车用润滑油在线监测方法与监测系统.
润滑系统监测
润滑系统监测润滑系统是现代工业生产中最为重要的部件之一，其作用是在机器、设备或系统中运动部件之间提供足够的润滑，减少摩擦和磨损，延长机器使用寿命。
润滑系统监测是实现最佳性能、最小维护和低停机时间的关键。
本文将介绍润滑系统监测的重要性、方法和实践。
一、润滑系统监测的重要性润滑是保护机器或设备中运动部件的重要手段。
缺乏足够的润滑可能会导致机器或设备运行不良，出现故障，并在不可避免的情况下导致生产停滞。
为了确保运动部件在机器或设备中运行时能够得到正确的润滑，必须定期监测润滑系统的性能。
润滑系统监测可以帮助企业减少开支和停机时间。
通过定期监测润滑油的水分、杂质、氧化和酸值，可以发现润滑油质量下降，防止润滑油变质，判断更换润滑油的时间。
此外，润滑系统监测还可以帮助发现系统中的泄漏或过度使用，这些都会影响整个系统的性能。
二、润滑系统监测的方法下面介绍几种常见的润滑系统监测方法：1. 润滑油分析润滑油分析是通过对系统中的润滑油进行化学、物理和机械测试来监测润滑油的性能和状态。
常用的测试包括粘度、酸值、水分含量和杂质含量等。
定期进行润滑油分析可以判断润滑油是否需要更换或加注。
换句话说，润滑油分析提供了润滑系统的整体健康状况，因此对于定期维护润滑系统非常有必要。
2. 润滑系统可视化检查润滑系统可视化检查仅需对设备或系统进行简单的检查，就能明显地判断润滑系统是否失效。
在检查润滑系统时，可以观察泵是否漏油，油温正常，油管是否损坏等。
如果发现问题，可以立即采取措施防止问题进一步恶化。
3. 润滑系统振动分析润滑系统的振动从系统或润滑油本身中产生，可以通过空气的振动监测机械泵附近的振动器。
根据振动的频率和振幅，可以判断润滑泵中是否有空气或杂质。
如果振动过大，则需要检查润滑系统以发现问题的根本原因。
4. 润滑系统温度监测润滑油的温度对润滑系统的工作至关重要。
根据操作时的温度，可以判断润滑系统中油品的黏度和系统的润滑条件，而是否需要加注或更换润滑油。
汽轮机润滑油在线监测与分析技术
汽轮机润滑油在线监测与分析技术摘要：汽轮机润滑油在线监测与分析技术的合理应用能够有效实现对汽轮机润滑油性能指标和污染物含量实时在线监测，有效预防和预测设备故障。
文章先对汽轮机润滑油在线监测系统的原理、组成进行了分析，然后对该技术的重要性和具体应用展开了进一步的探讨研究，以供参考。
关键词：汽轮机润滑油；在线监测；分析；应用1汽轮机润滑油在线监测与分析的原理以及系统组成1.1汽轮机润滑油在线监测与分析技术的原理汽轮机润滑油在线监测与分析的原理主要基于润滑油液的理化性质和污染物颗粒等方面来监测其性能。
（1）油质分析。
通过近红外光谱分析技术监测润滑油液的化学成分，如水分、总酸值、不溶物等，以评价其质量和物理性质。
（2）污染物监测。
通过颗粒计数器和光散射技术监测润滑油液中的颗粒物和磨粒，以评价机械设备的磨损状况。
（3）红外光谱油液监测技术。
利用近红外光线对润滑油液进行光谱分析，从中检测出油液成分和浓度，判断油液的状态和劣化程度。
（4）热力学模型法。
通过建立热力学模型来监测润滑油液的状态，包括自由松散功（FSW）、耗散功（DWS）和机械损失功（MPW）等参数，以评价油液的润滑性能和机械设备的磨损状况。
（5）铁谱分析技术。
通过采集润滑油液中的铁颗粒物，以判断机械设备的磨损程度和故障隐患。
1.2汽轮机润滑油在线监测分析系统汽轮机润滑油在线监测系统由油样采集单元、油样分析设备、数据处理系统、报警系统、数据显示和存储设备以及软件系统等部分组成，其中软件系统是汽轮机润滑油在线监测分析系统的核心部分，它包括数据分析、报警设置、数据存储和查询等功能模块，可以实现自动化运行和远程监控。
油样采集单元则是通过在线或离线的方式采集汽轮机润滑油的油样，将其送入分析设备进行检测。
然后再通过近红外光谱油样分析设备对润滑油的油样进行分析，得出其品质和状况的指标数据，如油品中水分、颗粒物、金属元素等含量[1]。
之后再由数据处理系统负责对油样分析设备产生的数据进行处理和分析，根据预设的阈值和报警条件，及时发出报警信号，提醒维护人员采取相应的措施。
车用润滑油在线监测方法与监测系统.
