用于工作流体的原位识别的方法和系统技术方案

一种用于原位识别被设置在至少一个设备部件中的工作流体的系统，该系统包括：含有所述工作流体的工作流体储存罐；原位传感器，设置在工作流体储存罐中，使得其检测工作流体的性质或从所产生的工作流体的波谱计算性质；发射器，传送检测到的工作流体的波谱和设备识别信息；以及云计算系统，接收从发射器传送的检测到的波谱和设备识别信息，其中云计算系统将波谱和设备识别信息与参考数据库进行比较，以确定工作流体的波谱是否与存储的与设备的预期或指定流体相关联的参考波谱基本匹配。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于工作流体的原位识别的方法和系统
一种通过插入波谱传感器(例如，阻抗/电介质和/或可见/近红外或红外波谱传感器)来原位识别设备部件中的工作流体的方法和系统，以检测工作流体的物理性质，产生可与参考数据库进行比较的工作流体的波谱，以确定所用的工作流体是否符合制造商的原始规格，从而避免因灾难性设备故障而提出的保修索赔。
技术介绍
诸如润滑油和液压流体的工作流体是各种机械系统的重要组件，其中它们提供一种或多种功能，例如润滑运动部件，在机械系统上传递力或能量，保护部件免受磨损甚至是这些的组合。这些流体通常由以被选择用来增强工作流体的一种或多种性能特性的多种性能添加剂配制的烃基础油组成。用于分析工作流体产品的当前实践依赖于从储存罐手动移除流体样品以在实验室中进行测试，并且通常涉及产品状况的感测，例如水含量、烟灰含量、性质变化等，并且当然不是实时进行的。样品提取和运输过程需要很长的前置时间进行后续分析和报告。如果使用不适当或不充分配制的流体操作设备，这样的前置时间可能会导致设备损坏。还需要简单的方法来进行现场测量。在许多工业环境中，通过常规实验室方法的常规流体分析是标准的操作方式。这需要获得流体样品并通常在非现场运输，以进行分析。此过程通常需要至少三整天才能完成必要的分析并可以获得报告。这种时间延迟是高度不希望的。许多提出的用于在线评估润滑剂质量的方法是基于电测量，例如工作流体的介电常数或阻抗，测量是在一个固定频率或多个频率下进行的。由于最优灵敏度的最佳频率通常取决于工作流体的性质或操作条件，因此优选以多个频率进行阻抗测量。阻抗测量的一个子集是电介质测量。从时间依赖性阻抗测量获得的数据通常极其复杂或费解。添加剂降解、基础油氧化、温度变化、水和其他极性物质污染以及润滑油的粘度变化可以影响润滑油的阻抗性质。已经寻求对该问题的解决方案，并且可以在美国专利公开No.2005/0035755(Schilowitz等人)中找到一种这样的解决方案，该专利公开通过引用整体并入本文。此外，这种分析不包括验证所感测的工作产品是否适合于其所使用的设备的物品的能力。也没有这样的系统向用户提供防伪警报或添加剂量化警报。
技术实现思路
本公开不需要样品准备、运输到现场或非现场实验室，并且可以构建到单用途现场仪器中，如下文所述。本公开的目的是提供流体产品的肯定识别。这将指示是否已将不正确的工作流体添加到工作流体储存罐中。这将检测人为错误或产品贴错标签，并防止其对设备的潜在危害。另外，本公开的目的是向用户提供警报，该警报指示是否已将伪造产品引入工作流体储存罐中。此外，还有一个目的是在成品被适当地添加时警告用户。再有，一个目的是当工作流体或设备行为相对于先前行为和平均服役行为不正常时警告用户。又另一个目的是本公开的方法和系统警告和/或指示与存储在参考数据库中的平均服役行为相比，硬件的操作是否是非典型的。最后，本公开的目的是除了产品验证之外，还提供基于实时的产品状况感测，例如水含量、烟灰含量、性质变化等，以辅助产品质量监控。本公开还提供了许多额外的优点，其将从如下描述变得显而易见。