本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種具有自動補償功能的在線監(jiān)測潤滑油品質(zhì)電容傳感器，屬于工業(yè)設(shè)備監(jiān)測儀器領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)的一種具有自動補償功能的在線監(jiān)測潤滑油品質(zhì)電容傳感器，包括探頭電極，所述的探頭電極包括外電極、中間電極和內(nèi)電極，其中：所述的外電極與中間電極之間形成供被測油液流過的開放空腔，該外電極和中間電極構(gòu)成一電容器；所述的中間電極的內(nèi)部為供對比油液放置的封閉空腔，中間電極內(nèi)部的封閉空腔中設(shè)置有內(nèi)電極，該中間電極和內(nèi)電極構(gòu)成一電容器。本發(fā)明專利技術(shù)根據(jù)即對比油液與被測油液的實時介電常數(shù)的變化，無需溫度和其他補償，便可在線監(jiān)測被測油液的綜合總體污染程度和含水率等質(zhì)量指標，在機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷方面具有廣泛的應(yīng)用。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種具有自動補償功能的在線監(jiān)測潤滑油品質(zhì)電容傳感器
本專利技術(shù)屬于工業(yè)設(shè)備監(jiān)測儀器領(lǐng)域，特別涉及一種具有自動補償功能的在線監(jiān)測潤滑油品質(zhì)電容傳感器。
技術(shù)介紹
鋼廠都存在著大量的液壓循環(huán)系統(tǒng)，在線監(jiān)測油液的污染技術(shù)是研究機械設(shè)備磨損狀況，開展設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的重要手段。油液的污染形式通常是金屬磨粒、氧化物、油泥、結(jié)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(xué)性能都會發(fā)生變化，根據(jù)相同溫度下同牌號新油與在用油的介電常數(shù)的變化，便可綜合測定在用油的總體污染程度和質(zhì)量。目前常用的基于油介電常數(shù)的變化來測定潤滑油品質(zhì)的儀器大多數(shù)是采用離線抽樣監(jiān)測的。如潤滑油快速質(zhì)量檢測儀就是利用同牌號新油與在用油的介電常數(shù)的變化，來測定潤滑油質(zhì)量的，這種離線方式由于需要先取樣再分析，不僅費力費時、成本高，而且測定結(jié)果的返回具有滯后性，在許多應(yīng)用領(lǐng)域已逐漸被在線實時監(jiān)測技術(shù)所替代，而在線監(jiān)測更成為機械故障診斷中油液分析的前沿技術(shù)。基于油介電常數(shù)的變化來測定潤滑油品質(zhì)的在線監(jiān)測儀器和傳感器也是多有報道并且已經(jīng)開展應(yīng)用。應(yīng)用中由于油液的介電常數(shù)是隨著溫度變化而變化的。而在線監(jiān)測的是實時溫度下的介電常數(shù)，而所對比的同牌號新油或者標準液體的值是在某一溫度下標定的，如果對比兩者的變化量，就要計算同牌號新油或者標準液體在實時溫度下的數(shù)值。常用的方法是附加溫度傳感器測量實時溫度并根據(jù)實驗公式或者給定的公式計算同牌號新油或者標準液體在實時溫度時的補償值，即對測量結(jié)果進行溫度補償。由于工業(yè)上使用的溫度傳感器都有比較大的誤差，如PT100誤差達到0.5，這樣計算后的溫度補償值也就會產(chǎn)生相應(yīng)的誤差。再者說來油液介電常數(shù)變化的因素很復(fù)雜，根據(jù)固定的補償公式也是會造成一定的誤差。同時在線監(jiān)測工況和環(huán)境對于測量電路和油液被測介電常數(shù)也是有一定的影響，實際上基于介電常數(shù)測量的這項技術(shù)本身測得的油液電容變化也是微小的，溫度補償?shù)恼`差和環(huán)境工礦的影響對測量結(jié)果影響是非常大的，有時甚至可以改變測量的結(jié)果。這就成了目前阻礙在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的大障礙。