專利名稱：一種潤滑油在線監(jiān)測集成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種潤滑油在線監(jiān)測集成裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及機(jī)械裝備摩擦潤滑系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種潤滑油在線監(jiān)測集成裝置。
背景技術(shù)：
[0002]機(jī)械裝備各運動副的摩擦不僅消耗系統(tǒng)能量而且產(chǎn)生磨損并導(dǎo)致材料損失。潤滑是解決摩擦磨損問題的一個重要技術(shù)手段。潤滑油是機(jī)械設(shè)備必備的工作介質(zhì)，是機(jī)械設(shè)備摩擦潤滑系統(tǒng)的“血液”，在機(jī)械裝備的工作過程中對各運動部件起著潤滑、減磨、冷卻、 清洗、減振和防腐等重要作用。但它本身的性質(zhì)也因受到高溫、高壓、外部污染物等發(fā)生氧化衰變，是造成故障的原因之一。而且也容易受到污染，潤滑油中的污染物包括零部件的磨損顆粒、積碳、漆膜、腐蝕產(chǎn)物、粉塵、水分、燃油以及油泥等各類氧化產(chǎn)物；這些污染物一方面加速潤滑油的變質(zhì)，使?jié)櫥褪δΣ粮北砻娴臐櫥瑴p磨功能；另一方面固體顆粒污染物被潤滑油帶入各運動副表面，加速材料表面的磨粒磨損，尤其是大尺寸硬質(zhì)顆粒，使機(jī)器在較短的時間里發(fā)生磨損性故障而停機(jī)。據(jù)國外統(tǒng)計資料表明約80%左右的機(jī)器零部件都是因為磨損而失效，而且50%以上的機(jī)械裝備的惡性事故都是起因于潤滑失效和過度磨損。[0003]可見，用潤滑油作為一種信息載體，其自身蘊藏著豐富的來自各運動副表面的摩擦學(xué)狀態(tài)信息。對其性能及所攜帶的磨損產(chǎn)物的監(jiān)測分析，可有效地評價機(jī)器的磨損狀態(tài)。 潤滑油監(jiān)測技術(shù)通過取樣分析來檢測在用潤滑油，獲得潤滑油性能和磨損產(chǎn)物所反映的磨損特征信息，能有效地評價機(jī)器各摩擦副構(gòu)件的磨損狀態(tài)?？梢姡瑵櫥头治瞿軆?yōu)化裝備潤滑，減少故障帶來的損失，延長機(jī)器使用壽命。[0004]現(xiàn)代大型的、關(guān)鍵性的、無儲備的機(jī)械裝備因為生產(chǎn)需要而長時連續(xù)工作，對各種動力機(jī)械潤滑磨損狀態(tài)的監(jiān)測和故障識別預(yù)報顯得尤為重要。離線的潤滑油分析定期取樣特點不可能實時了解到裝備潤滑磨損狀況，延誤故障的判定。同時，為了減少機(jī)器的維修費用，目前的維護(hù)由事后維護(hù)、計劃維護(hù)向按需維護(hù)方向發(fā)展，這就要求對關(guān)鍵機(jī)械裝備的運行過程進(jìn)行實時在線監(jiān)測。潤滑油在線監(jiān)測是指在機(jī)器運行過程中對潤滑油實時、連續(xù)的監(jiān)測并及時動態(tài)地獲取機(jī)器潤滑磨損狀態(tài)信息，達(dá)到實時潤滑磨損狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷目的。潤滑油在線監(jiān)測技術(shù)消除了離線潤滑油檢測的人為不確定性因素，取樣和檢測幾乎同時進(jìn)行，并能及時提供機(jī)械裝備摩擦系統(tǒng)的潤滑磨損實時狀態(tài)信息，保障裝備的安全運行。[0005]目前對于潤滑油的品質(zhì)的監(jiān)測方法仍是以離線采集油樣分析為主，在監(jiān)測過程中分析潤滑油的理化特征性能參數(shù)，包括基于光譜技術(shù)與鐵譜技術(shù)的磨損顆粒分析，污染度分析、水分分析和黏度分析等，這種離線的潤滑油定期取樣的監(jiān)測不可能實時了解到機(jī)械設(shè)備中潤滑油潤滑油的品質(zhì)，會延誤故障的判定。