第 39卷第 6期吉林大学学报 (工学版Vol. 39 No. 62009年 11月Journal o f Jilin U niv ersity (Engineering and T echnolo gy EditionNov. 2009收稿日期 :2009-01-17.基金项目 : 863 国家高技术研究发展计划项目 (2006A A 04Z10 ; 长春市科技基金项目 (06G J14 . 作者简介 :刘玉梅 (1966- , 女 , 教授 . 研究方向 :车辆智能检测与诊断 , 车辆性能监测与虚拟测试技术 .车用润滑油在线监测方法与监测系统刘玉梅 1, 王庆年 2, 曹晓宁 1, 熊伟 3, 李雪海 1(1. 吉林大学交通学院 , 长春 130022; 2. 吉林大学汽车工程学院 , 长春 130022;3. 长春轨道客车股份有限公司 , 长春 130025摘要 :通过理论和试验分析的方法确定了介电常数作为润滑油品质衰变评价指标的可行性 , 研发了准确检测润滑油介电常数的玻璃管型车载电容传感器及脉冲调宽式振荡检测电路 , 并以此为基础开发了润滑油综合性能在线监测系统 , 从而实现了车用润滑油的按质换油 , 克服了观察换油或按期换油的弊端。
关键词 :车辆工程 ; 润滑油 ; 介电常数 ; 电容式传感器 ; 在线监测系统中图分类号 :U 473. 6 文献标识码 :A 文章编号 :1671-5497(2009 06-1441-05Vehicle lubrication oil on -line monitoring method and monitoring systemLIU Yu -mei 1, WANG Qing -nian 2, CAO Xiao -ning 1, XION G Wei 3, LI Xue -hai 1(1. Colleg e o f T r ansp or tation, J ilin Univ er sity , Changchun 130022, China; 2. College of A utomotive Engineering , J ilin Univer sity , Changchun 130022, China; 3. Changechun Railw ay V ehicle CO. LT D, Changchun 130025, ChinaAbstract:The feasibility o f using the dielectric constant as an evaluation index to ev aluate the quality degradation o f the lubricatio n o il w as verified thro ug h theoretical analysis and ex perimental appro ach. A g lass -tube sensor to detect accurately the dielectric constant of the lubrication oil and a related PWM oscillatio n delectio n circuit w ere dev elo ped. A mo nitoring system to m onitor on -line the com prehensiv e pro perties o f the lubrication oil was m ade up based on the above -mentioned com po nents, thus realizing to chang e the v ehicle lubrication oil according to its quality instead of acco rding to visual obserratio n or on schedule.Key words:vehcile eng ineer ing; lubrication oil; dielectric constant; capacitance sensor; on -line monitoring system润滑油变质程度直接影响发动机的工作状况 , 实时监测发动机润滑油状况可避免按期换油和传统实验室离线检测的不足 [1]。
