油品在線實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張帥鋒

（山東航天電子技術(shù)研究所，煙臺(tái) 264000）

據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，設(shè)備的失效80%是由于潤(rùn)滑故障導(dǎo)致異常磨損引起的；液壓系統(tǒng)大約70%的故障率來(lái)自油液污染，由此可見(jiàn)油品的好壞直接影響系統(tǒng)工作的可靠性和元件的使用壽命。設(shè)備潤(rùn)滑管理是設(shè)備管理的一個(gè)重要組成部分。潤(rùn)滑在機(jī)械部件傳動(dòng)和設(shè)備保養(yǎng)中均起著很重要的作用，油液清潔狀態(tài)的優(yōu)劣直接影響到機(jī)械設(shè)備的使用性能、工作精度和運(yùn)行壽命。因此有必要提出一種油品在線實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置進(jìn)行油樣及時(shí)、全面、智能檢測(cè)，保護(hù)設(shè)備和用戶利益等。

1 工作原理

油品在線實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置可用于檢測(cè)溶液的粘度、固體顆粒的數(shù)量、顆粒的分布情況、水分含量等，如可用于現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)，也可用于取樣離線檢測(cè)，還可以用于檢測(cè)過(guò)濾器的過(guò)濾效果等場(chǎng)合。該設(shè)備可檢測(cè)航空煤油、礦物油、合成油、磷酸脂油和水溶液，油液包括液壓油、潤(rùn)滑油、變壓器油（絕緣油）、汽輪機(jī)油（透平油）、齒輪油、發(fā)動(dòng)機(jī)油等，可廣泛應(yīng)用于航空航天、電力、石油、化工、交通、港口、冶金、機(jī)械、汽車制造等領(lǐng)域。

2 硬件實(shí)現(xiàn)

油品在線實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，屬于油品檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，硬件主要包括傳感器數(shù)據(jù)采集單元、油路動(dòng)力單元、電源單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理及顯示單元、數(shù)據(jù)傳輸及輸出打印單元等。該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)油品多個(gè)參數(shù)的綜合在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，同時(shí)還支持離線檢測(cè)，解決了用戶使用油品時(shí)，能夠簡(jiǎn)單、方便、快速和綜合的檢測(cè)出油品使用情況等質(zhì)量，而且方便用戶攜帶。該裝置整體架構(gòu)示意圖如下：

電源單元采用開(kāi)關(guān)控制220V交流電或蓄電池兩種供電方式，方便切換；當(dāng)不方便接入交流電時(shí)可使用蓄電池供電方式，電量會(huì)實(shí)時(shí)顯示，待蓄電池電量不足，儀器面板上會(huì)有欠電指示燈提示客戶打開(kāi)充電開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)及時(shí)充電；由散熱風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)散熱，保持空氣流動(dòng)帶走更多的熱量，采用開(kāi)關(guān)電源實(shí)現(xiàn)220V交流電轉(zhuǎn)換成12V直流電輸出，經(jīng)穩(wěn)壓電路供電給其它單元。

數(shù)據(jù)傳輸及輸出打印單元集成微型智能打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)油品檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)打印，支持TCP/IP和USB兩種方式的數(shù)據(jù)傳輸方式，方便設(shè)備離線和在線接入系統(tǒng)。

油路動(dòng)力單元采用開(kāi)關(guān)控制在線和離線兩種工作模式，方便切換；在線工作模式時(shí)，采用壓力閥支持帶有一定壓力的系統(tǒng)直接接入，采用旋鈕控制油品檢測(cè)的流速實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定測(cè)量。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理及顯示單元集成帶有觸控功能的工業(yè)平板實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理及顯示。

傳感器數(shù)據(jù)采集單元包括粘度參數(shù)模塊和污染度參數(shù)模塊等；粘度參數(shù)單元實(shí)現(xiàn)油樣粘度、介電常數(shù)、溫度等參數(shù)采集；污染度參數(shù)單元實(shí)現(xiàn)油樣顆粒度、水分、相對(duì)濕度和溫度等參數(shù)采集，支持ISO/NAS/GJB多種標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)輸出。

其中裝置的外觀和內(nèi)部實(shí)物如下圖所示：

3 軟件實(shí)現(xiàn)

油品在線實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，軟件主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理、在線檢測(cè)、離線檢測(cè)和數(shù)據(jù)查詢等功能。設(shè)備運(yùn)行主頁(yè)面如下圖所示：

系統(tǒng)管理是為后臺(tái)管理人員實(shí)現(xiàn)設(shè)備連入系統(tǒng)提供，為了防止使用人員誤操作，需要提供密碼才能進(jìn)入，待輸入正確密碼后進(jìn)入TCP/IP的IP和端口號(hào)的設(shè)置界面。

油樣檢測(cè)的方式可根據(jù)客戶需求選擇在線檢測(cè)和離線檢測(cè)。當(dāng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行對(duì)比測(cè)試且油樣的量較少并受到限制時(shí)可采用離線檢測(cè)，當(dāng)油樣的量多且不受限制時(shí)，同時(shí)待檢測(cè)的油樣所處的管路存在一定的壓力（進(jìn)油口壓力在0.8MPa以內(nèi)）時(shí)，可采用在線檢測(cè)。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，還需對(duì)油樣檢測(cè)的基本信息進(jìn)行輸入，如檢測(cè)地點(diǎn)、設(shè)備編號(hào)、取樣編號(hào)、取樣員和檢測(cè)時(shí)間等，支持ISO、NAS、GJB三種檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)選擇，還支持表格和圖形兩種顯示方式等。

數(shù)據(jù)查詢可根據(jù)條件等關(guān)鍵詞，如檢測(cè)時(shí)間、檢測(cè)地點(diǎn)、設(shè)備編號(hào)、悠揚(yáng)編號(hào)、操作員等多個(gè)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)信息檢索，設(shè)備會(huì)自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取檢索到的測(cè)試數(shù)據(jù)并顯示在數(shù)據(jù)顯示區(qū)，支持油樣檢測(cè)結(jié)果和查詢結(jié)果打印，同時(shí)還支持通過(guò)TCP/IP方式進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)管理系統(tǒng)或USB方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)油品在線實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)油樣粘度、水分、顆粒度等多個(gè)參數(shù)檢測(cè)，得到油液的受污染程度，進(jìn)而判斷出油液是否需要進(jìn)行過(guò)濾或更換，最大程度的提高機(jī)械設(shè)備的使用性能、工作精度和運(yùn)行壽命，保護(hù)用戶利益等。