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專利名稱：潤滑油水分測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試儀，尤其是涉及一種潤滑油水分測試儀。
背景技術：
隨著港口事業(yè)的不斷發(fā)展，拖輪作業(yè)量不斷增大，作業(yè)范圍日趨向外拓展。各類拖輪主要在港內(nèi)和近海淺水區(qū)作業(yè)，此類區(qū)域魚網(wǎng)、漂浮物較多，航道復雜。拖輪航行作業(yè)時舵漿容易被所述雜物碰傷纏繞，引起尾軸封損壞泄漏，從而導致舵漿傳動裝置潤滑油水份超標，嚴重影響潤滑性能。如果潤滑油性能指標低于標準，主要是水份超標，將嚴重損害傳動機械裝置，大大縮短其使用壽命。其帶來五大不利因素包括1.水分對機器和元件引起的危害，如腐蝕、氣穴現(xiàn)象、氫脆、彈性流體動力(EHD)等。2.水分在潤滑油中存在的時間，水分在油中懸浮的時間越長，對機器和潤滑油的危害就越大。3.油水界面面積，乳化是油中水分最普遍的存在形式。乳化不僅增加了水分與油液及其添加劑的接觸面積，而且使它隨油轉移到零件工作表面。發(fā)生乳化時大水珠裂解成無數(shù)個小水珠，這樣，油水的接觸面積就比原來增加了1百萬倍。當接觸面積成倍增加時，水、添加劑、基礎油和其它污染物的化學反應也會成倍增加。油/水乳化的穩(wěn)定性，不僅要有油水混合物，同時還要有乳化劑，如果沒有乳化劑，水分會從油中沉淀。大部分乳化劑就是油中的極性添加劑，如清潔劑和分散劑，以及產(chǎn)生的氧化物和溶解在油中的懸浮污染物等。4.水的流動性，大水珠一般很難裂解成小水珠，然而當它被帶入機器的機械動態(tài)區(qū)域，如機械振動、機械剪切區(qū)域，就會破裂進而產(chǎn)生乳化作用。一旦發(fā)生了乳化并穩(wěn)定下來，水分對潤滑油和機器的威脅性就會增大。因此，油液的流動帶動了水的運動，并擴大了它的破壞性。5.熱量給化學反應，腐蝕、氧化、水解等，提供了必要的激活能量，還影響了高負荷摩擦表面的潤滑作用。水分造成的破壞很大程度上取決于它存在的時間長短以及乳化程度，對于舵漿傳動裝置潤滑油水份超標的情況，一般有經(jīng)驗的輪機管理人員只能憑經(jīng)驗大致判斷。常規(guī)潤滑油水分檢測方法有現(xiàn)場經(jīng)驗法通過現(xiàn)場經(jīng)驗總結，粗略判斷水含量，誤差很大，根據(jù)1、目測法2、聲響法3、試紙法，或采用實驗室分析法采集油樣交由實驗室專業(yè)人員進行分析，分析精度高，但分析周期長，費用大。
實用新型內(nèi)容本實用新型是提供一種利用高頻衰減法快速檢測其水分含量的潤滑油水分測試儀。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是這樣的一種潤滑油水分測試儀，其特點是，儀器包括水分傳感器模塊、智能變送器模塊，該水分傳感器模塊包括信號發(fā)生器經(jīng)桿狀探頭，將發(fā)出標準信號經(jīng)桿狀探頭周圍的潤滑油衰減，變成與被測油品水分含量相對應的電流檢測信號；所述桿狀探頭通過放大電路、整流濾波電路連接線性化電路，用于來自桿狀探頭的檢測信號經(jīng)放大電路、整流濾波電路成為直流檢測信號進行線性化處理后信號輸出；所述智能變送器模塊包括溫度補償電路，由線性化電路的輸出信號傳到溫度補償電路自動消除環(huán)境溫度影響；該溫度補償電路通過A/D轉換、CPU分別并聯(lián)連接LCD顯示、RS232接口、操作鍵盤。
