矿用设备润滑油状态在线监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术提供一种矿用设备润滑油状态在线监测系统，包括传感器、油液分析仪、CAN总线、通信主机、监控中心服务器和用户端计算机；传感器在矿用设备的每个润滑油待测点分别各设置1台；油液分析仪设置的数量与传感器相同；传感器通过CAN总线与油液分析仪电连接；油液分析仪通过CAN总线与通信主机双向信号电连接；通信主机与监控中心服务器双向信号电连接；用户端计算机与监控中心服务器双向信号电连接。监测方法主要包括油液分析仪中设定和存储参数初值和报警阈值、传感器采集参数、油液分析仪分析处理和判断是否需要报警。本发明专利技术结构简单、实现方便、能够对矿用设备中的润滑油进行有效实时在线检测，且检测结果可靠性好。

On line monitoring system for lubricating oil status of mine equipment and monitoring method thereof

The invention provides a lubricating oil mining equipment on-line monitoring system, including sensor, oil analyzer, CAN bus, communication host and monitoring center server and client computers; each sensor in oil mining equipment test points are respectively provided with 1 sets; sets the number of oil analyzer with the same sensor; the sensor is connected through the CAN bus and the oil analyzer; the oil analyzer is connected by CAN bus communication with the host two-way communication between computer and electric signal; the monitoring center server bidirectional signal electric connection; end user computer and the monitoring center server bidirectional signal electrical connection. The monitoring method mainly includes the setting and storage parameter initial value and alarm threshold in the oil analyzer, the sensor acquisition parameters, the analysis and treatment of the oil analyzer and whether the alarm is needed. The invention has the advantages of simple structure, convenient realization, effective on-line and real-time detection of the lubricating oil in the mining equipment and good reliability of the detection result.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤矿井下设备运行状态实时监测
，具体涉及一种煤矿大型设备润滑油的状态在线监测系统及其监测方法。
技术介绍
润滑油对大型矿用设备的正常工作运转起着十分重要的作用，润滑油污染变质会导致机械设备性能下降、寿命缩短，严重时甚至会导致事故的发生。因此，对矿用设备中润滑油的状态和劣化程度需要进行监测分析。矿用设备中的润滑油常见的污染状态有润滑油中煤粉及磨损颗粒超标、油液水乳化等。目前对设备中润滑油的监测分析的装置按按照其工作方法主要有离线式和在线式监测装置。离线式分析装置初期多为铁谱或光谱分析仪，后又发展出颗粒、粘度分析等装置，如CN86108110A的中国专利文献，其公开了一种名称为“音叉振动式粘度计”的用于检测润滑油粘度装置，其利用音叉式振动部件代替以前的单振动部件检测润滑油的粘度计。该类装置通常检测参数单一，分析速度慢、周期长且过分依赖工作人员的技术水平和经验。另一类在线式监测装置通过对润滑油的粘度、密度、介电常数和温度等指标进行实时监测，以对润滑油的状态进行实时监控，该类设备是润滑油品质状态监测的发展方向。如授权公告号为CN201876451U的中国专利文献，公开了一种名称为“基于多传感器融合多参量油液监测分析装置”，其试图能够通过传感器直接测量油液的粘度、密度、介电常数和温度参数，采用关联算法对传感器检测的参数进行处理以实现油液状态监测的目的，但其仅提出了这一概念，既没有传感器的技术方案，也没有提出采用何种算法对传感器采集的参数如何进行处理。
