[发明专利]一种伺服在线油液取样控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械装备摩擦润滑系统状态监测与故障诊断技术领域，特别涉及一种伺服在线油液取样控制装置及方法。

背景技术

机械装备所用润滑油具有减少零件表面间摩擦阻力、降低表面材料磨损、保证装备安全可靠运行以及延长装备使用寿命等功能，是工业机械装备必备的工作介质。但润滑油在长期受剪切、摩擦热、污染等作用下其性能将发生衰变，直接影响到机器装备摩擦副的润滑性能，目前对在用润滑油性能评判主要是通过离线取样分析为主。

润滑油离线监测技术是对离线采集到的装备润滑油或工作介质样品，利用光、电、磁学等技术手段，分析其理化指标和所检测携带的各种颗粒信息，从而获取机器的润滑磨损状态，以便科学地采取措施，保障装备运行安全。离线油液监测分析过程中，首要的是润滑油定期取样，由于不可能及时送到各专业检测实验室分析评价，有可能延误对机械装备故障的判定；同时，为了满足大型连续作业装备、关键装备以及对安全性要求高的装备的实时现场监测与诊断需要，润滑油的在线监测技术使用显得尤为必要。油液在线监测是指在运行过程中对润滑油实时、连续的监测并及时动态地获取润滑磨损等状态信息，达到实时润滑磨损状态监测与故障诊断目的。润滑系统的在线监测消除了离线油液检测的人为不确定性因素，取样和检测几乎同时进行，并能及时为人员提供机械系统的润滑磨损实时状态，保障机械装备运行安全。

目前，根据在线监测传感器或集成仪器在润滑系统中的安装方式可分为两种：一种是直接安装在油路中，称嵌入式在线监测；另一种是安装在附加的旁路油路中，称在线监测。其中，因监测传感器或集成仪器，尤其是对磨损颗粒图像及浓度的在线监测传感器，对取样量、取样分析时的油液流速以及取样运行中不可控的一些干扰因素都很敏感，因此对于旁路安装的传感器或集成仪器，如何精确控制润滑油进入旁路时的油液流速是在线监测技术关键。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种伺服在线油液取样控制装置，该装置能够在实施机械设备润滑磨损在线监测时保持取样稳定，能精确闭环伺服控制润滑油取样量和取样流速，精确控制电磁阀开启时刻，并具有扩展方便、电流闭环的自我保护功能。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述装置的伺服在线油液取样控制方法，该方法具有实现简单、运算速度快、通讯效率高的优点。

本发明一种伺服在线油液取样控制装置，包括水泵、直流电源接口、电源转换单元以及分别与电源转换单元相连的CAN通讯单元、ARM芯片、信息采集反馈单元、控制驱动单元和电磁阀，电源转换单元与直流电源接口连接，用于将外界电压转换成上述各部件的工作电压，所述ARM芯片通过CAN通讯单元与上位机信号连接，ARM芯片控制电磁阀的开闭，ARM芯片发出的控制信号通过控制驱动单元解调后发送到水泵，控制水泵的运转，信号采集反馈单元用于采集水泵的信息并将信息传递到ARM芯片，ARM芯片根据反馈信息调节水泵的即时工作状态；所述控制驱动单元与直流电源接口相连；电磁阀与外部油路相连；在检测时，电磁阀打开，油液在水泵作用下进入装置。

优选的，所述装置还包括自我保护单元，自我保护单元分别与电源转换单元、ARM芯片和控制驱动单元相连，控制驱动单元采集水泵的内电流信号，并将内电流信号发送到自我保护单元，自我保护单元将收到的信号与ARM芯片给定的内电流信号进行比对，一旦内电流超过限值，则自我保护单元将信号发送到控制驱动单元，控制驱动单元控制水泵停止运转。

更进一步的，所述自我保护单元将控制驱动单元传递来的水泵内电流信号实时地发送到ARM芯片上，ARM芯片上设有显示装置，显示装置实时地显示内电流信号。采用这种装置可以方便操作人员实时观察当前的水泵运行情况。

优选的，所述自我保护单元包括依次相连的第一运算放大器、第二运算放大器，第一运算放大器分别与ARM芯片、控制驱动单元相连，第二运算放大器与控制驱动单元相连，第二运算放大器通过电阻接地。

优选的，所述水泵为电机式无刷直流水泵。

优选的，所述电源转换单元包括15-36V的电源输入接口、第一电压转换芯片、第二电压转换芯片、第三电压转换芯片，电源输入接口与外界直流电源接口相连，第一电压转换芯片分别与控制驱动单元、自我保护单元连接，第二电压转换芯片分别与CAN通讯单元、信息采集反馈单元、自我保护单元连接，第三电压转换芯片分别与ARM芯片、电磁阀连接。