及其标识、和/或其化学性质和/或利用该油的机器(统称 为油类型),在图3的数据库82中定位合适的油特性方法和基准光谱。参见图4的步骤 94-100〇
[0044] 这些方法在用于分析由分析器向处理器提供的光谱的计算中使用,以输出油特 性,如含水量、酸度、油烟含量、添加剂类型和含量、氧化程度等。可以检测并报告存在不正 确添加的物质(图4的步骤100)。参见图5C。
[0045] 在另一示例中,检查器向一资产进发,并且使用条形码读取器,以基于该资产上或 附近的条形码标签来向该系统输入该资产的油类型(例如,化学性质)、资产类型、分析方 法、报警限制等。
[0046] 如前提到,不同的油需要不同的分析方法、计算、分光技术,甚至不同的波长区整 合和卷积函数权重,以利用所检测油光谱与基准光谱之间的差异来达到正确的酸度估计 等。而且,不同的资产具有不同的报警设置(阈值、超限水平),其针对每一种机器存储在图 3的数据库82中。例如,报警限制可以是油类型、机器类型和/或寿命、或这种数据的组合 的函数。
[0047] 对于该燃气涡轮机示例来说,处理器80基于燃气涡轮发动机中的已知油类型而 返回并运行合适的油特性方法,返回针对该油的基准光谱、并且返回针对被检查的该特定 燃气涡轮发动机的报警设置。参见图4的步骤96-100。
[0048] 在一个示例中,另一检查点是柴油发电机。图示出了图5A的路线中的第二检查 点。处理器80基于柴油发电机中的已知油类型而返回并运行合适的油特性方法,返回针对 该特定柴油发电机油的基准光谱、并且返回针对被检查的该特定柴油发电机的报警设置。 [0049] 典型地讲,针对燃气涡轮发动机的报警设置将完全不同于针对柴油发电机的报警 设置。例如,与燃气涡轮发动机相比,被允许含水量和酸度在柴油发电机中被放宽。而且, 利用合适的油类型和油特性方法来分析由红外光谱子系统所生成的该油的红外光谱,从而 使得能够计算总酸值和/或皂化值和总碱值。对于在柴油发电机中使用的油来说,总酸值 不适用,而对于在燃气涡轮机中使用的油来说,总碱值不适用。
[0050] 在分析针对燃气涡轮发动机油和柴油发电机油的光谱时,在不同波长范围上可能 发生整合(例如,对于燃气涡轮机来说2. 5-5 μ m,而对于柴油发电机来说,5-11 μ m),从而 被用于基于上述整合来计算各种特性的加权卷积函数可以具有不同的加权因子。
[0051] 处理器80因而在图1的显示器72上显示合适的油特性连同任何报警指示(图4 的步骤104)。例如,如果水所占百分比太高,则所计算含水量的值可以按红色或者经由闪烁 数字等来显示。还可以基于报警指示来显示推荐,包括用于改变油、添加某种添加剂等的指 令。
[0052] 该处理子系统通常还生成并存储针对每一种资产的报告,注明检查日期和时间、 检查结果、所推荐和/或采取的动作、基于以前报告的趋势分析等。这种请求可以存储在图 3的数据库82中,和/或利用有线或无线(例如,Wi-Fi)连接上载至主计算机子系统。
[0053] 在其它示例中,该检查装置测试粘度(参见通过引用并入于此的公布美国申请 No.U.S. 2012/0180553)。该检查系统还可以包括颗粒计数/成像子系统等。利用油的其它 设备包括压缩机、传动装置等。
[0054] 在今天的工业工厂中,优选的是,通过跟随预定检查路线的人员来执行机械健康 检查。这种"巡逻(walking the beat)"方法提供了一种用于利用各种工具来执行有效机 械分析的极其有效的方法。这种方法在其中在每一种资产上永久性设置检查设备不划算的 许多情况下,具有当场检查、实时检查以及数据聚合连同有利的经济性的优点。
[0055] 确定定量润滑剂特性在这这一点上不能够满足这些预定路线健康检查的操作的 进展速度。分析在每一个测量点应当按秒钟来执行,最迟一分钟或两分钟。随着图1的手 持式单元10的出现,在该机械的采样点,可以在整个过程1-2分钟内读取关键的定量油参 数。在一个示例中,基于路线的分析将如下继续进行。
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