技术实现思路
本专利技术的目的是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、实现方便、使用时能够对矿用设备中的润滑油进行实时在线检测且检测结果可靠高的矿用设备润滑油状态在线监测系统及其监测方法。本专利技术的技术方案是：本专利技术的矿用设备润滑油状态在线监测系统，其结构特点是：包括传感器、油液分析仪、CAN总线、通信主机、监控中心服务器和用户端计算机；上述的传感器在矿用设备的每个润滑油待测点分别各设置1台且与待测点的润滑油充分接触；油液分析仪设置的数量与传感器相同；传感器通过CAN总线与油液分析仪电连接；油液分析仪通过CAN总线与通信主机双向信号电连接；通信主机与监控中心服务器双向信号电连接；用户端计算机与监控中心服务器双向信号电连接；上述的传感器包括RTD热电阻、音叉、信号接收调节模块、微处理器、CAN收发器和电源管理模块；RTD热电阻和音叉均分别与信号接收调节模块信号连接；微处理器与信号接收调节模块信号电连接；CAN收发器与微处理器双向信号电连接；CAN收发器通过CAN总线与油液分析仪信号电连接；电源管理模块提供工作电源；上述的油液分析仪为内置有基于多参数融合的故障诊断算法程序的分析仪。进一步的方案是：上述的油液分析仪包括单片机、传感器信号输入模块、开关量信号输入模块、开关量信号输出模块、RS485通信模块、CAN通信模块、以太网通信模块、显示模块和电源模块；上述的传感器信号输入模块、开关量信号输入模块、开关量信号输出模块和显示模块均分别与单片机信号电连接；RS485通信模块、CAN通信模块和以太网通信模块均分别与单片机双向信号电连接；电源模块用于提供工作电源。进一步的方案是：上述的单片机为MC9S12XS128型号的飞思卡尔单片机；显示模块为液晶显示屏。进一步的方案是：上述的油液分析仪内置的多参数融合的故障诊断算法，通过构造润滑油多参数模式向量，将待检状态的模式向量与标准模式向量进行比较分析以判断待测润滑油的所属状态；润滑油多参数模式向量的表达式为：式中：其中，，，，分别表示粘度、密度、介电常数和温度的变化率；设定的判别函数为：式中，为典型故障类型的数量，如果第个判别函数值，则待检状态就属于第个状态（）。一种由上述的矿用设备润滑油状态在线监测系统的监测方法，包括以下步骤：①在油液分析仪中设定和存储新注入矿用设备润滑油的粘度、密度、介电常数和温度以及各参数相应的报警阈值；②传感器实时采集运行中的润滑油的粘度、密度、介电常数和温度并上传给油液分析仪；③油液分析仪2实时接收并存储传感器上传的各参数数据，通过内置的多参数融合诊断算法实时对数据进行分析处理和判断，将处理结果就地显示并通过CAN总线和通信主机实时上传给监控服务器；④油液分析仪若判断当前参数1个或1个以上达到设定的相应报警阈值时，就地报警并同时上传报警信号给监控服务器；⑤油液分析仪若判断当前参数未达到设定的报警阈值时，则重复步骤②至步骤④。进一步的方案是：上述的步骤②中传感器（1）每隔30秒采集上传一次参数。本专利技术具有积极的效果：（1）本专利技术的矿用设备润滑油状态在线监测系统，结构简单、实现方便、能够对矿用设备中的润滑油进行实时在线检测。（2）本专利技术的矿用设备润滑油状态在线监测系统，其传感器采用音叉检测和热敏电阻测温技术，能够按照设置的周期实现对润滑油的粘度、密度、介电常数和温度等参数的在线同步采集并上传给油液分析仪，油液分析仪对接收的传感器检测参数进行实时分析并向后台传输检测结果，当润滑油品质不达标时，发出报警信号。（3）本专利技术的矿用设备润滑油状态在线监测系统的监测方法，其通过在油液分析仪中内置多参数融合诊断算法程序自动对润滑油的各参数进行实时分析处理，能够有效实现对润滑油常见的如煤粉、磨损及水乳化等典型污染状态的智能识别，有效提高了矿用大型装备的维修管理水平，提升重大装备的安全可靠运行能力，保障设备安全可靠运行。附图说明图1为本专利技术的矿用设备润滑油状态在线监测系统的结构示意框图；图2为图1中传感器的电路结构示意框图；图3为图1中油液分析仪的电路结构示意框图；图4为本专利技术的矿用设备润滑油状态在线监测系统的监测方法的流程图；图5为本专利技术的监测方法所采用的多参数融合诊断算法的原理图。