一种用于原位识别设置在至少一个设备部件中的工作流体的系统，该系统包括：含有所述工作流体的工作流体储存罐；原位传感器，设置在工作流体储存罐中，使得其检测工作流体的性质或从所产生的工作流体的波谱计算性质；发射器，传送检测到的工作流体的波谱和设备识别信息；以及云计算系统，接收从发射器传送的检测到的波谱和设备识别信息，其中云计算系统将波谱和设备识别信息与参考数据库进行比较，以确定工作流体的波谱是否与存储的与设备的预期或指定流体相关联的参考波谱基本匹配。工作流体是选自润滑剂、液压流体、燃料和油田化学品中的至少一种。系统还包括添加到工作流体中以辅助进一步识别工作流体的化学标记物。化学标记物是选自下组的至少一种：多环芳烃、沥青质、洗涤剂、离子液体、金属纳米颗粒、半导体纳米颗粒、荧光化合物、酶、DNA、RNA、多肽、具有特定生物活性的脂溶性分子、氧化还原活性有机金属配合物和具有唯一分子量分布的分子阵列。原位传感器是选自由以下组成的组的至少一个传感器：阻抗传感器、介电传感器(使用AC或DC介电常数测量)、可见/近红外传感器，红外传感器和利用温度来补偿主要测量量的漂移的传感器。优选地，使用至少两个原位传感器来增加波谱信号的保真度是有帮助的，其中组合多个波谱信号，从而生成单个多维波谱矢量。系统还包括用于存储检测到的波谱和设备识别信息的数据仓库。系统还包括用户界面，用于显示来自云计算系统的结果输出，该输出是关于工作流体是否与存储的与设备相关联的参考波谱基本匹配。一种原位识别被设置在设备部件中的工作流体的方法，该方法包括：检测经由被设置在工作流体储存罐中的原位传感器的工作流体的性质；从检测的性质产生工作流体的波谱；将检测的工作流体的波谱和设备识别信息传送到云计算系统；以及将波谱和设备识别信息与参考数据库进行比较，以确定工作流体是否与存储的与设备相关联的参考波谱基本匹配，该参考波谱是针对给定的润滑系统指定的。该方法还包括将检测到的波谱与设备识别信息一起远程存储在云系统上。该方法还包括显示来自云计算系统的结果输出，该输出是关于工作流体是否与存储的与设备相关联的参考波谱基本匹配。该方法还包括以下步骤：(a)如果工作流体的波谱和设备识别信息与先前存储在参考数据库中的任何工作流体波谱不匹配，则存储工作流体的波谱和设备识别信息；以及(b)向用户报告工作流体的否定识别。该方法还包括如果工作流体的波谱和设备识别信息与先前存储在参考数据库中的任何工作流体波谱不匹配，则向用户报告工作流体的否定识别。该方法还包括如果工作流体的波谱和设备识别信息与先前存储在参考数据库中的工作流体波谱匹配，则向用户报告工作流体的肯定识别。该方法还包括高级算法或机器学习装置，其中不断更新参考数据库以反映对检测到的工作流体的波谱相对于初始参考波谱的现实世界效应。通过参考以下附图和详细描述，将理解本公开的其他目的、特征和优点。附图说明图1是描绘对六种新鲜润滑剂样品测量的阻抗波谱的图表。图2是根据本公开的用于确定是否已将适当的工作流体添加到流体储存罐的系统和方法的流程图。图3是根据本公开使用的计算机系统的框图。图4是根据本公开的原位产品识别系统的框图。图5是本公开的工作流体识别方法的逻辑图；图6说明离子液体TBP-DDBS和THP-TMPP作为化学标记物的用途；以及图7说明了离子液体TBP-DDBS和THP-TMPP作为化学标记物的用途。具体实施方式在本文详细说明和权利要求书内的所有数值均由“约”或“近似”指示值来修饰，并考虑本领域普通技术人员会预期的实验误差和变化。一种为了产品验证、防伪和添加量化的目的，利用波谱检测器(传感器)识别工作流体(例如润滑油和液压流体)的方法。用于工作流体识别的波谱包括电(阻抗/电介质)和/或可见/近红外或红外波谱的组合。术语“波谱”还可以指在离散频率下进行的并且组合成信号的离散测量。此外，可以将化学标记物引入工作流体中以增强工作流体的识别。