风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置、监控方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置、监控方法及系统，该装置包括润滑油监测旁路、在线监测装置、数据传输与控制模块、云服务器、客户端。润滑油监测旁路并接在齿轮箱出口的主油路上，将润滑油从主油路中引出，在润滑油流经在线监测装置时，全面采集油液各项参数的实时数据并发送到数据传输与控制模块，然后利用该模块上的无线通信设置上传至云服务器，客户端得到监测数据后，根据前期实验所得的补偿参数通过系统软件程序对其进行综合处理与分析，实现润滑油品质的有效监测，为后续控制措施及故障诊断提供一定依据，并通过数据传输与控制模块实现基本维护与调控操作。本发明专利技术既满足了离线检测的要求，又弥补了离线检测的弊端。

【技术实现步骤摘要】
风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置、监控方法及系统
本专利技术属于风电机组状态监测及智能控制
，涉及一种风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置、监控方法及系统。
技术介绍
风电机组中，齿轮箱是影响整个机组运维寿命和安全性的重要一环。风电机组经常架设在自然环境恶劣的地点，而且风力作用具有各种不可控性，使得风电机组常常处于受力部位和大小不均匀的状态，还有暴风雨、暴风雪、强台风等极端天气以及昼夜温差较大等因素影响，导致齿轮箱故障多发，但设备安装和检修工作较难开展，相应成本亦很高。如若齿轮箱发生故障，将影响到整个风电机组系统，造成经济性和安全性等方面的重大损失。通过对润滑油品质的实时分析可以确定故障组件或预示潜在的有害事故。但是传统的润滑油定期取样离线检测存在一定局限性：实时性差、累计数据量小、取样要求高；尤其是海上风电机组设备中的润滑油取样需消耗大量人力物力。采用润滑油在线实时监测技术，可以实时监测润滑油的性能变化趋势及其中裹挟的磨粒的情况，从中得到机器的润滑现状和磨损程度的相关信息，对系统以及设备的异常情况甚至可能发生的故障做出及时的预测和诊断，从而减少设备停机检查的时间，提高设备的利用率，节约成本，还能实现早期预警，大大降低事故发生率。因此，开发一套齿轮箱油在线监控系统来实时监控润滑油品质具有一定的工业价值及经济效益。然而目前现有相关专利主要集中在润滑油在线监测方面，包括硬件选择与连接以及数据检测获取等方面，而对如何保障监测数据的准确性、如何具体有效地分析与利用监测数据以及根据监测结果与维护机构联动采取相应控制措施等方面的问题并未提供解决方案，为了解决上述问题，本专利技术提供了一种风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置、监控方法及系统。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的在于弥补现有技术的缺陷，克服现有技术的不足，提供了一种风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置、监控方法及系统，对润滑油的各项品质进行全面的实时监测，保障监测数据的准确性，通过数据处理分析提供更为直观的润滑油品趋势，较为完善地实现润滑油状态的监控和管理。本专利技术能够实现提高设备的利用率，早期预警齿轮箱的故障，指导按需换油和视情维护，减少设备运行和维修方面的总成本，增强设备运转的安全可靠性，节约人力物力的目的。技术方案：本专利技术提供的风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置包括：润滑油旁路，用于引出齿轮箱液压系统主油路中的油液，为在线监测装置提供接口；在线监测装置，用于实时监测润滑油的各项参数，包括润滑油温度、密度、粘度、水含量、水活性、介电常数、颗粒度；数据传输与控制模块，用于通信及控制，采集在线监测装置传递的监测数据，并通过无线通信将其上传至云服务器，之后根据管理人员指令与已设程序启动相关控制操作；云服务器，用于存储系统预设信息以及数据传输与控制模块传输的大量连续监测数据，供客户端查询使用；客户端，用于对数据进行处理分析，通过监控系统软件展示润滑油参数变化趋势及实时监测数据，并通过对比分析实现早期预警与状态诊断。进一步地，所述润滑油旁路并接在齿轮箱出口与主油泵进口之间的主油路上，包括进油管路、出油管路；进一步地，所述在线监测装置安装在润滑油旁路的进油管路与出油管路之间；进一步地，所述在线监测装置包括进口压力表、进口电磁阀、除泡模块、油品传感器、水分传感器、稳压缓冲罐、颗粒度传感器、流量调节阀、循环泵、出口压力表、出口电磁阀、进油口、出油口、壳体、供电模块、第一监测管路、第二检测管路；所述进口压力表、出口压力表分别安装在进油口前、出油口后，设在壳体外，用于检测在线监测装置进油口及出油口管路压力；所述进口电磁阀安装在进油口后、除泡模块前，用于控制在线监测装置中前部油路的启闭；所述出口电磁阀安装在出油口与循环泵之间，用于控制在线监测装置中后部油路的启闭；所述除泡模块安装在进口电磁阀与并联的传感器之前，用于去除润滑油中的气泡；所述第一监测管路与第二监测管路并联在除泡模块与循环泵之间，用于安设监测传感器；所述第一监测管路依次设有稳压缓冲罐、颗粒度传感器；所述第二监测传感器依次设有油品传感器与水分传感器；所述稳压缓冲罐为圆柱形，其管径至少为第二监测管路管径的三倍以上，用于稳定颗粒度传感器前的压力和流经其监测管路的流量；所述循环泵为离心泵或齿轮泵，用于为在线监测装置内的润滑油循环提供动力；所述壳体采用金属材质；所述流量调节阀用于使流量和压力满足颗粒度传感器要求，提高检测精度，减小测量误差。