用于监测和评价液体状况的系统和传感器单元技术方案

本发明专利技术涉及一种用于监测液体的状况的感测单元，感测单元包括至少一个传感器和评价单元。感测单元适用于通过使用至少一个传感器测量液体的两个或更多个参数，其中参数至少涉及液体降解或磨损碎屑颗粒产生。至少一个传感器适用于提供至少两个信号，每个信号以适用于在至少两次测量的过程中求出平均值和不同于零的方差的方式提供其值。评价单元适用于使测量的信号关联，并且通过比较测量的至少两个参数来评价液体的状况。因此，获得以自动关联的方式提供关于润滑剂和机器的性能的连续反馈的可靠监测系统，从而允许连续调节以提高正常运行时间以及机器寿命。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监测和评价液体状况的系统和传感器单元
本专利技术涉及用于监测和评价液体的状况的系统和感测单元以及监测液体的状况的方法。
技术介绍
在岸行业和离岸行业，例如采矿业、发电工业、风力涡轮机工业和船舶中用于多种用途的机械应该长时间有效运行，理想情况下只在不需要它们的功能时才停止。实际上，机器会由于各种其他原因突然并且以有计划的方式停止。停工期的主要原因是由于机器磨损引起的故障以及另外有计划的维护以避免这种磨损。最容易磨损的机器部件是运动部件，其中采用润滑以提高效率并避免金属对金属的磨损。润滑剂吸收磨损的颗粒并将其带到下游，其中通常为在线液压过滤器的过滤单元吸收最大颗粒并将其余部分重新引入机器中。当过量颗粒被重新引入机器时，它们磨损运动部件，这既降低了工作效率又产生了更多和更大的磨损碎屑，因此随着大颗粒撕裂更大颗粒进一步加速齿轮劣化。这也堵塞了过滤器。润滑液通常是含有添加剂的油。这些添加剂被引入以改善油的不同功能，例如在高温运转下提高粘度以抵抗化学分解或润滑。经过一段时间后，油和/或添加剂会分解，从而使油酸化。如果不管它，则酸化的油会腐蚀与其接触的机器部件。然后，需要更换所述机器部件，从而导致维修昂贵，机器的生产率损失，并且如果机器是大型作业诸如船的一部分，则整个系统的功能受损。这样的故障可能是灾难性的。此外，虽然磨损颗粒产生和液体降解之间的关系的确切性质尚不清楚，但是它至少包括双向正反馈回路，其中磨损碎屑产生增多消耗油，消耗的油腐蚀机器从而产生磨损碎屑颗粒。因为特别大的颗粒磨损碎屑产生呈指数增长，所以当它们出现时，这使这些问题进一步被问题化，并且在确认时必须立即停止。理想情况下，当在某一点过后液体包括太多磨损碎屑颗粒和/或液体被降解时，机器停止运转，并且维修人员可以通过例如清洁机器和重新涂抹新液体或更换在线过滤器来解决问题。由于这种机器是封闭的系统，因此正确评估何时打开机器进行检查和/或维护有极大的兴趣。为了避免因机器过度磨损而造成的任何不合时宜的故障，机器通常被安排定期地进行维护或油分析。例如，在一组预定义的日期，机器被关闭，并且维修人员打开系统、取出油样本用于非现场评价和/或根据一些预定义的维护程序清洁系统。US3526127A公开一种用于在计算机帮助的辅助下自动测试油状况并报告其结果的方法和设备。不幸的是，由于几个原因，这是在非现场进行的并且是昂贵的方法。打开系统可能会将外部元件引入封闭系统，并且打开舱口的动作可能会从内部释放颗粒，从而中断流动并且稍后导致停机。这些主动维护过程是在该类型的所有机器中从平衡各方利益的情况下限定的，从而为此增加了安全系数。虽然故障比计划维护成本更高是有道理的，但是特别是当不必要的停工期进一步引起后续故障的风险或需要大型作业诸如船停止其运行时，任何这种停工期都非常昂贵。此外，并非所有机器被磨损一样。其工作人员的操作风格对于机器的潜在正常运行时间和机器寿命非常重要。例如，以最大速度交替关闭和打开的机器将比在其最佳运行范围内运转的机器磨损明显加快。然后，性能更好的机器的维护停工期比实际需要更多，而管理不善的机器直到机器已经损坏才被确认为管理不善，这会难以或不可能查明这种管理不善的确切罪魁祸首。为了避免对设备的严重损坏，传感器可被引入来监测液体中磨损碎屑颗粒的累积以及液体降解。然而，系统的液压系统必须始终完美地起作用，以便在液体中获得难以获得的磨损碎屑颗粒的代表性图像。在本领域中，磨损碎屑颗粒通常利用光学传感器被监测，而液体降解通过电阻抗光谱型传感器被测量。US6449580B1公开在一定温度范围内测试工作流体的介电常数，从而确定介电常数对温度变化最敏感的温度。这允许通过在测试期间仅仅测量介电常数和温度来估计粘度、酸含量、水分含量和工作流体密度。这假设所有参数之间的关系在系统的生命周期内保持固定。EP2749853A2描述集成在用于油系统，例如机动车辆的往复式发动机的排油装置中的传感器。传感器测量油状况的各个方面。由于多种原因，原始传感器信号在读数之间会显著波动，在这些原因中，一个是系统波动，另一个是传感器引起的噪声。为了弥补这一点，传感器被制造和销售成具有提高传感器精度的综合求平均值能力，从而使理解系统和液体状况更加通用和具有代表性。此外，本领域的传感器技术具有一些明显的弱点。例如，某些重要的颗粒传感器类型无法将水颗粒和/或夹带的气泡和磨损颗粒区分开，水颗粒和/或夹带的气泡和磨损颗粒的读数会突然增加(spike)，从而导致立即和不需要的系统停止。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是解决上述问题。根据本专利技术，提供了一种用于监测液体的状况的感测单元。感测单元包括至少一个传感器接口和评价单元，其中传感器接口适用于测量两个或更多个原始信号，每个原始信号对应于液体的参数，其中所述参数至少涉及液体降解或磨损碎屑粒子产生。