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润滑油含水率在线监测装置与方法

纳克
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摘要:根据润滑系统进水后润滑油性能会产生变化的原理,利用一种可检测润滑油含水率的(EIS)传感器,开发了一种新型在线监测润滑油含水率变化的监测装置,实验证明 本测试系统可以在线监测润滑油含水率,并判断是否超限,提示检修人员以便及时更换或采取措施。
        摘要:水是润滑油的主要污染源。水分对油品性能影响极大。根据润滑系统进水后润滑油性能会产生变化的原理,利用一种可检测润滑油含水率的(EIS)传感器,开发了一种新型在线监测润滑油含水率变化的监测装置,实验证明 本测试系统可以在线监测润滑油含水率,并判断是否超限,提示检修人员以便及时更换或采取措施。
 
       船舶机械、轧钢机、造纸机、汽轮机等机械设备中,由于循环油系统泄漏,密封元件损坏,引起外部水渗入液压和润滑系统漏水是经常发生的故障。冷却水一旦漏到油中,便造成油品乳化变质,破坏正常的润滑,引起摩擦副异常磨损,导致设备事故发生。因此,在线监测润滑油中的含水率和及时报警,对保证设备的可靠运转,延长寿命十分必要。对此,本文介绍一种新型在线监测润滑油含水率变化的监测装置及其测试结果。
 
一:系统介绍
 
      本研究采用的是深圳先波科技公司开发的一种FWD2000新型在线监测润滑油含水率变化的监测装置,其产品外型和硬件结构如图1所示。
 
图1 FWD2000在线润滑油含水率监测装置
 
        本装置采取的是传感器和仪表分体设计 采用液晶屏显示,按键操作,具有实时曲线显示,实时数据记录,传感器数据显示和报警输出控制,RS-485数字信号输出接口则可以用于连接上位机等外围数据处理系统。
 
        在线实时监测润滑油含水系统设计采取的是:单点或双点采集/单点显示/单点报警/单点传输的方案,这样可以实现对不同设备的不同润滑系统进行监测,以便在单个监测单元出现漏水或者含水率超限时报警,单个监测装置的485通讯传输到上位机可实现多点分散监测,远程,集中控制的功能。可以实现的多点,集中监测系统如图2所示。

 
图2 在线润滑油含水率监测系统
 
二:实验室实验与分析

2.1:实验装置设计

该传感器被安装在设计的模拟实验装置上,如图3所示,采用润滑油和水的油样搅拌循环,通过实时监测,传感器输出信号并对比不同阶段的油液样品实验室分析结果,来反映传感器的优越性能和使用价值。
 
图3 模拟实验装置
 
2.2:实验方法和步骤
 
(1)实验方法:
传感器被安装在模拟实验装置上,选择不同的油液样品(对比实验室GB/T260分析结果),保持温度恒定在30±0.1℃,不断搅拌,记录测试装置的输出示值。得出润滑油含水率的响应示值和实时曲线。
 
(2)实验步骤
a:配置6种不同含水量的油液样品,每个样品配置两份,并取样化验(实验室GB/T260)每个实验油样的实际含水率。
 
b:取其中一个的实验油样置入1L的烧杯,将传感器放入。恒速搅拌均匀,恒温30±0.1℃后自动记录读数
 
c:分别更换不同含水率的实验油样恒速搅拌均匀,恒温30±0.1℃后读数,并在每次实验中自动记录读数
d:重复以上实验
 
2.3实验分析
 
针对两次实验  相同的含水率油样的对应的示值拟合了实验曲线如图4所示。
 
图4 含水率实验室试验曲线
 
       从图4看出:测量装置对各种不同油含水率样品的响应示值是不同的,有明显的变化区分。并且相同含水率样品的油样 测试装置随着油水混合均匀而逐步稳定的,这也符合实验过程的油水混合的具体规律的。对两次实验稳定后的数据进行分析,得出如下结论:最大基本误差 0.021%  最大重复性误0.029%(2)。
 
三:应用试验
 
       图5显示的是某钢厂一台轧机回油管内监测到的发生漏水故障前24小时油膜轴承油含水率变化曲线。
 
图5  油膜轴承油含水率实时监测曲线
 
       从数据曲线观察到,油液含水率在发生事故前一直在0.15%左右波动。且数据稳定且变化缓慢。但在后端 出现了含水率超限报警。 观察曲线有快速上升至饱和的现象,含水率从0.15%快速上升到2%。这个过程持续了20分钟。随着时间增加 含水率很快上升至饱和状态。经停机检查,系轧机密封损坏,发生了漏水事故。
 
四:结论
 
       测试实验表明,该装置对润滑油含水率的变化具有较高的线性响应和灵敏度,能准确测定润滑油含水量而且稳定可靠并具有简洁的在线安装方式。本监测装置对润滑油含水率的变化实时动态在线监测,根据润滑油的使用状况和标准设定润滑油含水率的报警值,当润滑油含水率达到报警值发出报警信号。并可进行自动趋势分析实现数据存储和控制功能。在润滑油质量实时监测和机械设备故障诊断中发挥重要的作用。
 
参考文献:

1. 张峰, 赵晓, 贺嘉聪.新型电化学阻抗谱在线润滑油含水率监测传感器测试[J]. 润滑与密封,2011, 36 (5):116-118,121
2.赵晓, 张峰.张晨龙,刘仁德。在线实时监测精轧机润滑油含水率装置设计[J]. 润滑与密封,2012, 37(4):102-105
3. 赵晓, 张峰.张晨龙,吴海彤.电阻抗传感器在轧机润滑油含水率在线监测中的应用[J].
润滑与密封,2015.11Vol.40 No.11
4.盛晨兴  宁昶雄 林建华 张峰“新型自补偿在线润滑油水分监测传感器响应特性试验研究[J].润滑与密封 2017.42(8):120-124
 
(本文来源:广研得孚科技发展(深圳)有限公司 、深圳市先波科技有限公司)
 
 
 
 
 
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