通過專利檢索，現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于介電特性的測試裝置已有公開，如中國專利申請?zhí)枺?00710178907.7，申請日：2007-12-07，專利技術(shù)創(chuàng)造名稱為：一種測定樣品介電特性的裝置及其測定方法和應(yīng)用公開的技術(shù)方案，該申請案中公開了一種測定樣品介電特性的裝置，所述裝置包括芯軸、內(nèi)電極、樣品層、外電極、絕緣墊圈、內(nèi)電極引線和保護電極引線，所述內(nèi)電極長度可調(diào)；在所述芯軸外依次套接有所述內(nèi)電極、樣品層和外電極，所述內(nèi)電極、樣品層和外電極的兩端設(shè)置有緊固結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)電極引線一端和所述內(nèi)電極連接；本裝置用于通過調(diào)整所述內(nèi)電極的長度，使所述樣品層放入不同介質(zhì)進行測量時電容量相同；所述內(nèi)電極包括有效電極部分和保護電極部分，所述保護電極部分設(shè)置在有效電極部分的兩端，且在有效電極部分和保護電極部分中間設(shè)置有所述絕緣墊圈；所述絕緣墊圈的位置可調(diào)，所述內(nèi)電極通過調(diào)節(jié)絕緣墊圈的位置調(diào)節(jié)有效電極的長度，進而調(diào)節(jié)內(nèi)電極的長度。該申請案中的介質(zhì)試樣安裝在同軸型電容器中，同軸型電容器的內(nèi)電極采用保護電極型的結(jié)構(gòu)能夠消除邊緣效應(yīng)的影響，但是，該申請案無法應(yīng)用于在線監(jiān)測潤滑油品質(zhì)，仍需要對測量結(jié)果進行溫度補償。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1.專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題本專利技術(shù)的目的是提供一種具有自動補償功能的在線監(jiān)測潤滑油品質(zhì)電容傳感器，此電容傳感器根據(jù)同牌號新油(即對比油液)與在用油(即被測油液)的實時介電常數(shù)的變化，無需溫度和其他補償，便可在線監(jiān)測在用油的綜合總體污染程度和含水率等質(zhì)量指標，在機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷方面具有廣泛的應(yīng)用。2.技術(shù)方案為達到上述目的，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案為：本專利技術(shù)的一種具有自動補償功能的在線監(jiān)測潤滑油品質(zhì)電容傳感器，包括探頭電極，所述的探頭電極包括外電極、中間電極和內(nèi)電極，其中：所述的外電極與中間電極之間形成供被測油液流過的開放空腔，該外電極和中間電極構(gòu)成一電容器；所述的中間電極的內(nèi)部為供對比油液放置的封閉空腔，中間電極內(nèi)部的封閉空腔中設(shè)置有內(nèi)電極，該中間電極和內(nèi)電極構(gòu)成一電容器。本專利技術(shù)中電容傳感器的基本工作原理是基于被測電介質(zhì)介電常數(shù)的變化可以轉(zhuǎn)化為電容量變化的這一特點。油液電介質(zhì)介電常數(shù)的變化不能直接測量，因此要建立電容值的變化與介電常數(shù)間的映射關(guān)系。在其它條件相同時，讓油液流經(jīng)一個電容傳感器，不同品質(zhì)的油液作為電容器的中間介質(zhì)時所形成的電容值必然不同，而油液污染后其物理或化學(xué)性能都會發(fā)生變化，根據(jù)相同溫度下同牌號新油(即對比油液)與在用油(即被測油液)的介電常數(shù)即電容量的變化，便可綜合測定在用油的總體污染程度和質(zhì)量。更進一步地，所述的外電極為前端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，所述的中間電極為前端封閉的筒狀結(jié)構(gòu)，所述的內(nèi)電極為圓柱結(jié)構(gòu)，該外電極安裝在中間電極的外周，內(nèi)電極安裝在中間電極內(nèi)，且外電極、中間電極以及內(nèi)電極的中軸線相重合，外電極和中間電極構(gòu)成同軸筒狀電容器，中間電極和內(nèi)電極構(gòu)成同軸筒狀電容器。此外，為了在使用當(dāng)中測試腔(即開放空腔)快速充滿被測油液，所述的外電極上設(shè)置有液體通流孔，該液體通流孔將開放空腔與筒狀結(jié)構(gòu)外電極的外周相連通。更進一步地，所述的外電極為平板狀結(jié)構(gòu)，所述的中間電極為前端封閉的矩形體結(jié)構(gòu)，所述的內(nèi)電極為平板結(jié)構(gòu)，該外電極安裝在中間電極的一側(cè)，內(nèi)電極安裝在中間電極內(nèi)中間位置，且外電極、中間電極以及內(nèi)電極的側(cè)壁相平行，外電極和中間電極構(gòu)成平行板狀電容器，中間電極和內(nèi)電極構(gòu)成平行板狀電容器。