所述传感器接口进一步适用于将至少两个传输信号传输至所述评价单元，每个传输信号对应于原始信号，其特征在于每个传输信号的方差相当于其相应原始信号的方差，以及评价单元适用于通过使所测量的至少两个参数相互关联评价液体的状况。由此，一种改进的传感器系统被提供。本领域的传感器适用于在传输之前对读数求平均数以减少信号噪声。因为输出值是稳定的，并且其变化构成某种破坏，所以这允许维修人员诊断液体系统状况。当方差被认为是信号噪声时，以信号方差为代价提高传感器精度，这在传统上被接受。在本专利技术中，这种方差构成第二仪器数据源，并且信号噪声和不精确被接受。通过使用在将它测量的数据传递到评价单元之前不对其进行预处理的传感器，评价单元出人意料地能够对液体系统执行真正的统计数据分析。通过将这种改进的数据保真度和方差与相互关联的至少两个参数测量值相结合，真实的、系统的以及特定环境的液体状况预测根据本专利技术是可以实现的。由此，准确并且精确诊断系统中断以及确定系统行为漂移和轨迹是可以获得的。换言之，当传统系统的读数变化时，维修人员知道有些事情已经变化；但是不知道什么已经变化或为什么变化。通过执行原始传感器数据传输、统计分析并且使信号相互关联，可以获得关于系统的实际状态的更多信息。微小运转模式变化变得明显，维修人员可以立即采取行动，而不必等到运转参数悄悄超过某些任意传感器硬件相关的惯性阈值。传感器接口适用于测量液体的状况，并为评价单元提供这些测量。通过提供一系列测量，信号被提供给评价单元作为连续测量。所谓可比方差意味着传输信号的方差明显类似于原始信号的方差，诸如在传输之前传感器从原始信号中基本上过滤不出测量信息。它可以进一步具有可比较的平均值并因此具有分布。在实施例中，传感器接口在将原始信号作为传输信号传递之前不对其进行预处理。由此，未过滤的信号被提供给评价单元。在实施例中，每个传输信号对应于原始信号。在实施例中，每个传输信号基本上对应于原始信号。在实施例中，对于由传感器接口提供的每个原始信号，传输信号被传输到评价单元。在实施例中，每个传输信号类似于相应的原始信号。所谓类似于意味着包含在传输信号中的信息等于包含在相应的原始信号中的信息，这意味着由传感器接口执行的任何数据处理成比例地应用到原始信号中的所有原始数据点，从而产生具有数据方差的传输信号以及与产生它的原始信号成比例的数据点的分布。在实施例中，对于传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监测液体(111)的状况的感测单元(100)，所述感测单元(100)包括至少一个传感器接口(101、102)和评价单元(103)，其中‑所述传感器接口(101、102)适用于测量两个或更多个原始信号，每个原始信号对应于所述液体(111)的参数，其中所述参数至少涉及液体降解或磨损碎屑粒子产生(411、412)，‑所述传感器接口(101、102)进一步适用于将至少两个传输信号传输至所述评价单元(103)，每个传输信号对应于原始信号，其特征在于每个传输信号的方差相当于其相应原始信号的方差，以及‑评价单元(103)适用于通过使所测量的至少两个参数(602)相互关联评价所述液体(111)的状况。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.23 EP 16156933.01.一种用于监测液体(111)的状况的感测单元(100)，所述感测单元(100)包括至少一个传感器接口(101、102)和评价单元(103)，其中-所述传感器接口(101、102)适用于测量两个或更多个原始信号，每个原始信号对应于所述液体(111)的参数，其中所述参数至少涉及液体降解或磨损碎屑粒子产生(411、412)，-所述传感器接口(101、102)进一步适用于将至少两个传输信号传输至所述评价单元(103)，每个传输信号对应于原始信号，其特征在于每个传输信号的方差相当于其相应原始信号的方差，以及-评价单元(103)适用于通过使所测量的至少两个参数(602)相互关联评价所述液体(111)的状况。2.根据权利要求1所述的感测单元(100)，其适用于测量液体降解。3.根据权利要求1至2中的任意一项所述的感测单元(100)，其适用于测量磨损碎屑颗粒产生(411、412)。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的感测单元(100)，其中所述参数进一步涉及液体(111)的压力、温度(415)和/或水含量(413)。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的感测单元(100)，其进一步适用于测量与液体降解有关的三个参数，与磨损颗粒产生有关的两个参数、与液体的压力有关的两个参数，以及与所述液体(111)的温度相关的一个参数。6.一种用于监测液体(111)的状况的系统，其具有根据权利要求1-5的感测单元(100)，所述系统进一步包括：-系统入口，其用于接收污染的液体的进入流，-系统出口，其用于释放过滤液体的排出流，以及-过滤单元，其与所述系统入口和所述系统出口流体连通，所述过滤单元包括过滤器，该过滤器适用于接收污染的液体并释放过滤的液体，-其中至少一个传感器接口(101、102)沿着由所述系统入口、所述过滤单元和所述系统出口限定的液体通道定位。7.根据权利要求6所述的用于监测液体(111)的状况的系统，其中液...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫滕·汉尼伯格，
申请(专利权)人：C·C·詹森有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK