一种在用汽轮机油油液状态在线自动监测系统技术方案

一种在用汽轮机油油液状态在线自动监测系统，包括：取样部分、信号采集控制部分、数据传输和管理部分；取样部分将采集器的信号采集，通过电缆输入信号采集控制部分进行信号处理传输，数据传输和管理部分通过下位机和上位机之间的通讯及上位机软件数据进行分析。本系统的设计思路是通过该系统能够实时在线监测汽轮机油的粘度、含水率和颗粒污染度等级的变化，当粘度指标、含水量指标或者颗粒污染度指标超过设定的平均值阈值或峰值阈值时，及时做出声光报警，提示现场工作人员对汽轮机润滑油系统采取措施，防止因汽轮机润滑油特性变化造成汽轮机运转故障。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机械设备运转状态监测
，涉及一种在用汽轮机油油液状态在线自动监测系统。
技术介绍
众所周知，磨损和润滑不良是导致机器设备损坏或发生故障的主要原因。近十几年发展起来的油液监测技术能较好地解决这一问题，特别是近几年，油液监测技术在各行业中得到了迅速的发展。最初的油液监测仅是油液污染分析，主要是分析油品的理化指标，如粘度、水分、酸值、闪点、机械杂质等。通常采用石油产品性能指标测定方法对在用润滑剂进行检测，以评价其质量的变化。工业化生产的发展使机器越来越大型化、复杂化和连续化，对机器的维修要求也越来越高。因此，机器故障诊断技术应运而生，促使了人们积极开·发基于油液监测的诊断方法。目前，机械设备润滑油的更换方案主要是参考推荐换油期，实行按使用时间或运行时间的方式来决定。基于油液分析的机械状态监测已成为多数现代工业维修活动中不可缺少的手段之一，并在设备状态的监测及故障诊断、磨擦磨损机理的研究、判定润滑系统的污染状况、制定正确的换油周期等几个方面获得了广泛的应用。在设备运行过程中，润滑油要经历一系列物理或化学的复杂作用，油品的理化性能及内部的构成会发生变化，除了油品本身发生的变化，润滑系统还会产生一些金属颗粒或者非金属磨损颗粒，另外运行环境中的污染物也会混入油液中，如水分及其他污染物等。而油液监测系统将通过现场全天候的实时动态数据采集，通过以太网通信电缆传送到上位机数据处理器，通过数据运算传送至中央集中控制室以动态的形式显示。简单地说，油液监测技术就是通过分析被监测机械设备在用润滑油的性能变化和油中磨损颗粒的情况，获得机械设备润滑和磨损状态的信息，从而评定机械设备的运行工况和对故障进行预测，并进一步确定故障原因的技术。使用这一技术需要综合利用各种分析测试手段，如常规的理化分析仪、红外光谱分析仪、顺粒计数器、等离子发射光谱仪、铁谱分析仪、差热分析仪等，对设备进行润滑监控，在设备润滑管理中可以达到很好的效果。油液污染在线监测与控制技术将自动控制技术引入到油液污染控制领域，改变传统的污染控制模式，实现对油液污染状态的实时动态监测、控制和主动维护。通过对油液污染度、含水量等各参数的在线监测信号的采集、识别、判断，提出构造油液状态在线监测网络，对油液污染状态进行实时动态监测、诊断和控制，实现对润滑油和液压系统的主动维护，能提高系统各元器件的使用寿命，大大降低系统的故障率。以往设备油液检测都是现场采集油样，到实验室去完成分析，分析完成后，数据再送给现场维修人员和设备技术负责人。由于需要大量时间传递油样和数据，完成一个油样分析往往少则需要几个小时，多则长达几天或数月。并据调查表明约有50%的离线分析油样没有发现问题，45%的油样显示失效即将发生，约有5%的油样检测出严重问题。这样，不仅消耗了大量人力和物力，也很难保证数据的时效性，无法真正及时地诊断故障。为解决上述问题，近年来，西方发达国家利用电子技术和信号处理技术，研制了多种新型嵌入式油液分析传感器，并在此基础上，针对各种不同类型的设备，开发了一系列油液快速检测仪。便携式的油液测量仪器发展迅猛，很好地克服了实验室离线分析方法成本高、操作复杂、测量结果滞后的不足，可以随身携带，现场测量和现场出结果，便携式油液测量仪器包括便携式油液粘度仪、铁谱仪、颗粒计数仪等，但是这些仪器在现实中并未做到真正意义上的在线监测。
技术实现思路
