为了获取更多的关于设备润滑磨损信息,提高设备油液在线故障监测的准确度,在线油夜监测传感器技术向着集成化发展。这也是针对机械润滑系统综合诊断信息中参数间表现出多种关联和互补特性发展起来的。集成传感器通过获取设备磨损颗粒、油品理化、污染度等信息,监测系统自动实现设备运行工况的综合分析与故障诊断。目前,油液分析的各种在线监测方法也越来越多,性能也逐步稳定。这些仪器也逐渐集成化,能快速地同时测定多项在用润滑油的理化指标。如美国洛克希德马丁公司开发的LaserNet Fines自动磨损颗粒分析仪[图a]采用基于激光图像处理技术将磨粒形貌识别与颗粒计数两种常用的油液监测技术集成。Kittiwake开发出ANALEXrs传感器套件组[图b],用来监则润滑油品状态、控制污染、测试及分析磨损颗粒。
广州机械研究院有限公司开发的系列在线油液监测系统集成了油液黏度、水分、污染度、磨损及油温等参数,并可根据机械设备使用不同润滑油特性实现多参数的分组集成组件见下图:
集多传感器信息的在线油液监测硬件系统,由油液自动循环采集模块、油液信息监测传感器模块、信号解码及调制模块、油液特征信息归集模块等硬件组成。其集成设计模型如下图所示。
油液自动循环采集模块,包括取样控制阀、定压阀、功能油池、微量泵等重要组成构件及组成原理,用于实时采集含有当前状态下的机械设备摩擦副润滑磨损信息的辅助硬件设计;油液信息监测传感器模块,根据润滑油的理化性能及工况特性选择包括润滑油黏度传感器、油质传感器(污染度传感器)、水分传感器和磨粒监测传感器,并增加润滑油温度监测传感器,用于采集机械设备运行过程中润滑油理化指标、污染度指标、润滑油所携带的磨损颗粒信息和润滑油温度状态信息,信号解码及调制模块,用于将被监测润滑油性能变化的各传感器采集到的原始特征电平信号进行解码及调制,校验位进行有效电平信号的转换,得到需要的润滑油理化特征参数;油液特征信息归集模块,用于将润滑油各个传感器信号通道的特征信息归集、汇总到同一数据格式,数据包分解传输并进行数据校验,有效解决图像、视频和音频等数据的粘包问题,为在线油液监测与诊断中心提供稳定可靠的数据。
集成硬件设计根据企业需要实现油液在线检测与数据分析集成显示或分开显示,系统自动实现油液数据实时趋势显示、数据存储与智能报警等功能。目前已成功安装在水轮机组、烟汽轮机组等关键设备。