在线油液监测综合系统
油液监测系统油液监测通常是监测一个或多个油品参数，主要监测对象有颗粒度、水份、磨粒浓度和添加剂等，并以此来判定状态。
通过光学、电学、磁学等分析手段将采集到的润滑油或工作介质进行相关的理化性能指标分析，检测其中所含有的磨损和污染物等颗粒，最终获得机械设备的润滑和磨粒状态的信息，来判断设备的当前工作状况以及预测未来工作状况，为设备的正确维护提供有效的依据，达到预防性维修的目的，这种监测和分析的方法就是油液分析技术，又称为设备磨损工况监测技术。
油液监测系统分为离线监测系统和在线监测系统。
离线监测主要采用定期采样的方式，将采集的油样送到相应的理化实验室进行分析，判断油液的质量状态和使用寿命。
这种方式可以较全面地获得所需的油样参数，这对于设备磨损状态及油品状况都能做出更加准确的判断。
但其缺点也是比较明显的。
离线需要将固定油样取出进行处理，实验室的检测耗时较长，也将延误油质的判断与措施实施。
仪器也是比较昂贵，还比如风电机组不能取样进行周期检测，这都是离线检测的局限性。
相对来讲，准确性成了离线检测的唯一优点。
在线润滑油状态监测则是在保证设备正常运行的情况下，通过实时监测在用液压油、润滑油等，判定设备运行状况，其能有效避免重大事故的发生，并进行有针对性的维护和修理。
油液在线监测不必要测定和分析油液的全部参数，它通过获取监测指标的相关信息或者与标准值对比间接地反映相对变化值。
准确度因其在线物理条件的影响，与离线检测数值有1个等级左右的误差范围，企业一般会根据自身的需求与条件，选择合适的检测方式。
陕西普洛帝以其深厚的技术实力在油液各领域的监测均可设计适合于企业的监测设备，离线机，在线机，便携机，在线便携多模式组合系统。
油液仪器经典型号PLD-0201、PLD-0203、PMT-2、OPC。
沿用进口传感器与重要部件，数据可靠，稳定性持久。
车用润滑油品质快速检测技术及实现
容的电路。本文将CMOS施密特触发器与被测电容组合为多 谐振荡器,通过频率的变化体现电容量的变化關。
由CMOS施密特触发器与被测电容组成的多谐振荡器电
路如图2所^,构成的多谐振荡器输入输出＜形如图3所
由图3可以看出，多谐振荡器的振荡周期-=-1+-2。 采用CMOS施密特触发器时，输出高电平近似等于电源 电压，输出低电平接近O,即Voh"Vcc,Vol"0o设.o为电容上 的初始电压值,.1为电容最终可充电或放电达的电压值,匕为 电容2时刻时的电压值。由电容的充放电公式可以计算出-1 和-2,即 充电电压：
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!"#!信•测量控制
PCB铜箔同轴式电容传感器极板相对面积不会太大，间 距也不能太小，决定了其所形成的电容量较小。当同轴对
!=9,线宽为6mil(非法定计量单位,1 mil$0.025 4mm,下同)，
内环半径"1=12 mil,相临线中心距#o=2O mil,铜皮厚度8=1.4
mil时,极板相对面积S为
n
! S= 2!&, 8
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⑵
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=4.6966 mm2 而空气的介电常数"="*"o=8 85O p〃mm,故根据式⑴，电 容量Cx为116 pfo 2.2微小电容的测量
由章节2.1的计算可知,PCB铜箔同轴式电容传感器在
空气中的电容量仅为1OO pf数量级，由介电常数变化引起的 电容量变化也较微弱,因此必须设计一种能准确测量微小电
小电容量，从而通过频率信号表征润滑油1质。通过STC89C2051单片机实现频率测量，采用LED指示灯对润滑油1质进行指
【精品完整版】润滑油监测及污染控制
油 品 质量 合 理 选油 按 质 换油
液 压 系统 其 它 系统
基础油 添加剂 变化 表观、 本质变 化
磨损金属 污染金属 添加剂
磨损金属 污染金属 添加剂
磨损方式 磨损类型 磨粒识别
监测数据
综合结论 监测报告
分析判断
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来自美国核电站的调查报告
对来自750台机器的滚动轴承(油润滑)失效监测的调查报告