进一步地，所述供电模块为进口电磁阀、油品传感器、水分传感器、颗粒度传感器、流量调节阀、循环泵、出口电磁阀提供稳定电源；进一步地，所述油品传感器的监测参数至少包括润滑油的温度、粘度、密度、介电常数四项；进一步地，所述水分传感器的监测参数至少包括润滑油的水含量、水活性两项；进一步地，所述颗粒度传感器采用遮光法原理监测润滑油颗粒度，至少设置NAS1638、ISO4406两项颗粒污染度等级标准，实时给出所测样品的颗粒计数及污染度等级；进一步地，所述在线监测装置中的油品传感器、水分传感器、颗粒度传感器设置有串口，通过RS485总线将数据传输给数据传输与控制模块；进一步地，所述数据传输与控制模块通过4G通讯模块或者wifi通讯模块将监测数据上传至云服务器；进一步地，所述数据传输与控制模块包括RS485通信单元、无线通信单元、第一控制单元、第二控制单元；其中所述RS485通信单元与在线监测装置相连；所述无线通信单元包括4G通讯模块或者wifi通讯模块；所述第一控制单元分别与滤油机、冷油器连接；所述第二控制单元分别与电磁阀、流量调节阀及循环泵连接；进一步地，所述客户端采用上位机PC、平板电脑、手机，其中安装有润滑油在线监控系统软件；进一步地，所述润滑油旁路及在线监测装置壳体外部设计有保温层；进一步地，所述风电机组齿轮箱润滑油在线监控系统安装在所述风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置的客户端，包括：基本信息设置模块，用于提供权限设置信息、用户设置信息、系统各项参数和设备基本信息。设备基本信息包括齿轮箱设备本体的有关信息、在线监测设备如传感器、数据传输与控制模块等方面的设置信息、采样点和监测点的相关信息以及设备的检修信息等。实时数据显示模块用于展现数据处理结果及油液状态评估两项内容，为齿轮箱设备的运行状态评估和故障诊断提供参考依据。信息统计查询模块用于提供六方面的查询功能，包括历史数据查询、油液信息查询、离线标准查询、在线标准查询及报警和故障记录查询故障。所述报警和故障记录可以提供设备历史运行状态，给予性能衰减和故障信号的提示，起到预判作用，也可以提供给故障专家系统作为诊断依据。生成数据报表模块用于根据所选的时间段，整理出相应地数据，按照预定的格式生成出油品特性和颗粒度的数据表或是曲线，以便之后的统计和查询。进一步地，所述风电机组齿轮箱润滑油在线监控系统还包括查询模块，提供多种时间段内的数据和趋势图查询功能，包括小时查询、日查询、周查询、月查询；进一步地，所述风电机组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置，其特征在于，该装置包括润滑油旁路（12）、在线监测装置（5）、数据传输与控制模块（6）、云服务器（10）、客户端（11）；所述润滑油旁路（12）并接在风电机组齿轮箱润滑油循环系统内齿轮箱（1）出口与主油泵（2）进口之间的主油路（9）中，包括进油管路（7）、出油管路（8）；在线监测装置（5）安装在润滑油旁路（12）中；/n在线监测装置（5）包括进口压力表（501）、进口电磁阀（502）、除泡模块（503）、油品传感器（504）、水分传感器（505）、稳压缓冲罐（506）、颗粒度传感器（507）、流量调节阀（508）、循环泵（509）、进油口（510）、出油口（511）、壳体（512）、供电模块（513）、出口压力表（514）、出口电磁阀（515）、第一监测管（516）、第二监测管（517）；/n其中，所述进口压力表（501）、出口压力表（514）分别安装在进油口（510）前、出油口（511）后，设在壳体（512）外；所述进口电磁阀（502）安装在进油口（510）后、除泡模块（503）前；所述出口电磁阀（515）安装在出油口（511）与循环泵（509）之间；所述除泡模块（503）安装在进口电磁阀（502）与并联的传感器之前；所述第一监测管路（516）与第二监测管路（517）并联在除泡模块（503）与循环泵（509）之间；所述第一监测管路（516）依次设有稳压缓冲罐（506）、颗粒度传感器（507）；所述第二监测传感器（517）依次设有油品传感器（504）与水分传感器（505）；所述稳压缓冲罐（506）为圆柱形，其管径至少为第二监测管路（517）管径的三倍以上；所述循环泵（509）为离心泵或齿轮泵；所述壳体（512）采用金属材质，；所述流量调节阀；所述供电模块（513）为进口电磁阀（502）、油