同時，為了減少機(jī)械設(shè)備的維修費用，目前的維護(hù)由事后維護(hù)、計劃維護(hù)向按需維護(hù)方向發(fā)展，這就要求對機(jī)械設(shè)備的運行過程進(jìn)行實時在線監(jiān)測。而現(xiàn)有的潤滑油在線監(jiān)測技術(shù)，國內(nèi)外大部分是采用傳感器監(jiān)測潤滑油單一性能指標(biāo)，如黏度、水分或油中攜帶的顆粒物質(zhì)等，還沒有同時完成潤滑油多信息的采集儀器，對機(jī)械裝備潤滑磨損性故障的在線監(jiān)測準(zhǔn)確率并不高。[0006]在公告號為CN101328917A的中國發(fā)明專利申請公開了液壓油、潤滑油油況在線監(jiān)測系統(tǒng)及方法，該發(fā)明由油況監(jiān)測傳感器、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、操作程序、 警報系統(tǒng)和自動執(zhí)行系統(tǒng)組成，通過在油站上設(shè)置旁路和安裝儲油室，將監(jiān)測單元固定，實時監(jiān)測油的黏度、微水含量、雜質(zhì)等理化特征性能參數(shù)。該發(fā)明中，傳感器和監(jiān)測器所檢測到信號通過數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換系統(tǒng)逐一送至計算機(jī)，由計算機(jī)對各個傳輸過來的信號進(jìn)行逐一分析和診斷，同一個時間只能分析和診斷液壓油和潤滑油的一個理化特征性能參數(shù)信息， 傳輸過程中同一時間只能傳輸一路數(shù)據(jù)，工作效率相對較低。并且該發(fā)明所組成結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不方便拆裝。實用新型內(nèi)容[0007]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供了一種可同時實現(xiàn)潤滑油的多個理化特征性能參數(shù)，包括水分、黏度、污染度和所攜帶的磨損顆粒信息的實時監(jiān)測裝置，并且該裝置安裝使用方便，對機(jī)械設(shè)備潤滑系統(tǒng)形狀適用性強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸量大，能穩(wěn)定地傳輸多個數(shù)據(jù)。[0008]本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種潤滑油在線監(jiān)測集成裝置，包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)和下位機(jī)通過數(shù)據(jù)線相連接，所述下位機(jī)包括信號解碼及調(diào)制模塊、油液特征信息歸集模塊、定壓閥、控制閥、微量泵和用于截取潤滑油的功能油池，以及安裝在所述功能油池上的、分別與信號解碼及調(diào)制模塊連接的在線式污染度監(jiān)測傳感器、黏度傳感器、水分傳感器、油質(zhì)傳感器和磨粒監(jiān)測傳感器，油液特征信息歸集模塊與信號解碼及調(diào)制模塊連接，定壓閥和控制閥安裝在功能油池的進(jìn)油口上，微量泵安裝在功能油池的出油口上且與磨粒監(jiān)測傳感器連接；所述上位機(jī)包括主板，以及與主板連接的顯示器。通過主板對下位機(jī)傳送過來的理化特征信息進(jìn)行實時監(jiān)測、分析和診斷。[0009]所述主板為PC104主板。[0010]所述上位機(jī)還包括連接在主板與顯示器之間的觸摸板。[0011]所述上位機(jī)還包括工業(yè)級電源和逆變器，逆變器連接在工業(yè)級電源與顯示器之間。[0012]所述上位機(jī)還包括與工業(yè)級電源的電源開關(guān)串聯(lián)的熔斷器。[0013]所述上位機(jī)還包括與主板連接的交換機(jī)。