能分离出润滑油中所含较宽范围内的磨 屑，应用范围广。 通过对磨屑的定性观察和定量测量，可 判断磨损发生的部位以及磨损程度。即 可以提供 更丰富的故障特征信息。
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鉄谱图片
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鉄谱图片
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鉄谱技术分析仪器分类
分析式铁谱仪 将油液中的磨损金属微粒及污染杂质微粒从油液中 分离出来，制成铁谱基片，再在铁谱显微镜下对基片 上沉积的磨损微粒进行大小、形态、成分、数量等方 面的特征进行定性观测和定量分析后，就可对监测设 备零件的摩擦学状态作出判断。 直读式铁谱仪 主要用来直接测定油样中磨粒的浓度和尺寸分布， 能够方便、迅速而准确地测定油样内大小磨粒的相对 数量，可以很直观地反映出摩擦副的磨损程度和磨损 烈度，因而能对设备状态作出初步的诊断，是目前设 备监测和故障诊断的较好手段。 VICSEN-T鉄谱分析系统介绍.doc
固体颗粒的危害及清除后效果.doc 国际标准化组织统计：液压系统故障的75-80% 是油液颗粒污染所致英国流体协会的液压系统 寿命研究表明：液压油清洁度为10/7时的系统 寿命为24/21时的系统寿命的100倍。 SKF的轴承寿命研究表明：轴承润滑的污染状 况可使轴承的寿命相差500倍。 水对液压油的影响.doc 污染的种类和产生污染的原因.doc
润滑油在线水分监测报警装置
油液含水在线传感报警装置说明一、 概述由于润滑系统渗漏、密封不严、油液长期处于热负荷、开放式储油等原因，空气、水冷式润滑油冷却系统等外部环境中的水分容易渗入到设备的润滑油液中，导致润滑油中水分含量超标，这个问题如不能及时发现，那么润滑油液长期在含水超标的状态下工作必然导致油液裂解变质析出胶状物质、加速油液氧化、改变润滑油的理化指标（如粘度），使得润滑油失去原有的性能，造成设备的磨损，使设备无法正常运行。
润滑油液中含水量超标所产生的危害大致如下：1．使油液迅速氧化变质生成酸性物质，腐蚀金属接触面；2．油液中添加剂沉淀失效，油液润滑膜厚度减小，机械接触面磨损加剧；3．油液粘度发生改变，用油系统响应缓慢并伴有不规则动作，传导性能降低；4．容易产生气蚀，使输油泵及动力设备损坏。
如何及时有效地监测到设备中油液里水分的含量变化，在水分含量即将超标时就发出警告，以便及时采取相应措施，最大程度上保证设备的正常运行，成为许多企业在生产中必须要解决的棘手问题。
在设备中安装油液含水在线传感报警装置是解决此类问题的最有效的方法，它随时监测油液中水分含量的变化，当水分含量超出设置的标准时，发出警报，便于工作人员及时采取对应措施。
此装置最适用于润滑油的循环使用系统，广泛应用于钢铁、船舶、汽车、工程机械、机械加工、建材生产等行业，对保证机械设备的正常运行起到非常重要的作用。
二、 装置的说明此装置系统利用润滑油中含水率对润滑油电导率的影响的基本原理而设计，它是由在线润滑油电阻抗传感器、温度传感器、数据采集计算电路、变送器和报警器件组成。
1、 在线润滑油电阻抗传感器：在线电阻抗含水率传感器，是基于润滑油的电导率和介电常数频变特性而建立的。
传感器设计工作在低频，其响应主要是来源于润滑油的电导率，润滑油中含水率是影响润滑油电导率的主要因素，简洁的外观设计，短的测量探头和较大的内外电极距离使得油液能很快的充满套筒电极全长和顶部，流动畅通，减低了油液中气泡、水珠和其他污染物的影响。
奔腾BT7030润滑油含水率在线监测系统
BT-7030润滑油含水率在线监测系统由含水率传感器、数据采集输出模块及远程通讯模块组成，用于机械设备润滑油、液压油等工业用油在使用过程中含水率变化的实时监测，确定润滑油中水污染状态，并及时向控制中心发回检测数据，为确定最佳换油时机、设备管理和设备维修提供技术依据BT√7O3O润滑油含水率在线监测系统主要用于冶金、石油、化工、矿山、电力、交通、机械制造、铁路等行业的关键机械设备（例如轧机润滑系统、工程机械液压系统）的润滑油、液压油含水率在线监测。
仪器特点
1、含水率传感器基于电化学阻抗谱/介电常数测量原理设计。
2、含水率传感器对温度等影响采用自动补偿。
3、含水率传感器可直接安装于润滑油路中，结构简单，操控方便。