本專利技術(shù)中考慮到測量對象是回路中的油液，為了與油液回路連接方便，電容傳感器的探頭電極設(shè)計成同軸筒狀電容器和平行板狀電容器，這兩種極板結(jié)構(gòu)的電容是經(jīng)過理論和實踐驗證的比較適合用于在線監(jiān)測的，而且測量的精度相對也較高。值得說明的是，在某些應(yīng)用領(lǐng)域，本專利技術(shù)的一種具有自動補償功能的在線監(jiān)測潤滑油品質(zhì)電容傳感器可以根據(jù)具體情況，不局限于以上兩種探頭電極結(jié)構(gòu)。被測液體也不限于油液，可以適用于其他液體。更進一步地，還包括絕緣固定端、信號處理電路和傳感器外殼，所述的探頭電極密封固定在絕緣固定端上，各電極之間相互絕緣，該探頭電極通過導(dǎo)線與信號處理電路相連，上述的絕緣固定端和信號處理電路固定在傳感器外殼內(nèi)形成一個傳感器整體。本專利技術(shù)中的信號處理電路包括所有的以被測油液介電常數(shù)的變化導(dǎo)致的電容量變化的信號經(jīng)處理后作為傳感器輸出信號的電路。更進一步地，所述的中間電極上設(shè)置有與封閉空腔相通的注油孔和密封堵頭，該注油孔和密封堵頭用于填充、更換和密封封閉空腔內(nèi)的對比油液。3.有益效果采用本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：(1)本專利技術(shù)的一種具有自動補償功能的在線監(jiān)測潤滑油品質(zhì)電容傳感器，其外電極與中間電極之間形成供被測油液流過的開放空腔，該外電極和中間電極構(gòu)成一電容器，且中間電極的內(nèi)部為供對比油液放置的封閉空腔，中間電極和內(nèi)電極構(gòu)成一電容器，使得本專利技術(shù)檢測對比油液與被測油液的實時介電常數(shù)的變化，因為電容傳感器探頭電極始終處于被測油液中，探頭電極中的對比油液與被測油液始終處于相同溫度，因此無需溫度和其他補償，便可在線監(jiān)測被測油液的綜合總體污染程度和含水率等質(zhì)量指標，在機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷方面具本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種具有自動補償功能的在線監(jiān)測潤滑油品質(zhì)電容傳感器，包括探頭電極(1)，其特征在于，所述的探頭電極(1)包括外電極(5)、中間電極(6)和內(nèi)電極(7)，其中：所述的外電極(5)與中間電極(6)之間形成供被測油液流過的開放空腔(8)，該外電極(5)和中間電極(6)構(gòu)成一電容器；所述的中間電極(6)的內(nèi)部為供對比油液放置的封閉空腔(9)，中間電極(6)內(nèi)部的封閉空腔(9)中設(shè)置有內(nèi)電極(7)，該中間電極(6)和內(nèi)電極(7)構(gòu)成一電容器。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有自動補償功能的在線監(jiān)測潤滑油品質(zhì)電容傳感器，包括探頭電極(1)，其特征在于，所述的探頭電極(1)包括外電極(5)、中間電極(6)和內(nèi)電極(7)，其中：所述的外電極(5)與中間電極(6)之間形成供被測油液流過的開放空腔(8)，該外電極(5)和中間電極(6)構(gòu)成一電容器；所述的中間電極(6)的內(nèi)部為供對比油液放置的封閉空腔(9)，中間電極(6)內(nèi)部的封閉空腔(9)中設(shè)置有內(nèi)電極(7)，該中間電極(6)和內(nèi)電極(7)構(gòu)成一電容器，其中，電容傳感器為同軸筒狀結(jié)構(gòu)或平行板狀結(jié)構(gòu)，所述同軸筒狀結(jié)構(gòu)的電容傳感器的外電極(5)為前端開口的筒狀結(jié)構(gòu)，所述的中間電極(6)為前端封閉的筒狀結(jié)構(gòu)，所述的內(nèi)電極(7)為圓柱結(jié)構(gòu)，該外電極(5)安裝在中間電極(6)的外周，內(nèi)電極(7)安裝在中間電極(6)內(nèi)，且外電極(5)、中間電極(6)以及內(nèi)電極(7)的中軸線相重合，外電極(5)和中間電極(6)構(gòu)成同軸筒狀電容器，中間電極(6)和內(nèi)電極(7)構(gòu)成同軸筒狀電容器；所述平行板狀結(jié)構(gòu)的電容傳感器的外電極(5)為平板狀結(jié)構(gòu)，所述的中間電極(6)為前端封閉的矩形體結(jié)構(gòu)，所述的內(nèi)電極(7)為平板結(jié)構(gòu)，該外電極(5)安裝...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張峰，劉征，杜光政，張晨龍，張鉑虎，
申請(專利權(quán))人：北京華盛立德科技有限公司，深圳市先波科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。