本技术的目的在于研制一种对在用汽轮机油的油品特性、含水量、颗粒污染度等特性进行在线测量的油液监测系统。本技术的技术方案是一种在用汽轮机油油液状态在线自动监测系统，包括取样部分、信号采集控制部分、数据传输和管理部分；取样部分通过电缆与信号采集控制部分连接；数据传输和管理部分通过下位机和上位机之间的通讯及上位机软件数据进行分析。所述取样部分包括汽轮机油主输油管，输油齿轮泵，在线监测系统进油支管，缓冲油池，水分和温度联合传感器，粘度、密度、介电常数、温度四合一传感器，在线颗粒污染度传感器；其中，监测系统所实时监测的汽轮机油通过在线监测系统进油支管和在线监测系统回油支管从汽轮机油主输油管流入到在线监测系统中并流回。在在线监测系统中，汽轮机油被分为两路，其中一路进入到缓冲油池，另外一路直接与在线颗粒污染度传感器相连；在缓冲油池中安装有两个油液特性的传感器，一个是水分和温度联合传感器，另一个是粘度、密度、介电常数、温度四合一传感器；水分和温度联合传感器用于测量汽轮机油液中含水量的大小，粘度、密度、介电常数、温度四合一传感器用于测量汽轮机油的流体特性参数，主要用来监测汽轮机油的粘度、密度和介电常数等。所述信号采集控制部分包括ADC数据采集卡、齿轮泵、声光报警装置、硬盘和下位机；水分和温度联合传感器输出的信号为模拟信号，通过ADC数据采集卡采集到下位机，粘度、密度、介电常数、温度四合一传感器通过CAN2. O接口采集到下位机，颗粒污染度传感器的数据通过RS232串行接口输入到下位机；下位机根据获取传感器信号的分析结果调整和控制齿轮泵的流量，以及根据监测的汽轮机油指标是否超过设定的阈值来决定声光报警装置是否执行报警动作。所述数据传输和管理部分，将下位机采集到的传感器信号通过计算机网络传输到上位机,并将其存入上位机的数据库供分析使用，同时实时显示各个传感器对汽轮机油的监测数据的变化情况以及实时数据。在数据管理软件部分，需要对当前采集到的数据进行判断，判断其是否超过了设备要求的使用指标。主要通过两方面来判断当前数据是否超过设备所要求的指标。一方面设定平均值阈值，另一方面设定实时数据峰值阈值。平均值阈值是判断在多次测量过程中，数据变化的总体趋势是否超过了被监测的汽轮机油的运行指标要求；实时数据峰值阈值反映的是当前测量出的数据变化幅度是否超过被监测的汽轮机油的运行指标要求，因为实时测量的数据会是一个波动的过程，实时数据峰值阈值能够保证波动的峰值不超过运行指标的要求。另外，数据传输和管理部分还要对各个传感器采集到的历史数据进行分析，从历史数据中分析出汽轮机油变化的发展趋势，预测汽轮机油的使用状态和换油时间。本技术采用上述技术方案后可达到如下的有益效果(I)实现了对汽轮机油在用油特性的在线监测。克服了以往需要将汽轮机油油样取回到实验室进行离线化验分析的复杂过程，直接从主油路旁路出一套监测支管，实现对汽轮机油在线监测。(2)通过缓冲油池实现汽轮机油油液特性传感器的在线测量。缓冲油池有效地扩展了油液取样支管的直径和容积，能够保证将水分、温度和粘度、密度、介电常数、温度四合一传感器插入到缓冲池中与被测量的在用汽轮机油良好接触，减小测量结果受外界环境以及汽轮机油在管道中流动特性的影响。(3)采用工业单板机作为下位机实现传感器信号的采集、保存和传输。所采用的工业单板机稳定性适合全天候使用要求，提供多种硬件接口能够将传感器数据稳定采集并保·存在硬盘中。(4)在下位机上保存一周的历史数据。下位机采用的工业单板机工作稳定性非常高，而上位机采用普通PC机，相对容易出现故障，为防止上位机出现故障导致下位机上传的数据丢失，近一周内的被下位机采集的传感器信号都将备份在下位机的硬盘中，该数据缓冲区不断刷新。(5)上位机软件能够对采集到的历史数据进行分析处理，获取汽轮机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在用汽轮机油油液状态在线自动监测系统，包括：取样部分（A）、信号采集控制部分（B）；其特征在于：取样部分（A）通过电缆与信号采集控制部分（B）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张天虎，杨琨，张欣，
申请(专利权)人：洛阳大工检测技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：