[发明专利]矿用设备润滑油状态在线监测系统及其监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下设备运行状态实时监测技术领域，具体涉及一种煤矿大型设备润滑油的状态在线监测系统及其监测方法。

背景技术

润滑油对大型矿用设备的正常工作运转起着十分重要的作用，润滑油污染变质会导致机械设备性能下降、寿命缩短，严重时甚至会导致事故的发生。因此，对矿用设备中润滑油的状态和劣化程度需要进行监测分析。矿用设备中的润滑油常见的污染状态有润滑油中煤粉及磨损颗粒超标、油液水乳化等。目前对设备中润滑油的监测分析的装置按按照其工作方法主要有离线式和在线式监测装置。离线式分析装置初期多为铁谱或光谱分析仪，后又发展出颗粒、粘度分析等装置，如CN 86108110A的中国专利文献，其公开了一种名称为“音叉振动式粘度计”的用于检测润滑油粘度装置，其利用音叉式振动部件代替以前的单振动部件检测润滑油的粘度计。该类装置通常检测参数单一，分析速度慢、周期长且过分依赖工作人员的技术水平和经验。另一类在线式监测装置通过对润滑油的粘度、密度、介电常数和温度等指标进行实时监测，以对润滑油的状态进行实时监控，该类设备是润滑油品质状态监测的发展方向。如授权公告号为CN 201876451U的中国专利文献，公开了一种名称为“基于多传感器融合多参量油液监测分析装置”，其试图能够通过传感器直接测量油液的粘度、密度、介电常数和温度参数，采用关联算法对传感器检测的参数进行处理以实现油液状态监测的目的，但其仅提出了这一概念，既没有传感器的技术方案，也没有提出采用何种算法对传感器采集的参数如何进行处理。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、实现方便、使用时能够对矿用设备中的润滑油进行实时在线检测且检测结果可靠高的矿用设备润滑油状态在线监测系统及其监测方法。

本发明的技术方案是：本发明的矿用设备润滑油状态在线监测系统，其结构特点是：包括传感器、油液分析仪、CAN总线、通信主机、监控中心服务器和用户端计算机；上述的传感器在矿用设备的每个润滑油待测点分别各设置1台且与待测点的润滑油充分接触；油液分析仪设置的数量与传感器相同；传感器通过CAN总线与油液分析仪电连接；油液分析仪通过CAN总线与通信主机双向信号电连接；通信主机与监控中心服务器双向信号电连接；用户端计算机与监控中心服务器双向信号电连接；

上述的传感器包括RTD热电阻、音叉、信号接收调节模块、微处理器、CAN收发器和电源管理模块；RTD热电阻和音叉均分别与信号接收调节模块信号连接；微处理器与信号接收调节模块信号电连接；CAN收发器与微处理器双向信号电连接；CAN收发器通过CAN总线与油液分析仪信号电连接；电源管理模块提供工作电源；

上述的油液分析仪为内置有基于多参数融合的故障诊断算法程序的分析仪。

进一步的方案是：上述的油液分析仪包括单片机、传感器信号输入模块、开关量信号输入模块、开关量信号输出模块、RS485通信模块、CAN通信模块、以太网通信模块、显示模块和电源模块；

上述的传感器信号输入模块、开关量信号输入模块、开关量信号输出模块和显示模块均分别与单片机信号电连接；RS485通信模块、CAN通信模块和以太网通信模块均分别与单片机双向信号电连接；电源模块用于提供工作电源。

进一步的方案是：上述的单片机为MC9S12XS128型号的飞思卡尔单片机；显示模块为液晶显示屏。

进一步的方案是：上述的油液分析仪内置的多参数融合的故障诊断算法，通过构造润滑油多参数模式向量，将待检状态的模式向量与标准模式向量进行比较分析以判断待测润滑油的所属状态；润滑油多参数模式向量的表达式为：

                         

式中：

其中，，，，分别表示粘度、密度、介电常数和温度的变化率；

设定的判别函数为：

                      

式中，为典型故障类型的数量，如果第个判别函数值，则待检状态就属于第个状态（）。

一种由上述的矿用设备润滑油状态在线监测系统的监测方法，包括以下步骤：

①在油液分析仪中设定和存储新注入矿用设备润滑油的粘度、密度、介电常数和温度以及各参数相应的报警阈值；

②传感器实时采集运行中的润滑油的粘度、密度、介电常数和温度并上传给油液分析仪；

③油液分析仪2实时接收并存储传感器上传的各参数数据，通过内置的多参数融合诊断算法实时对数据进行分析处理和判断，将处理结果就地显示并通过CAN总线和通信主机实时上传给监控服务器；