[发明专利]柴油机润滑油在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及柴油机摩擦润滑系统状态监测与故障诊断技术领域，特别涉及一种柴油机润滑油在线监测与故障诊断系统。

背景技术

柴油机磨损故障监测实施的油液监测方法目前仍是以离线采集润滑油样分析为主，分析方法包括油液的理化性能分析、基于光谱技术与铁谱技术的磨损颗粒分析等。

柴油机是工业生产重要的动力设备，也是故障率最高的设备之一。据Shell公司最新的报告数据表明：柴油机约35%的运行故障和38.5%的齿轮失效是由于磨损引起的，几乎40%的滚动轴承失效时由于润滑不当产生。柴油机在工作过程中，润滑油起着润滑、减磨、冷却、清洗、减振和防腐等重要作用，但它本身的性质也因受到高温、高压、外部污染物等发生氧化衰变，是造成柴油机故障的原因之一。柴油机润滑油中污染物包括有：零部件的磨损颗粒、积碳、漆膜、腐蚀产物、粉尘、水分、燃油以及油泥等各类氧化产物。这些污染物一方面加速润滑油的变质，使润滑油失去对摩擦副表面的润滑减磨功能；另一方面固体颗粒污染物被润滑油带入摩擦副表面，加速摩擦副表面的磨粒磨损，使柴油机在较短的时间里发生磨损性故障而停机。可见，柴油机在用润滑油作为一种信息载体，其自身蕴藏着丰富的来自各运动副表面的摩擦学状态的信息。对其性能及所携带的磨损产物的监测分析，可有效地评价柴油机的磨损状态。油液监测技术通过取样分析来检测柴油机在用润滑油，获得润滑油性能和磨损产物（磨粒）所反映的磨损特征信息，能有效地评价柴油机各摩擦副构件的磨损状态。

目前工业应用的柴油机润滑油监测仍采用定期取样监控为主，定期取样不可能及时送到各专业检测实验室分析评价，延误对柴油机故障的判定，尤其是各类船舶或舰艇采用的船舶柴油机，工作性质属离岸作业方式，具有流动性强的特点。为了减少柴油机的维修费用，防止突发性油液事故，要求对柴油机运行过程进行实时在线监测，并根据监测信号分析其运行状态，判断是否存在故障，故障严重程度及采取何种对策。在线监测是指在柴油机运行过程中对润滑油实时、连续的监测并及时动态地获取柴油机的润滑磨损等状态信息，达到柴油机实时润滑磨损状态监测与故障诊断目的。柴油机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，并能及时为维护人员提供柴油机系统的润滑磨损实时状态，保障各类柴油机运行安全。

目前，润滑油在线监测在技术上包括监测方法和监测装置，国内外大部分是采用监测润滑油单一的性能指标如黏度、水分或油中携带的颗粒物质等传感器使用，均无法完成润滑油多信息采集与数据融合对比分析，无法实现故障原因及类型判别等，对柴油机故障油液在线监测的准确率并不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种消除离线监测人为不确定性影响因素和离线取样检测分析时间滞后缺点的柴油机润滑油在线监测系统。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明柴油机油液在线监测系统，包括上位机系统和下位机系统，所述下位机系统包括油液信息监测传感器模块、油液自动循环采集模块、信号解码与调制模块，油液信息归集模块，所述油液信息监测传感器模块分别与油液自动循环采集模块和信号解码与调制模块连接，所述信号解码与调制模块与油液信息归集模块连接；

油液信息监测传感器模块，用于根据柴油机油的特征及工况采集润滑油理化特征参数及所携带的各摩擦副磨损特征信息；

油液自动循环采集模块，用于实时采集柴油机回油管路润滑油，解决油液实时分析代表性问题；

信号解码与调制模块，用于将传感器监测到的润滑油理化特征参数的原始特征电平信号进行解码与调制，校验位进行有效电平信号的转换，得到需要的润滑油理化参数；

油液信息归集模块，用于将油液信息监测传感器模块测得的单一特征信息归集到同一数据格式。

优选的，所述油液信息监测传感器模块包括油液黏度传感器、水分传感器、油质传感器以及磨粒监测传感器。

优选的，所述油液自动循环采集模块包括顺序连接的定压阀、功能油池、微量泵以及与功能油池连接的控制阀。

优选的，所述油液信息归集模块通过工业级PC104和嵌入的归集程序实现多重数据的格式归集与传输。