[发明专利]测定机器系统内运行用料的化学和/或物理特性的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1和10前序部分所述的测定机器系统(尤其是浮动设备中的机器系统)内运行用料的化学和/或物理特性的方法与装置。例如WO 2009/037089 A1揭示过这类方法和这类装置。

背景技术

能否对机器系统内运行用料的化学和/或物理特性进行精确监测，越来越重要。对于浮动设备如船舶或海上平台的船载或平台机器系统而言，尤为如此。举例而言，新的欧盟指令引入了港口船舶或在特定海域或内陆水域作业的船舶必须遵守的船用燃料含硫量限值。航行在这些水域中的船舶有可能会受到检查，即所用燃料的含硫量是否低于规定限值。

在上述水域以外的大洋上航行时允许燃烧任意含硫量的燃料。由于低硫燃料比高含硫量的燃料贵，船舶会在大部分航程中使用便宜的含硫燃料，只在有特别限值规定的水域使用低硫燃料。这就意味着，未来船舶上将装载不同品质的燃料，并且按具体需要将这些燃料予以混合(所谓的“混配(Blending)”)。

新的欧盟指令规定，驶往欧盟港口的船舶在常规航行日志中必须提供燃料转换数据。相关检查有可能从船用燃料中采样并检验其含硫量。因此，船员不但要检查机器运行时所使用的燃料，早在添加燃料过程中就需要对燃料品质进行检查。

WO 2009/037089 A1揭示一种包括测量评价设备的燃料系统，该测量评价设备利用红外光谱法实时测定燃料含硫量。为此需要将燃料放入测量单元并用来自于红外(IR)光源的光照射这部分燃料。用分光计测量透射燃料或者被燃料反射的光的光谱，并且借助相关算法利用校准模型对测得光谱进行分析。

WO 2007/093500 A1揭示一种借助红外光谱法测定船用燃料含硫量并据此对用该燃料运行的内燃机的气缸润滑剂供给进行控制的测量系统。

除测定燃料含硫量外，许多机器系统还存在测定诸多其它运行用料(例如轴承润滑剂或液压液)的化学和/或物理特性的需求，以作为预防性养护措施或运行优化手段。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是帮助权利要求1前序部分所述的方法以及权利要求10前序部分所述的装置进一步改善运行用料化学和/或物理特性的测定精度。

在方法方面，本发明用以达成上述目的的解决方案为一种如权利要求1所述的方法。从属权利要求2至9为该方法的有利设计方案。在装置方面，本发明用以达成上述目的的解决方案为一种如权利要求10所述的装置。从属权利要求11至17为该装置的有利设计方案。

一种测定一机器系统(尤其是一浮动设备如船舶或海上平台中的机器系统)内运行用料的化学和/或物理特性的方法，其中，用光照射所述运行用料并且对透射所述运行用料或者被所述运行用料反射的光进行光谱分析，根据本发明，所述运行用料受照时至少具有一选自一规定温度范围的温度，优选正好具有一规定温度。

这一方案的提出是基于以下认识：既往来于热带水域又往来于北极水域的浮动设备所载的机器系统会遭遇环境温度变化或者遭遇环境温度巨大的昼夜波动，而这些温度变化会导致运行用料受照时也产生温度变化。然而，透射运行用料或者被运行用料反射的光的强度具有不可忽略的温度相关性，在上述情况下，这种温度相关性就会使得光谱评价出现误差。温度变化还会对诸如粘度、密度和运行用料流速等其它物理特性产生影响，这也会导致光谱评价出现误差。但是如果运行用料受照时至少具有选自规定温度范围的温度，优选正好具有规定温度，就能为光谱分析及之后的评价创造始终大体一致或者优选完全一致的框架/一般条件，从而提高化学和/或物理特性的测定精度。

“物理特性”在此指的是与运行用料本身而非仅与该运行用料的个别成分有关的特性。例如粘度、密度和闪点。“化学特性”指的是物理特性定义范围以外与运行用料的化学组成有关的特性，例如成分的种类和含量(例如含水量、含硫量或灰分含量)，十六烷值或pH值。一般而言可以根据化学特性推导物理特性。

所述运行用料可以是任何一种与机器系统运行有关的物质，例如燃料、驱动用料、润滑剂、冷却剂或液压液。

如果运行用料在受照前不具有选自规定温度范围的期望温度或者不具有预定温度，可以在用光照射该运行用料之前，将其加热或冷却至一选自规定温度范围的温度，优选加热或冷却至规定温度。

事实表明，如果所述预定温度范围最高为10K，就可以在测定化学和/或物理特性时达到对大多数用途而言足够高的精度。