4、含水率在线监测系统采用RS485通讯传输到上位机，具有较强的抗电磁干扰性能，可实现多点分散监测，远程、集中控制的功能。
5、含水率在线监测系统能够在线准确测定润滑油含水量，监测滑油水分含量的变化趋势，测量精度大于0.1%o技术参数
•测量参数：含水率0.1%・10%；温度∙20°C∙100°C
•分辨率：含水率0.1%WT；温度±0.5°C
•输入电压：直流24VIA
•输出信号：上位机液晶显示/远程通讯接口
•响应时间：0.5秒
•工作温度：∙30°C∙100°C。
履带装备润滑油液在线及远程监测技术探析
履带装备润滑油液在线及远程监测技术探析［摘要］在履带装备润滑油液监测的基础上，建立设计履带装备在线监测系统和远程监测系统，汇聚履带装备中各种车型的润滑油液监测数据，使实时的润滑油液监测数据能够以最快速、最精确的方法发送到润滑油液监测技术人员的监控设备上，并提供润滑油液数据发送接口，将现场即时润滑油液监测数据和历史数据发送给科研人员，促进履带装备润滑油液监测向信息化方向发展。
［关键词］润滑油液监测；在线监测；远程诊断1引言润滑油液监测作为一种成熟的技术手段，凭借其连续性、实时性和同步性等优点得到了广泛的关注和认可，在我军装备保障中发挥着重要作用。
传统的离线检测方法存在着比较多的问题,检测周期一般较长，无法及时的反映出装备运行的实时状况；在整个检测过程中，可能会导致检测结果不准确的外界污染可能侵入的环节较多；油样的处理过程中也容易造成信息的损失，检测结果的准确程度依赖于检测人员的经验，而且部分装备、原子发射光谱仪和铁谱仪等设备监测出的复杂数据和图片，不能及时通过远程监测系统发送给润滑油液中心站和专家站进行第一时间论证和判断。
这些问题的存在，不利于装备故障的提早预防和及时解决，因此要大力推动在线监测和远程监测系统在履带装备保障领域广泛应用，及时发现润滑油液存在隐患，降低履带装备在未来战场上非战斗"减员率"。
润滑油液在线监测技术是指在装备不停机、不解体的情况下，利用在线传感器监测润滑油液液的理化指标、污染情况和磨粒信息。
装备运行状态的许多信息都反映在它所使用的润滑油液中，通过测量润滑油液中的各种参数，如粘度、温度、密度、饱和度、金属磨粒、酸度、污染和氧化等，就能确定润滑油液的磨损程度。
因此通过对装备润滑油液检测，可以预知装备磨损状态的发展变化趋势，掌握零件使用程度，及时了解机械潜在问题，在故障发生前实时修理，以降低机械维修成本和误工时间，提高设备利用率和安全性能，具有显著的军事经济效益。
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第 39卷第 6期吉林大学学报 (工学版Vol. 39 No. 62009年 11月Journal o f Jilin U niv ersity (Engineering and T echnolo gy EditionNov. 2009收稿日期 :2009-01-17.基金项目 : 863 国家高技术研究发展计划项目 (2006A A 04Z10 ; 长春市科技基金项目 (06G J14 . 作者简介 :刘玉梅 (1966- , 女 , 教授 . 研究方向 :车辆智能检测与诊断 , 车辆性能监测与虚拟测试技术 .车用润滑油在线监测方法与监测系统刘玉梅 1, 王庆年 2, 曹晓宁 1, 熊伟 3, 李雪海 1(1. 吉林大学交通学院 , 长春 130022; 2. 吉林大学汽车工程学院 , 长春 130022;3. 长春轨道客车股份有限公司 , 长春 130025摘要 :通过理论和试验分析的方法确定了介电常数作为润滑油品质衰变评价指标的可行性 , 研发了准确检测润滑油介电常数的玻璃管型车载电容传感器及脉冲调宽式振荡检测电路 , 并以此为基础开发了润滑油综合性能在线监测系统 , 从而实现了车用润滑油的按质换油 , 克服了观察换油或按期换油的弊端。