优选的化学标记物选自以下组成的组：多环芳烃，沥青质，洗涤剂，离子液体，油溶性离子液体(如三(己基)十四烷基膦双(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸盐(THP-TMPP))和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对被设置在至少一个设备部件中的工作流体进行原位识别的系统，所述系统包括：工作流体储存罐，其含有所述工作流体；原位传感器，其被设置在所述工作流体储存罐中，使得其检测所述工作流体的性质或从所述工作流体的所产生的波谱来计算性质；发射器，其传送所述工作流体的被检测到的波谱和设备识别信息；以及云计算系统，其接收从所述发射器传送的所述被检测到的波谱和所述设备识别信息，其中，所述云计算系统将所述波谱和设备识别信息与参考数据库进行比较，以确定所述工作流体的波谱是否与被存储的参考波谱基本匹配，所述参考波谱是与对于所述设备所预期的或指定的流体相关联的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.15 US 62/295,2691.一种用于对被设置在至少一个设备部件中的工作流体进行原位识别的系统，所述系统包括：工作流体储存罐，其含有所述工作流体；原位传感器，其被设置在所述工作流体储存罐中，使得其检测所述工作流体的性质或从所述工作流体的所产生的波谱来计算性质；发射器，其传送所述工作流体的被检测到的波谱和设备识别信息；以及云计算系统，其接收从所述发射器传送的所述被检测到的波谱和所述设备识别信息，其中，所述云计算系统将所述波谱和设备识别信息与参考数据库进行比较，以确定所述工作流体的波谱是否与被存储的参考波谱基本匹配，所述参考波谱是与对于所述设备所预期的或指定的流体相关联的。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述工作流体是选自由润滑剂、液压流体、燃料和油田化学品组成的组中的至少一种。3.根据权利要求1所述的系统，还包括：被添加到所述工作流体中以辅助所述工作流体的进一步识别的化学标记物。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述化学标记物是选自由以下各项组成的组中的至少一种：多环芳烃、沥青质、洗涤剂、离子液体、金属纳米颗粒、半导体纳米颗粒、荧光化合物、酶、DNA、RNA、多肽、具有特定生物活性的脂溶性分子、氧化还原活性有机金属配合物、以及具有唯一分子量分布的分子阵列。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述原位传感器是选自由以下各项组成的组的至少一个传感器：阻抗传感器、电介质传感器、可见/近红外传感器、以及红外传感器。6.根据权利要求1所述的系统，还包括：数据仓库，其用于存储所述被检测到的波谱和所述设备识别信息。7.根据权利要求1所述的系统，还包括用户界面，所述用户界面用于：关于所述工作流体是否与和所述设备相关联的所述被存储的参考波谱基本匹配，来显示来自所述云计算系统的结果输出。8.一种对被设置在设备部件中的工作流体进行原位识别的方法，所述方法包括：检测经由被设置在工作流体储存罐中的原位传感器的所述工作流体的性质；从被检测到的所述性质来产生所述工作流体的波谱；将所述工作流体的被检测到的波谱和设备识别信息传送到云计算系统；以及将所述波谱和设备识别信息与参考数据库进行比较，以确定所述工作流体是否与和所述设备相关联的被存储的参考波谱基本匹配。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述工作流体是选自由润滑剂、液压流体、燃料和油田化学品...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里·K·利利克，斯潘塞·T·施托贝尔，阿兰·M·斯奇洛维兹，迈克尔·L·布卢门菲尔德，加里·J·约翰斯通，塞缪尔·C·巴安布里德，埃里克·赫茨，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：美国,US