[0014]本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果[0015](I)本實用新型通過下位機(jī)的油液特征信息歸集模塊將傳感器信號進(jìn)行解碼與調(diào)制后得到的單個理化特征性能參數(shù)歸集到同一數(shù)據(jù)格式，再傳送給上位機(jī)，為上位機(jī)數(shù)據(jù)分析平臺提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了多個數(shù)據(jù)同時傳輸和多個理化特征性能參數(shù)信息同時采集，提高了裝置的工作效率和穩(wěn)定性。[0016](2)本實用新型通過PC104主板自動對潤滑油的多個理化特征性能參數(shù)信息進(jìn)行融合診斷分析與評價并及時給出診斷建議，從而有效地避免機(jī)械設(shè)備的摩擦潤滑系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)重大故障，保障了設(shè)備長時間安全運行。[0017](3)本實用新型對機(jī)械設(shè)備的摩擦潤滑系統(tǒng)實現(xiàn)了潤滑油的多個理化特征性能參數(shù)信息實時、連續(xù)監(jiān)測與故障預(yù)警，其監(jiān)測與分析結(jié)果與機(jī)器運行狀態(tài)具有同步性，消除了CN 202735335 U書明說3/5頁離線監(jiān)測人為不確定性影響因素和離線取樣檢測分析時間滯后的缺點。[0018](4)本實用新型的裝置采用了上位機(jī)、下位機(jī)的結(jié)構(gòu)，潤滑油的理化特征性能參數(shù)信息的采集和轉(zhuǎn)換模塊放置于下位機(jī)中，潤滑油理化特征性能參數(shù)信息的自動提取、分析和顯示的模塊放置于上位機(jī)中，大大提高了裝置的集成度，簡化了裝置的結(jié)構(gòu)，使裝置結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便。[0019](5)本實用新型的上位機(jī)可同時連接多臺下位機(jī)，實現(xiàn)對多臺下位機(jī)的監(jiān)控與顯不，提聞了上位機(jī)的利用率。


[0020]圖I是本實用新型潤滑油在線監(jiān)測集成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖2是本實用新型潤滑油在線監(jiān)測集成裝置的下位機(jī)結(jié)構(gòu)組成框圖。[0022]圖3是本實用新型潤滑油在線監(jiān)測集成裝置的上位機(jī)結(jié)構(gòu)組成框圖。
具體實施方式
[0023]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。[0024]實施例·[0025]如圖I所示，本實用新型一種潤滑油在線監(jiān)測集成裝置由下位機(jī)I和上位機(jī)2組成，下位機(jī)用于實現(xiàn)潤滑油理化特征性能參數(shù)信息的采集和轉(zhuǎn)換；上位機(jī)用于實現(xiàn)潤滑油理化特征性能參數(shù)信息的自動提取、分析和顯示結(jié)果。其中下位機(jī)包含有一個第一機(jī)箱，上位機(jī)包含一個第二機(jī)箱。下位機(jī)I的第一機(jī)箱上設(shè)置有進(jìn)油口 3、出油口 4、抽氣口 5、網(wǎng)絡(luò)接口和電源插頭；進(jìn)油口 3與機(jī)械設(shè)備潤滑系統(tǒng)引出的出油管相連，為第一機(jī)箱提供油樣品供各傳感器采集信息；出油口 4與機(jī)械設(shè)備潤滑系統(tǒng)上引出的進(jìn)油管相接，檢測之后的油樣通過進(jìn)油管流回設(shè)備潤滑系統(tǒng)；抽氣口 5為磨粒監(jiān)測傳感器抽氣過程提供空氣，凈化磨粒監(jiān)測傳感器油路中的殘留潤滑油；網(wǎng)絡(luò)接口為第三網(wǎng)絡(luò)接口 6，電源插頭為第三電源插頭7。