[实用新型]一种透平油污染度检测仪

说明书

本实用新型涉及一种火力发电厂汽轮发电机组所用透平油污染度的检测仪器。

汽轮发电机组在运行时其滑动轴承必须采用透平油润滑，由于在运行中机械零件的相互摩擦和大气中的杂质，在透平油中不可避免地存在微小的固体颗粒，这些微小颗粒会导致轴承的磨损，影响使用寿命，因此需要经常检测透平油中存在的固体颗粒的数量和大小，在超过一定的质量标准后，就要使透平油通过高精度的油过滤器，以恢复透平油的纯洁度。目前国产仪表的检测方法是采取一定的样本，通过放大镜用目测计数来计算颗粒的大小和数量，这种方法需要比较长的时间，而且与个人的判断经验相关，一般只能间隔一定时间进行一次。

本实用新型的目的针对现有技术存在的不足，提出一种基于光电原理的透平油污染度检测仪，以便于运行人员在现场方便地进行油质的检测。

本实用新型的原理和结构是：使被检测的透平油经由平行透明薄板之间的间隙通过，来自发光二极管1的光束经过薄板2上的小孔穿透油层，在薄板的另一侧安放一个光敏三极管3，在光束经过油层照射在光敏三极管3上时，会产生一定的电信号(见图1)。设光束不被挡光时(油中无杂质)的输出电压为V₀，完全被挡光时的输出电压为V₁，则当油中有一定大小的颗粒经过小孔时，光束被部分挡光，其输出电压V必然介于V₀和V₁之间。设小孔面积为S₀，颗粒面积(挡光面积)为S，而且光电转换元件工作在线性区，则有 V - V 0 = S S 0 ]]>(V₁-V₀)，显然，颗粒越大，信号电压V也越大。当颗粒随着油流离开小孔时，信号就消失。所以根据脉冲的个数可以确定油中所含颗粒的数量，根据脉冲的电平可以确定颗粒的大小。如图2所示，A₁、A₂和A₃为运算放大器OP27,T₁为三极管，D₁和T₂分别为远红外的发光二极管和光敏三极管，U₀为仪器内部高精度稳压电源所提供的+12V直流电源，三极管T₁的集电极与电源U₀相接，基极与电阻R₁相联，发射极与电容C₁和电阻R₂的一端相联，电阻R₂的另一端与发光二极管D₁的正极相联，电容C₁的另一端及发光二极管D₁的负极均与仪器的公共地相连，光敏三极管的发射极与仪器的公共地相连，集电极与电阻R₃及R₄的一端相连，电阻R₃的另一端与电源U₀相连，电阻R₄的另一端及电阻R₅的一端均与运算放大器A₁的反相输入端2脚相连，电阻R₅的另一端与运算放大器A₁的输出端6脚相连，电位器W₁的一端与公共地相连，另一端与电阻R₁₃的相连，R₁₃的另一端与电源U₀相连，电位器W₁的活动端与电阻R₆相连，R₆的另一端与电阻R₇的一端与运算放大器A₁的同相输入端3脚相连，R₇的另一端与公共地相连，运算放大器A₁的输出端6脚还和电阻R₈和R₁₁相连，R₈的另一端和电阻R₉的一端均与运算放大器A₂的反相输入端2脚相连，R₉的另一端与A₂的输出端6脚相连，电阻R₁₀的一端与A₂的同相输入端3脚相连，R₁₀的另一端与公共地相连，运算放大器A₂的输出端6脚同时也是电路的信号输出端，它和PLC微机的输入端相连，电阻R₁₁的另一端及电容C₂的一端均与运算放大器A₃的反向输入端2脚相连，而电容C₂的另一端则与运算放大器A₃的输出端6脚及电阻R₁相连，运算放大器A₃的同相输入端3脚与电阻R₁₂的一端相连，R₁₂的另一端则与公共地相连，如上所述，当油中无杂物时，光敏三极管T₂所得到光通量为最大，T₂的基极电流最大，此时A点的电压(V₀)最低。当油中颗粒挡光时，光通量减小，T₂的基极电流减小，A点的电压升高(V)，电压差ΔV=V-V₀代表颗粒的大小，图2中运算放大器A₁及电阻R₄、R₅、R₆和R₇组成一减法电路，A₁输出端(B点)的电压 V B = R 5 R 4 ]]>(V₀^*-V)(需满足 R 5 R 4 = R 7 R 6 ]]>)调试时通过调整电位器W₁改变V₀^*，使得在无颗粒挡光时V_B=0，即V₀^*=V₀。因为透平油中所含杂质的尺寸都很小，一般均在100μ以下，即使是较大的颗粒在B点所产生的信号电平也仅为0.3V左右，所以在送给PLC微机之前还要由运算放大器A₂进行一次放大。根据运算放大器的原理，A₂的增益 K A 2 = - R 9 R 8 = - 200 K 20 K = - 10 ]]>。PLC微机记录下每一个信号的电压值(它代表颗粒的大小)，并按一定的规律进行分类，根据一定时间内各尺寸范围内颗粒的数量判断油质污染度的等级，通过面板上的显示器显示。