上述附图中的附图标记如下：传感器1，RTD热电阻11，音叉12，信号接收调节模块13，微处理器14，CAN收发器15，电源管理模块16，油液分析仪2，单片机21，传感器信号输入模块22，开关量信号输入模块23，开关量信号输出模块24，RS485通信模块25，CAN通信模块26，以太网通信模块27，显示模块28，电源模块29，CAN总线3，通信主机4，监控中心服务器5，用户端计算机6。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。（实施例1）见图1，本实施例的矿用设备润滑油状态在线监测系统，主要由传感器1、油液分析仪2、CAN总线3、通信主机4、监控中心服务器5和用户端计算机6组成。传感器1和油液分析仪2分别各至少设置1台以上。当有矿用设备有多个润滑油待测点时，则设置的传感器1和油液分析仪2的数量与待测点的数量相同。传感器1设置在矿用设备的待测点处且与待测点的润滑油充分接触。传感器1通过CAN总线与油液分析仪2电连接；当传感器1和油液分析仪2设置多台时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用设备润滑油状态在线监测系统，其特征在于：包括传感器（1）、油液分析仪（2）、CAN总线（3）、通信主机（4）、监控中心服务器（5）和用户端计算机（6）；所述的传感器（1）在矿用设备的每个润滑油待测点分别各设置1台且与待测点的润滑油充分接触；油液分析仪（2）设置的数量与传感器（1）相同；传感器（1）通过CAN总线与油液分析仪（2）电连接；油液分析仪（2）通过CAN总线（3）与通信主机（4）双向信号电连接；通信主机（4）与监控中心服务器（5）双向信号电连接；用户端计算机（6）与监控中心服务器（5）双向信号电连接；所述的传感器（1）包括RTD热电阻（11）、音叉（12）、信号接收调节模块（13）、微处理器（14）、CAN收发器（15）和电源管理模块（16）；RTD热电阻（11）和音叉（12）均分别与信号接收调节模块信号连接；微处理器（14）与信号接收调节模块（13）信号电连接；CAN收发器（15）与微处理器（14）双向信号电连接；CAN收发器（15）通过CAN总线与油液分析仪（2）信号电连接；电源管理模块（16）提供工作电源；所述的油液分析仪（2）为内置有基于多参数融合的故障诊断算法程序的分析仪。...

【技术特征摘要】
1.一种矿用设备润滑油状态在线监测系统，其特征在于：包括传感器（1）、油液分析仪（2）、CAN总线（3）、通信主机（4）、监控中心服务器（5）和用户端计算机（6）；所述的传感器（1）在矿用设备的每个润滑油待测点分别各设置1台且与待测点的润滑油充分接触；油液分析仪（2）设置的数量与传感器（1）相同；传感器（1）通过CAN总线与油液分析仪（2）电连接；油液分析仪（2）通过CAN总线（3）与通信主机（4）双向信号电连接；通信主机（4）与监控中心服务器（5）双向信号电连接；用户端计算机（6）与监控中心服务器（5）双向信号电连接；
所述的传感器（1）包括RTD热电阻（11）、音叉（12）、信号接收调节模块（13）、微处理器（14）、CAN收发器（15）和电源管理模块（16）；RTD热电阻（11）和音叉（12）均分别与信号接收调节模块信号连接；微处理器（14）与信号接收调节模块（13）信号电连接；CAN收发器（15）与微处理器（14）双向信号电连接；CAN收发器（15）通过CAN总线与油液分析仪（2）信号电连接；电源管理模块（16）提供工作电源；
所述的油液分析仪（2）为内置有基于多参数融合的故障诊断算法程序的分析仪。
2.根据权利要求1所述的矿用设备润滑油状态在线监测系统，其特征在于：所述的油液分析仪（2）包括单片机（21）、传感器信号输入模块（22）、开关量信号输入模块（23）、开关量信号输出模块（24）、RS485通信模块（25）、CAN通信模块（26）、以太网通信模块（27）、显示模块（28）和电源模块（29）；
所述的传感器信号输入模块（22）、开关量信号输入模块（23）、开关量信号输出模块（24）和显示模块（28）均分别与单片机（21）信号电连接；RS485通信模块（25）、CAN通信模块（26）和以太网通信模块（27）均分别与单片机（...

【专利技术属性】
技术研发人员：李臻，李东晓，贾洪刚，李晋，王守艺，朱强强，
申请(专利权)人：天地常州自动化股份有限公司，中煤科工集团常州研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32