- 在線油液污染監測的解決方案
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2014/4/10
一、油液污染概述：
潤滑油和液壓油是機械生產系統的重要組成部分。據統計，液壓系統所發生的故障中，有80%以上是由于液壓油污染引起的。油液的污染形式通常是金屬磨粒、氧化物、油泥、結碳、水分、沉淀物、燃油以及氫、氯、熱、電、空氣等造成的污染。油液污染后其物理或化學性能都會生變化。傳統的潤滑油狀態監測是指利用實驗室的物理化學分析技術對機器設備正在使用的潤滑油樣品進行綜合分析，獲得設備潤滑與磨損狀況的信息，并據此預測設備磨損過程的發展，及時發現故障或預防故障的發生。根據調查發現，離線油液分析的有50%沒有發現問題，45%顯示失效即將發生，僅5%檢測出嚴重問題。這樣消耗了大量人力物力，卻無法及時診斷問題，因此在線油液監測十分必要。
二、在線油液污染監測的意義：
近年來，隨著設備系統對油液污染控制要求的提高，越來越多的場合要求對油液的污染程度或油液的綜合質量進行測試。在實驗室應用的層面，大量的油中污染物含量的精密測試設備被開發出來，通過對油液進行取樣，送到專門的實驗室對油液中的水分、顆粒雜質、老化產物和有害氣體等污染物進行分析。但由于這些污染物含量(污染度)測試設備種類繁多，價格昂貴，因而在應用成本上限制了油液污染控制的普及。
在大量的用油現場，往往并不需要對油液中的各種污染物進行精密的定量測試，而是需要快速監控油液的污染狀態。通過綜合油液中的水分、顆粒雜質、老化產物和有害氣體等因素，快速定性檢測油液的污染度，當油液的污染度趨于不合格時，采用再生凈化設備及時對油液進行處理，可以有效提升油液的品質，延長用油設備的壽命，提高油液的使用效率。
在線油液污染監測是指在設備正常運行不停機的情況下通過對在用潤滑油的物化參數實時監測，判定設備工況，診斷設備的的異常部件，異常程度。從而實現避免重大事故的發生。有針對性地維護和修理。另外實時監測可以幫助理解機械設備中摩擦副的磨損機理，潤滑機理，磨損失效類型等，確定潤滑油剩余壽命。確定合理的磨合規范和換油期。目前我國在"在線潤滑油狀態監測"儀器制造方面仍屬于空白，國際上少有的同類儀器仍處在體積大，技術復雜，應用范圍小，單一參數監測，價格昂貴，資源浪費的狀態。主要是傳感器技術無法突破。
三、電容在線油液傳感器
目前國內在線油污染傳感器仍處于理論嘗試階段，多采用電容式測量方法，即在檢測軟件支持下，通過測定油液綜合介電常數的變化來確定油質的受污染程度。
其工作原理是：把油液作為一種電介質，由于新油和在用油的介電常數不同，當油質變化時就會引起傳感器電容量的變化，通過C/V轉換把這一微弱變化的頻率值解調為直流電信號，經前級數據采集電路采樣放大、A/D轉換，送至單片機軟硬件組成的后級數據處理系統。系統依據檢測數據，分析計算得到的判定各類油質污染程度的上下門限標值，經包括算法的程序進行智能分析處理后，由LCD顯示器報告用戶定量(污染指數值)和定性(良好、可用、報廢)的檢測結果。
由于油液污染的成因及環境因素較復雜，因此該原理傳感器在生產實踐中并未得到很好的應用。例如：由于發動機活塞竄漏、燃油延遲噴射導致廢氣處理系統處理后的廢氣進入汽缸、或者高壓共軌泄漏導致了標準的2號柴油污染了機油，會引起機油的粘度下降，但是對機油的介電常數和密度沒有影響。
四、在線油污染度傳感器FPS2800B12C4：
FPS2800B12C4是由美國MEAS推出的一款創新型流體特性傳感器，可直接和同時測量流體的粘度、密度、介電常數和溫度。通過專利的音叉技術，FPS2800B12C4在線油污染度傳感器可以檢測到諸如發動機潤滑油、燃油、傳動油、剎車液、液壓油和齒輪油、冷凍液和溶劑等的流體的多個物理屬性間的直接和動態的關系。
這種多參數的分析能力改善了流體特性的運算法則。這種FPS可為廣大OEM和售后市場用戶提供了流體的在線檢測功能，可廣泛用于大型機械齒輪箱，軸承失效，汽輪壓縮機組，發動機組，液壓系統，飛機，輪船及大型動力機械、工業設備和渦輪機領域的流體貯存、加工線、加壓高速導管(例如，化學品供應、加工環路)等方面。FPS2800B12C4采用通用的數字CANJ1939協議，可十分容易地與主控制器進行連接。可采用一個簡單的4引腳連接器進行安裝，節約用戶的成本。
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