[发明专利]用于润滑油种类识别的电阻抗频谱快速测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于润滑油种类识别的润滑油电阻抗频谱测量装置，具体地说，涉及一种柴油机油、汽油机油和通用内燃机油电阻抗频谱快速测量的装置。

背景技术

润滑油是一类配方复杂、技术要求高、用量比较大的油品，它的主要作用是降低发动机以及其他零部件摩擦表面的摩擦与磨损。但是，润滑油的种类繁多，如汽油机油、柴油机油、齿轮机油和液压油等，每种类型的润滑油又有多种质量等级。随着科技的进步和装备的发展，在实际应用过程中，由于种种原因，常常会存在因种类或等级不清而带来一系列的问题，如损坏发动机或其他部件等。润滑油通常是润滑油生产厂商根据繁多的物化性质分析对润滑油的等级和种类进行评定，以规范的产品标记形式标注在包装物上。这些方法需要用到大量的仪器设备，并且分析周期长，显然不适合现场快速识别润滑油种类的需求。因此，润滑油的快速识别迫切需要一种有效的润滑油阻抗快速测量装置来解决。

蓝集明等在《计算机测量与控制》（文章编号为1671-4598（2012）02-0484-03）中提出“基于RBF神经网络的润滑油自动识别设计系统”，该系统通过提取油料密度、粘度、吸光度、电导率和介电常数等参数的特征向量，并通过一定的实现算法，用RBF神经网络对油料种类进行识别。但是，由于润滑油的理化性能指标类别繁多，不可能将其所有理化性能指标都提取出来，只能提取那些对润滑油种类相关性强的理化性能指标。所以，这无疑对鉴定结果的准确性有很大的影响。

电化学阻抗频谱近年来广泛应用于润滑油产品分析中，其中一个重要的用途就是用于润滑油种类的识别。它是基于不同的润滑油由于主要组成成分和结构不同，具有差异较大的电化学阻抗，从而导致结构与组成成分不同的润滑油具有特征的电化学阻抗频谱的理论基础。EIS是一种频域测量技术，可以测得频率范围很宽的阻抗频谱，在较宽频率范围获得的电化学阻抗频谱能够有效的表征一种润滑油的种类，从而建立一种全新的润滑油种类识别方法。为此，研发一种独立、小巧、高效的润滑油阻抗快速测量装置对当今润滑油快速现场识别领域具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于润滑油种类识别的润滑油电阻抗频谱快速测量装置，实现润滑油的阻抗频谱快速测量，解决润滑油频谱测量过程中分析周期长、费时的技术问题。

本发明所采取的技术方案是，一种用于润滑油种类识别的润滑油电阻抗频谱测量装置，包括主控单元、二电极/四电极转换电路、润滑油电极切换电路、继电器控制电路，其中主控单元包括低功耗单片机MSP430F5438、阻抗分析芯片AD5934、触摸液晶显示屏DW80480C050_02WT、USB串行通信口、复位及时钟系统、3.3V电源转换芯片NCP1117ST33；单片机MSP430F5438经I2C连接阻抗分析芯片AD5934，AD5934通过二/四电极转换电路外接四个电极，其中一对激励电极，一对测量电极，实现了基于四电极法原理测量阻抗信息，并使用片内DSP计算润滑油特性阻抗，单片机通过I2C接口获得特性阻抗数据，经过分析后送液晶显示，完成对润滑油阻抗的多频点测量和分析。

所述的主控单元中，单片机MSP430F5438分别与复位及时钟系统、触摸液晶显示屏DW80480C050_02WT、电源转换芯片NCP1117ST33、继电器控制电路相连，电源转换芯片和继电器控制电路之间设置有5V的电源；电源转换芯片将电压由5V转换为3.3V后给整个装置进行供电。电源转换芯片有较小的失稳电压，从而最大限度的提高阻抗分析芯片的测量精度。

所述的二电极/四电极转换电路将阻抗分析芯片AD5934由二电极法测量扩展为四电极法测量，其中2个为激励电极，2个为测量电极；二电极/四电极转换电路采用OPA2734芯片和INA155芯片将阻抗分析芯片AD5934所发出的激励电压信号转换为交流恒流源信号，发送到2个激励电极；采用仪表放大器INA155将2个测量电极上的阻抗压降信号放大，送至后端作AD转换处理。