上位機(jī)2的第二機(jī)箱上設(shè)置有兩個電源插頭、兩個網(wǎng)絡(luò)接口、兩個USB接口、電源開關(guān)14、熔斷器安裝口 15、交流電源插頭16、顯示器17、觸摸板18和裝置銘板19，其中兩個電源插頭分別為第一電源插頭8和第二電源插頭9，兩個網(wǎng)絡(luò)接口分別為第一網(wǎng)絡(luò)接口 10和第二網(wǎng)絡(luò)接口 11，兩個USB接口分別為第一 USB接口 12和第二 USB接口 13。其中第一電源插頭8、第二電源插頭9和第三電源插頭7均為24V直流電源插頭，交流電源插頭為220V 交流電源插頭，顯示器為LCD液晶顯示器，裝置銘板19用于加載裝置技術(shù)數(shù)據(jù)。[0026]下位機(jī)的第三電源插頭7和上位機(jī)的第一電源插頭8或第二電源插頭9相連，通過上位機(jī)給下位機(jī)供電；下位機(jī)的第三網(wǎng)絡(luò)接口 6通過數(shù)據(jù)線和上位機(jī)的第一網(wǎng)絡(luò)接口 10 或第二網(wǎng)絡(luò)接口 11相連，實現(xiàn)上位機(jī)2和下位機(jī)I之間的程序指令發(fā)送和監(jiān)測數(shù)據(jù)的通訊。上位機(jī)2通過第一電源插頭8、第二電源插頭9、第一網(wǎng)絡(luò)接口 10和第二網(wǎng)絡(luò)接口 11 可同時連接兩臺下位機(jī)I，從而實現(xiàn)一臺上位機(jī)同時控制兩臺下位機(jī)工作。[0027]如圖2所示，下位機(jī)I的第一機(jī)箱內(nèi)部安裝有控制閥20、在線式污染度監(jiān)測傳感器22、黏度傳感器23、水分傳感器24、油質(zhì)傳感器25、磨粒監(jiān)測傳感器26、微量泵27、定壓閥28、信號解碼及調(diào)制模塊32、油液特征信息歸集模塊33和功能油池34。5[0028]所述功能油池34用于截取潤滑油，收集機(jī)械設(shè)備潤滑系統(tǒng)的潤滑油樣品，從而方便使用多個傳感器監(jiān)測多個數(shù)據(jù)，再借助控制閥和微量泵，進(jìn)而實現(xiàn)潤滑油中磨粒信息的監(jiān)測。在線式污染度監(jiān)測傳感器22、黏度傳感器23、磨粒監(jiān)測傳感器26、水分傳感器24和油質(zhì)傳感器25分別安裝在功能油池34上；微量泵27安裝在功能油池34的出油口上并且與磨粒監(jiān)測傳感器26連接；在線式污染度監(jiān)測傳感器22、黏度傳感器23、水分傳感器24、油質(zhì)傳感器25和磨粒監(jiān)測傳感器26分別與信號解碼及調(diào)制模塊32相連，將傳感器各自所檢測到的信號傳送給信號解碼及調(diào)制模塊32 ;信號解碼及調(diào)制模塊32與油液特征信息歸集模塊33相連；油液特征信息歸集模塊33與下位機(jī)I的第三網(wǎng)絡(luò)接口 6相連。定壓閥和控制閥20分別安裝在功能油池34的進(jìn)油口上，其中定壓閥為下位機(jī)I油路提供需要的油壓； 控制閥用于截斷油路，使得微量泵27在短時間內(nèi)抽氣吹凈磨粒監(jiān)測傳感器26內(nèi)部石英玻片上的殘留潤滑油，便于磨粒監(jiān)測傳感器拍照，從而檢測到潤滑油所攜帶的磨損顆粒信息。 微量泵27進(jìn)一步保證油路具有穩(wěn)定的油壓，滿足磨粒監(jiān)測傳感器26供油壓力需要。其中功能油池34的出油口和進(jìn)油口分別與第一機(jī)箱上的進(jìn)油口 3和出油口 4相對應(yīng)。