品传感器（504）、水分传感器（505）、颗粒度传感器（507）、流量调节阀（508）、循环泵（509）、出口电磁阀（515）提供稳定电源；/n数据传输与控制模块（6）包括RS485通信单元（603）、无线通信单元（602）、第一控制单元（601）、第二控制单元（604）；其中所述RS485通信单元（603）与在线监测装置（5）相连；所述无线通信单元（602）包括4G通讯模块或者wifi通讯模块，将监测数据上传至云服务器（10）；所述第一控制单元（601）分别与滤油机（3）、冷油器（4）连接；所述第二控制单元（604）分别与进口电磁阀（502）、出口电磁阀（515）、流量调节阀（508）及循环泵（509）连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置，其特征在于，该装置包括润滑油旁路（12）、在线监测装置（5）、数据传输与控制模块（6）、云服务器（10）、客户端（11）；所述润滑油旁路（12）并接在风电机组齿轮箱润滑油循环系统内齿轮箱（1）出口与主油泵（2）进口之间的主油路（9）中，包括进油管路（7）、出油管路（8）；在线监测装置（5）安装在润滑油旁路（12）中；
在线监测装置（5）包括进口压力表（501）、进口电磁阀（502）、除泡模块（503）、油品传感器（504）、水分传感器（505）、稳压缓冲罐（506）、颗粒度传感器（507）、流量调节阀（508）、循环泵（509）、进油口（510）、出油口（511）、壳体（512）、供电模块（513）、出口压力表（514）、出口电磁阀（515）、第一监测管（516）、第二监测管（517）；
其中，所述进口压力表（501）、出口压力表（514）分别安装在进油口（510）前、出油口（511）后，设在壳体（512）外；所述进口电磁阀（502）安装在进油口（510）后、除泡模块（503）前；所述出口电磁阀（515）安装在出油口（511）与循环泵（509）之间；所述除泡模块（503）安装在进口电磁阀（502）与并联的传感器之前；所述第一监测管路（516）与第二监测管路（517）并联在除泡模块（503）与循环泵（509）之间；所述第一监测管路（516）依次设有稳压缓冲罐（506）、颗粒度传感器（507）；所述第二监测传感器（517）依次设有油品传感器（504）与水分传感器（505）；所述稳压缓冲罐（506）为圆柱形，其管径至少为第二监测管路（517）管径的三倍以上；所述循环泵（509）为离心泵或齿轮泵；所述壳体（512）采用金属材质，；所述流量调节阀；所述供电模块（513）为进口电磁阀（502）、油品传感器（504）、水分传感器（505）、颗粒度传感器（507）、流量调节阀（508）、循环泵（509）、出口电磁阀（515）提供稳定电源；
数据传输与控制模块（6）包括RS485通信单元（603）、无线通信单元（602）、第一控制单元（601）、第二控制单元（604）；其中所述RS485通信单元（603）与在线监测装置（5）相连；所述无线通信单元（602）包括4G通讯模块或者wifi通讯模块，将监测数据上传至云服务器（10）；所述第一控制单元（601）分别与滤油机（3）、冷油器（4）连接；所述第二控制单元（604）分别与进口电磁阀（502）、出口电磁阀（515）、流量调节阀（508）及循环泵（509）连接。


2.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置，其特征在于，所述润滑油旁路（12）及在线监测装置壳体（512）外部设计有保温层。


3.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置，其特征在于，所述油品传感器（504）的监测参数至少包括润滑油的温度、粘度、密度、介电常数四项；水分传感器（505）的监测参数至少包括润滑油的水含量、水活性两项；所述颗粒度传感器（507）采用遮光法原理监测润滑油颗粒度，至少设置NAS1638、ISO4406两项颗粒污染度等级标准，实时给出所测样品的颗粒计数及污染度等级。


4.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置，其特征在于，所述在线监测装置（5）中的油品传感器（504）、水分传感器（505）、颗粒度传感器（507）设置有串口，通过RS485总线将数据传输给数据传输与控制模块（6）。


5.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱润滑油在线监控装置，其特征在于，所述客户端（11）采用上位机PC、平板电脑或手机，其中安装有风电机组润滑油在线监控系统软件。


6.一种风电机组齿轮箱润滑油在线监控系统，其特征在于，所述在线监控系统安装在权利要求1-5所述风...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萌萌，郭万军，宋涛，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32