关键词 :车辆工程 ; 润滑油 ; 介电常数 ; 电容式传感器 ; 在线监测系统中图分类号 :U 473. 6 文献标识码 :A 文章编号 :1671-5497(2009 06-1441-05Vehicle lubrication oil on -line monitoring method and monitoring systemLIU Yu -mei 1, WANG Qing -nian 2, CAO Xiao -ning 1, XION G Wei 3, LI Xue -hai 1(1. Colleg e o f T r ansp or tation, J ilin Univ er sity , Changchun 130022, China; 2. College of A utomotive Engineering , J ilin Univer sity , Changchun 130022, China; 3. Changechun Railw ay V ehicle CO. LT D, Changchun 130025, ChinaAbstract:The feasibility o f using the dielectric constant as an evaluation index to ev aluate the quality degradation o f the lubricatio n o il w as verified thro ug h theoretical analysis and ex perimental appro ach. A g lass -tube sensor to detect accurately the dielectric constant of the lubrication oil and a related PWM oscillatio n delectio n circuit w ere dev elo ped. A mo nitoring system to m onitor on -line the com prehensiv e pro perties o f the lubrication oil was m ade up based on the above -mentioned com po nents, thus realizing to chang e the v ehicle lubrication oil according to its quality instead of acco rding to visual obserratio n or on schedule.Key words:vehcile eng ineer ing; lubrication oil; dielectric constant; capacitance sensor; on -line monitoring system润滑油变质程度直接影响发动机的工作状况 , 实时监测发动机润滑油状况可避免按期换油和传统实验室离线检测的不足 [1]。
介电常数是反映润滑油性能的敏感性指标 , 本文初步研发了玻璃管型车载电容传感器和车载监测系统 , 从而可以准确测量油品品质的变化。
当油液的介电常数超过使用阈值时 , 车载监测系统的警示灯会闪烁 ,可及时向驾驶员报告润滑油状况。
1 介电常数作为润滑油综合性能评价指标的理论基础润滑油是一种由多种具有介电稳定性的烃类组成的复杂混合物 , 可以作为电介质来考虑 , 因此本文用现代电介质物理学对其进行研究。
介电常数 , 又称电容率 , 可通过测量平行板电容器的电容来间接获得C =(1 进行公式变换 [2], 得=S(2 式中 :C 为填充电介质时测得的电容 , F , S 为极板的面积 , m 2; 为极板之间的距离 , m ; 为介质的介电常数 , F/m 。
润滑油在交变电场下会发生电子位移式极化和取向式极化 , 极化成分的质量分数直接影响介电常数的大小 [3]。
由于不同物质的介电常数差别很大 , 且润滑油中的金属颗粒、水、酸性物质的介电常数远大于油的介电常数。
随着润滑油氧化或被污染 , 介电常数明显增大。
合理标定电容传感器介质的介电常数阈值 , 就可以综合评价润滑油品质衰变程度。
在用油新油 =在用油C 新油(3由式 (3 可以看出 , 通过测量电容器完全浸没在新油和在用润滑油中的电容 , 就可以确定机油品质的劣化程度 , 确定换油时机 [4]。
2 试验验证在润滑油的理化指标中 , 杂质、水分、酸值对润滑油品质衰变影响最大 , 所以本试验以研究三者与介电常数之间关系为目标。
2. 1 试验原理由于有机酸会产生 H +、 RCOO -离子 , 金属颗粒会产生自由电子 , 水会产生H +、 OH -离子 , 当电容器以润滑油作介质时 , 离子极化 , 介电常数会增大。
