润滑油油液分析

null基于MEMS传感器的 润滑油多参量在线监测仪的研制基于MEMS传感器的 润滑油多参量在线监测仪的研制流程工业过程安全监测与预警技术研究室北京中联电科技术有限公司北京化工大学信息科学与技术学院汇报目录汇报目录技术背景 实现路线 工作基础 现有成果 进度控制 验收 费用预算null技术背景——技术现状润滑油油质分析工作方式有两大类： 1）离线式理化指标分析 2）在线式实时监测仪器 工作方式1——离线式理化指标分析工作方式1——离线式理化指标分析工作方式： 人工采样油料后进行铁谱、光谱、颗粒计数、黏度等多项理化指标分析； 典型产品： 美国OSA公司的OSAII全自动综合油料分析监测仪； 技术特点： 配以专家系统对检验结果进行分析，检验结果准确可靠。null工作方式2——在线式实时监测仪器工作方式： 检测探头被直接安装在被测设备上，通过对润滑油温度、粘度、密度等指标进行实时监测； 典型传感器产品： 美国西储大学（CWRU）的基于MEMS的多传感器探头； 技术特点： 实时、在线、自动化、网络化监测。无人化管理，节约大量人力成本。技术背景——必要性（1）技术背景——必要性（1）麻省理工大学(M.I.T)的研究：技术背景——必要性（2）技术背景——必要性（2）通过对各参量的监测，可以实现以下目标： （一）实现润滑油油质和旋转机械磨损的实时在线监测，通过监测温度、电导率等参数的突然变化，实现机械故障的早期预警；提高企业自动化水平。 （二）通过对密度的实时连续监测，可以得到该参量的变化趋势，一旦得到连续增加的趋势，就可以得到油的氧化、添加物损失与工作环境改变的联动等信息，进而可以根据退化速度对润滑油作健康评估；并进一步通过激励来延长润滑油的生命周期。技术背景——必要性（3）技术背景——必要性（3）技术背景——必要性（4）技术背景——必要性（4）技术背景——必要性（5）技术背景——必要性（5）技术背景——必要性（6）技术背景——必要性（6） （三）润滑油的粘度是温度的函数，通过连续、实时监测得到的润滑油的粘度和温度参数，可以进一步根据润滑油的粘度决定当前润滑油的温度是否适合，从而采取进一步措施改变润滑油的温度，使润滑油处于最佳工作状态。 （四）通过在过滤网的前后分别安装多参量传感器，通过两组传感器测量结果的比较，可以进一步得到如下信息： 1) 过滤网是否需要清洗或更换； 2）传感器检测结果是否正常。 技术背景——必要性（7）技术背景——必要性（7）技术背景——必要性（8）技术背景——必要性（8）技术背景——经济效益技术背景——经济效益 （五）节能、减排、降耗；节约维修成本、检测成本和劳动力成本。 （六）通过对润滑油质量的连续变化建立润滑油质与旋转机械磨损和运行工况状态的联动跟踪，为日后建立旋转机械设备健康状态与润滑油状态相关联的故障诊断模型提供硬件设备支持和数据积累。 （七）实现现场监测数据的网络化共享，为生产和管理提供决策依据。 技术路线——总体思路技术路线——总体思路本课题采取成品传感器购买和监测仪系统自主研发的研究模式 成品传感器购买： 通过美国西储大学C.C.Liu教授合作途径，购买能够感测粘度、温度、交流阻抗和密度四项参量的MEMS多参量集成传感器 监测仪系统自主研发： 采用总线供电方式，四个变量的4-20mA信号串行变送输出，可在现场或在监控室由ARM处理器或嵌入式工控机进行数据采集、存储、显示和网络远传。技术路线——总体方案技术路线——总体方案技术路线——具体方案技术路线——具体方案粘度测量： 用单一频率信号激励指型元件阵列，测量振动引起的功率消耗； 对应同一润滑油样本，测量其在不同温度、不同激励频率下的粘度和消耗功率幅值； 对应不同润滑油样本，重复上述过程； 运用神经网络技术建立粘度测量解析模型； 测量结果与理化分析结果进行比对和标定。技术路线——具体方案技术路线——具体方案交流阻抗： 针对不同润滑油样本，以不同幅值、不同频率正弦波信号激励叉指电极，测量其电化学交流阻抗谱； 根据电化学交流阻抗谱，找出不同油质样本（主要针对不同金属颗粒度）的特征参量，计算相应的介电常数； 找出对应的最佳激励信号幅值和频率（主要选择三种）。技术路线——具体方案技术路线——具体方案密度： 通过直接测量两个电极的电势，建立密度值与电势的关系模型。 温度： 通过给温度传感器施加恒流电源，测量铂电极两端的电位差，实现温度的测量。工作基础（一） 工作基础（一） C.C.Liu教授是Case Western Reserve University化工系杰出讲座教授，大学电子设计中心主任兼电子工程系微电子制作技术国家重点实验室主任、美国传感技术和控制组织的名誉教受。 C.C.Liu教授为北京化工大学的特聘教授，刘教授与Rockwell公司合作研制了面向润滑油MEMS多参量集成传感器。工作基础（二）工作基础（二）本研究室为北京化工大学与中联电科公司的合建实验室，长期从事流程工业过程安全监测与预警技术的研究工作，为中石油、中石化、各级企事业单位设计、研制了流量变送器、动态压力变送器、漏磁信号变送器等各种仪表；设计、制作了服务于不同场合的、要求各异的数据采集模块；编制了基于嵌入式系统的数据采集、存储、显示、网络通讯等计算机软件和基于神经网络的故障诊断算法。这些工作积累都可以为本项目的实施提供借鉴。现有成果 （1）现有成果 （1）基于三线制24V环路供电、4-20mA输出的动态压力变送器的PI-PE型管道泄漏监测系统（含基于嵌入式工控机的数据采集、存储和网络通信功能、基于神经网络泄漏诊断模型） 具有压力、温度补偿功能的流量变送器（二线制24V环路供电、4-20mA输出） 面向管道内部检测的多路信号串行变送器（二线制24V环路供电、4-20mA输出）现有成果 （2）现有成果 （2）面向管道防护层健康诊断的超低功耗数据采集、无线发送模块及基于Qt的监测系统 基于ARM处理器和Qt编程的便携式人机接口系统（含存储和带触摸屏LCD显示接口） 基于特征气体浓度监测的高压开关柜触点温度监测系统 基于金属磁记忆的金属构件缺陷诊断系统