[0029]在線式污染度監(jiān)測傳感器22:用于在線檢測運行中油中的污染固體顆粒，并將實時數(shù)據(jù)傳送到油液特征信息歸集模塊33 ;黏度傳感器23 :用于檢測油的黏度，并將油的黏度實時數(shù)據(jù)傳送到油液特征信息歸集模塊33 ;水分傳感器24 :用于檢測油中的水分，并將實時數(shù)據(jù)傳送到油液特征信息歸集模塊33 ;油質(zhì)傳感器25 :用于檢測潤滑油品質(zhì)特性，并將實時數(shù)據(jù)傳送到油液特征信息歸集模塊33 ;磨粒監(jiān)測傳感器26 :用于檢測油中的磨損顆粒數(shù)量，并將實時數(shù)據(jù)傳送到油液特征信息歸集模塊33。[0030]如圖3所示，上位機(jī)還包括工業(yè)級電源40、交換機(jī)35、PC104主板36、逆變器37、熔斷器38和電源轉(zhuǎn)換模塊39。其中工業(yè)級電源40、交換機(jī)35、PC104主板36、電源轉(zhuǎn)換模塊 39和逆變器37均安裝在上位機(jī)2第二機(jī)箱內(nèi)部；熔斷器39安裝在上位機(jī)2第二機(jī)箱上的熔斷器38安裝口 15 ;上位機(jī)2第二機(jī)箱上的第一 USB接口 12、第二 USB接口 13為PC104 主板36上的兩個USB接口 ；上位機(jī)2第二機(jī)箱上的交流電源插頭16通過熔斷器38和電源開關(guān)14與工業(yè)級電源40相連接；上位機(jī)2第二機(jī)箱上的IXD液晶顯示器17通過逆變器37 與工業(yè)級電源相連接40 ；PC104主板36與交換機(jī)35相連，通過交換機(jī)35實現(xiàn)與油液特征信息歸集模塊33的通信；交換機(jī)35與工業(yè)級電源40相連，通過工業(yè)級電源40供電，上位機(jī)2機(jī)箱上的第一網(wǎng)絡(luò)接口 10和第二網(wǎng)絡(luò)接口 11分別與交換機(jī)35相連；上位機(jī)2第二機(jī)箱上的第一電源插頭8、第二電源插頭9分別通過導(dǎo)線和工業(yè)級電源40相連接，為下位機(jī)I 供電。IXD液晶顯示器17和PC104主板36相連接，觸摸板18分別與IXD液晶顯示器17和 PC104主板36相連接，通過IXD液晶顯示器17和觸摸板18實現(xiàn)人機(jī)交互。[0031]下位機(jī)I的信號解碼及調(diào)制模塊32將在線式污染度監(jiān)測傳感器22、黏度傳感器 23、水分傳感器24、油質(zhì)傳感器25和磨粒監(jiān)測傳感器26傳送過來的原始特征電平信號進(jìn)行解碼及調(diào)制，在調(diào)制的時候加入校驗位進(jìn)行有效電平信號的轉(zhuǎn)換，得到需要的潤滑油的單個理化特征性能參數(shù)信息；油液特征信息歸集模塊33先將從信號解碼及調(diào)制模塊32傳輸過來的單個理化特征性能參數(shù)歸集到同一數(shù)據(jù)格式，再向上位機(jī)傳輸，有效解決圖像、視頻和音頻等數(shù)據(jù)的粘包問題，為上位機(jī)數(shù)據(jù)分析平臺提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)。[0032]上位機(jī)2和下位機(jī)I之間通過數(shù)據(jù)線實現(xiàn)通信，下位機(jī)I的油液特征信息歸集模塊33通過該數(shù)據(jù)線和上位機(jī)2的交換機(jī)35將傳感器檢測到的潤滑油的理化特征性能參數(shù)信息傳送給上位機(jī)2的PC104主板36，由PC104主板36對獲取的潤滑油的理化特征性能參數(shù)信息進(jìn)行分析與實時故障報警顯示，并根據(jù)需要形成綜合的當(dāng)前監(jiān)測與診斷分析報告。其中潤滑油的理化特征性能參數(shù)信息包括潤滑油的磨損顆粒信息、污染度信息、潤滑油的黏度信息、潤滑油中水分含量的質(zhì)量數(shù)信息和潤滑油品質(zhì)特性信息，其中磨損信息包括實時的在線磨粒圖像信息。上位機(jī)的LCD液晶顯示器17用于顯示潤滑油各個理化特征性能參數(shù)在線監(jiān)測與診斷中心監(jiān)測、分析和診斷的結(jié)果。