[发明专利]一种基于光学传感的在线油液颗粒污染度检测传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，特别是涉及一种基于光学传感技术的在线油液颗粒污染度检测传感器，具体涉及一种基于光传感技术的多通道在线油液颗粒污染度检测传感器。

技术背景

目前，机械设备润滑油的更换方案主要是参考推荐换油期，实行按使用时间或是行驶里程换油。润滑油的品质对动力-传动装置各摩擦副的正常工作有重大影响，这种固定换油周期的方案，不能准确考虑动力-传动装置的运行环境和润滑油的劣化程度，有较大弊端：如润滑油更换偏早，则浪费了人力和润滑油费用，且造成不必要的设备停运，降低了设备完好率，并增加了环保处理负担；如润滑油更换偏晚，则造成动力-传动装置中的各种摩擦副，工作在不合格的润滑状态，造成动力-传动装置性能下降甚至损坏。应用在线式传感器连续监控和评价润滑油品质状态，并以此为基础确定灵活的换油时间，是今后动力-传动装置润滑油更换方案的核心，有其现实意义。按质换油，可克服固定换油期的缺点，实现减少润滑油消耗、降低失效润滑油排放、减少维修费用及停车维修时间、延长动力-传动装置使用寿命的目标。

为实现按质换油，目前发展的在线油液检测传感器根据原理不同分为以下几类：能量法、电学方法、磁性方法、光学方法、声学方法和其它方法。

中国发明专利CN200410013354.6公开了基于双光路的在线油液监测传感器，该传感器的Y型光纤耦合器的输入端由光纤与光源相连，Y型光纤耦合器的输出端分为二路，分别与二路入射光纤的一端相连，一路入射光纤的另一端与自聚焦透镜相接触，另一路入射光纤的另一端与自聚焦透镜相接触，自聚焦透镜位于参考油池的前方，自聚焦透镜位于参考油池的后方，出射光纤的一端与自聚焦透镜相接触，出射光纤的另一端与光探测器相连，光探测器由数据线与计算机相连接，参考油液位于参考油池内。采用双光路的测量方法，通过检测测量油池的光强和参考油池的光强，分析两路信号的相关性获得有效的信息，实现油液污染度在线监测的特点。虽然该基于双光路的在线油液监测传感器采用双光路进行测量，针对光学方法中光强难以测定、不同油液颜色影响较大的问题作了改进。但是要实现油液颗粒污染度的准确的在线连续检测，仍然存在下面两方面不足：

1、机械设备更换润滑油时，若不更换参考油池中的油液，不同品牌、批号的润滑油颜色不同会对测量结果影响较大。每次同步更换参考油池的油液，则势必带来使用上的不便，不利于实现在线检测。

2、除光强对测量结果造成的影响需要消除外，元器件的老化现象也会造成在线油液检测传感器测量误差。现有检测方案并未解决此问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可以消除因光强不稳定引起的测量误差以及消除元器件的老化造成在线测量误差的基于光学传感的在线油液颗粒污染度检测传感器。

本发明在净油时刻与检测时刻两个时间点上，分别检测两个光探测器的信号，将分别检测到的四个不同信号作出对比，经过比较分析，消除因光强不稳定引起的测量误差以及因对于不同待测油液颜色不同引起的测量误差。本发明在某个测量时刻，将两束同样强度的光射到光探测器上，检测出此时光探测器的信号，将两个探测其所检测的不同信号做出比较，经过分析，消除了由于老化等一系列外界影响所带来的光电转化的不稳定性因素。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

方案一：一种基于光学传感的在线油液颗粒污染度检测传感器，其1×3光耦合器的输入端由光纤与光源相连，1×3光耦合器的输出端分为三路，第一路依次与第一入射光纤、第一自聚焦透镜、第一参考光路油池、第四自聚焦透镜、第一出射光纤和第一光探测器相连接；第二路依次与第二入射光纤、第二自聚焦透镜、测量光路油池和第五自聚焦透镜连接，其中第二入射光纤上设有第一可调式光滤波器，第五自聚焦透镜通过第二出射光纤与第二光探测器相连接；第三路依次与第三入射光纤、第三自聚焦透镜、第二参考光路油池和第六自聚焦透镜连接；其中第三入射光纤上设有第二可调式光滤波器，第六自聚焦透镜通过第三出射光纤与第二光探测器相连接；第一光探测器和第二光探测器分别通过数据线与计算机相连接。

所述的光源优选为发光二极管。

所述的1×3光耦合器优选为三路光纤耦合器。

所述的第一参考光路油池、测量光路油池、第二参考光路油池的壳体为石英玻璃；第一参考光路油池、测量光路油池、第二参考光路油池的材料、规格、制作工艺均一致。