通过测量新油和在用油的介电常数 , 然后对比两个测量数据 , 即可判断油液的变质程度。
2. 2 试验过程试验在 YH -1型润滑油质量检测仪上进行 , 考虑到在同一条件下不同类型和级别的润滑油的介电常数值也有差别 , 分别选取牌号为 SF20W/ 30(A 、SF15W/30(B 、 SE10W/30(C 、 SE5W/ 3O(D 的润滑油为研究对象。
人为加入相应物质配制出酸值、铁含量、水分不同的机油试样。
按照介电常数测试法进行测试并记录测量数据。
2. 3 试验数据处理(利用 M atlab 中曲线拟合方法拟合出每种牌号机油酸值和介电常数之间的变化关系曲线 , 如图 1所示 , 从图可以看出酸值增加 , 介电常数也随之增大 , 表明介电常数与酸值之间有良好的相关性。
图 1 介电常数与酸值的关系曲线Fig. 1 The affiliation about the dielectric constant with the acid number(2 铁含量与介电常数的关系图 2为机油含铁量与介电常数之间的关系曲线 , 所示曲线的变化趋势表明 , 润滑油中铁含量增加 , 介电常数随之增大 , 几乎成线性关系。
图 2 介电常数与铁含量的关系曲线Fig. 2 The relationship between the dielectric constant and the acid the content of iron(3 水分与介电常数的关系如图 3所示 , 由于水的介电常数很大 , 所以含水量微量增加 , 油液介电常数就会迅速变化。
介电常数法对润滑油中水的敏感性较高。
2. 4 试验结论通过试验分析 , 建立了单一指标与介电常数的映射关系 , 验证结果表明 , 3个关键性指标与介 ,滑油衰变程度的综合评价指标。
图 3 介电常数与水分的关系曲线Fig. 3 The change tendency of the dielectric constant withthe water value3 介电常数传感器的设计由式 (1 可以看出 , 介电常数与电容成正比关系。
变介电常数电容器是将油液介电常数的变化转化为电容传感器电容值的变化而达到监测目的的 [5]。
由于介电常数的变化微小 , 因此要求传感器具有高灵敏度和高精确度 [6]。
考虑到传统电容传感器油液流态的突变和沉积膜等因素对测量精度的影响及自动清洗困难等问题 , 本文初步设计了一种圆弧形极板玻璃管型电容传感器 , 可直接与油路管道连接实现在线监测。
图 4 传感器横截面及电位分布示意图Fig. 4 The profile of sensor and the potential distribution3. 1 结构设计图 4为玻璃管型电容传感器示意图 , 由内外半径分别为 r 和 R 的玻璃管与紧贴该管外壁的两半圆弧形电极组成 , 为两半极板边缘空隙的弧角的一半 , 两极板内表面形成电容器。
使用时油液由玻璃管内腔流过。
这样 , 油液不会与极板相接触。
由于油液与玻璃表面的亲附力很弱 , 在一定流速下沉积于管内的油膜易于冲洗 , 同时 , 由于其结构特点 , 极易与油路管道直接连接实现在线监测。
3. 2 数学模型的建立设两电极电位分别为 +V 0和 -V 0, 管内电位柱坐标用 ( , , z 表示 , 对管内电位分布运用圆柱坐标系中拉普拉斯方程对边界条件及管内电位进行分析 :2+2+ =0(4极板电荷密度为=2V 0 r 0/(R 2sin(5 极板上总的自由电荷为Q =-L R d(6 积分后整理 , 得Q =2K V 0 r 0(7 因此 C =Q/ V =K 0 r(8 式中 :K =2 (lntg 2-lntg 2(9在不考虑其他因素的情况下 , 待测油液的电容与玻璃管管壁电容可视为串联[7], 玻璃管中未充待测油液时同理 , 即总电容值可以分别表示为C =g aC g +C aC =g LC g +C LC g =a C a -CC L =gC g -C(10由于 C =Q/ V =K 0 r , 所以C L =0a K 0 a (C -C -C C(11式中 : 0为真空介电常数 ; a 为空气的介电常数 ; C 、 C 分别为未充油液及充满待测油液测得的电容 ; C g 、 C a 、 C L 分别为玻璃管电容、空气介质测得电容和待测油液电容。