該裝置通過上位機(jī)的觸摸板18實現(xiàn)對該裝置的相關(guān)控制操作。[0033]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，如上位機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)接口和電源插口根據(jù)實際監(jiān)測需要設(shè)置，可以為一個，也可以為多個；上位機(jī)也可直接采用普通計算機(jī)代替?？善渌娜魏挝幢畴x本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種潤滑油在線監(jiān)測集成裝置，包括上位機(jī)和下位機(jī)，所述上位機(jī)和下位機(jī)通過數(shù)據(jù)線相連接，其特征在于所述下位機(jī)包括信號解碼及調(diào)制模塊、油液特征信息歸集模塊、 定壓閥、控制閥、微量泵和用于截取潤滑油的功能油池，以及安裝在所述功能油池上的、分別與信號解碼及調(diào)制模塊連接的在線式污染度監(jiān)測傳感器、黏度傳感器、水分傳感器、油質(zhì)傳感器和磨粒監(jiān)測傳感器，油液特征信息歸集模塊與信號解碼及調(diào)制模塊連接，定壓閥和控制閥安裝在功能油池的進(jìn)油口上，微量泵安裝在功能油池的出油口上且與磨粒監(jiān)測傳感器連接；所述上位機(jī)包括主板，以及與主板連接的顯示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潤滑油在線監(jiān)測集成裝置，其特征在于所述主板為PC104 主板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潤滑油在線監(jiān)測集成裝置，其特征在于所述上位機(jī)還包括連接在主板與顯示器之間的觸摸板。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潤滑油在線監(jiān)測集成裝置，其特征在于所述上位機(jī)還包括工業(yè)級電源和逆變器，逆變器連接在工業(yè)級電源與顯示器之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的潤滑油在線監(jiān)測集成裝置，其特征在于所述上位機(jī)還包括與工業(yè)級電源的電源開關(guān)串聯(lián)的熔斷器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潤滑油在線監(jiān)測集成裝置，其特征在于所述上位機(jī)還包括與主板連接的交換機(jī)。
專利摘要本實用新型公開了一種潤滑油在線監(jiān)測集成裝置，該裝置包括上位機(jī)和下位機(jī)，下位機(jī)包括信號解碼及調(diào)制模塊、油液特征信息歸集模塊、定壓閥、控制閥、微量泵和用于截取潤滑油的功能油池，以及安裝在功能油池上、分別與信號解碼及調(diào)制模塊連接的在線式污染度監(jiān)測傳感器、黏度傳感器、水分傳感器、油質(zhì)傳感器和磨粒監(jiān)測傳感器，油液特征信息歸集模塊與信號解碼及調(diào)制模塊連接，定壓閥和控制閥安裝在功能油池的進(jìn)油口上，微量泵安裝在功能油池的出油口上且與磨粒監(jiān)測傳感器連接；上位機(jī)包括主板和顯示器。本實用新型實現(xiàn)了潤滑油多個理化特征性能參數(shù)信息同時并且實時的監(jiān)測，該裝置還具有結(jié)構(gòu)集成度高、拆裝方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。
文檔編號G01N11/00GK202735335SQ201220258389
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者賀石中, 陳閩杰, 陶輝, 馮偉 申請人:廣州機(jī)械科學(xué)研究院有限公司