桿狀探頭由圓環(huán)、地線桿、天線桿組成，圓環(huán)四周設有多個地線桿，該圓環(huán)中心設有天線桿。
線性化電路包括對數(shù)放大器及周圍的外圍電路。
溫度補償電路包括半導體PN結模塊、比例電路模塊，用于環(huán)境溫度對被測油品水分-阻抗的自動補償。
圓環(huán)四周設有四個地線桿。
本實用新型有益效果是該儀器融合了信號發(fā)生、檢測電極、線性化處理、溫度補償、信息處理等功能于一體，體積小、精度高、可靠性好，便于攜帶。突破常規(guī)潤滑油水分化驗必須在實驗室進行的束縛，使?jié)櫥退謾z測工作可隨時隨地在現(xiàn)場取樣進行。大大縮短了檢測時間和費用，提高了工作效率和機械設備管理水平。將探頭裝在潤滑油系統(tǒng)中，一旦發(fā)現(xiàn)水分超標通過智能變送器模塊的液晶屏幕報警提醒管理人員。利用潤滑油水分一阻抗特性的高頻衰減法檢測其水分含量。信號發(fā)生器產(chǎn)生的標準信號經(jīng)桿狀探頭周圍的潤滑油衰減，變成與被測油品水分含量相對應的電流檢測信號。檢測信號經(jīng)放大后，整流濾波成為直流信號。由于水分含量與阻抗的非線性關系，儀器采用了線性化電路對整流濾波后的檢測信號進行線性化處理，再將線性化信號送智能變送器模塊；該智能變送器模塊的溫度補償電路通過A/D轉換、CPU分別并聯(lián)連接LCD顯示、RS232接口、操作鍵盤。溫度補償可以自動消除環(huán)境溫度影響。由于采用了智能化設計，測試過程實現(xiàn)“傻瓜”操作，特別適合船舶現(xiàn)場快速測試。桿狀探頭采樣，充電電池供電，單片機進行數(shù)據(jù)處理，液晶顯示屏顯示溫度與水分含量，水分含量超過5％蜂鳴報警，智能化操作，使用簡便易懂，避免盲目換油，降低利潤，提高了工作效率；免除機械設備出現(xiàn)嚴重或過度磨損造成損壞而導致的經(jīng)濟損失；延長傳動裝置的使用壽命。促進安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟效益。該儀器適宜拖輪舵漿傳動裝置的潤滑油系統(tǒng)及其他任何需化驗滑油含水量的地方，并可推廣使用到柴油水分檢測及其他油類的水分檢測，使船舶在加裝柴油等油品時及時準確地判斷其是否含有水分及水分含量的比率，具有市場開發(fā)前景。


圖1是本實用新型組成原理圖；圖2是本實用新型工作原理圖；圖3是本實用新型的桿狀探頭結構示意圖；圖4是圖3的俯視圖；圖5是本實用新型的線性化電路原理圖。
具體實施方式
參見圖1儀器由水分傳感器模塊和智能變送器模塊兩大模塊構成，水分傳感器模塊包括信號發(fā)生器1、桿狀探頭2、放大電路3、整流濾波電路4、線性化電路5，智能變送器模塊包括溫度補償電路6、A/D轉換7、CPU8、LCD顯示9、操作鍵盤11、RS232接口10。
參見圖2水分傳感器模塊中信號發(fā)生器1產(chǎn)生的標準信號經(jīng)桿狀探頭2周圍的潤滑油衰減，變成與被測油品水分含量相對應的電流檢測信號。檢測信號經(jīng)放大后，整流濾波成為直流信號。由于水分含量與阻抗的非線性關系，儀器采用了線性化電路5對整流濾波后的檢測信號進行線性化處理，再將線性化信號輸出傳送到溫度補償電路6，該溫度補償電路可以自動消除環(huán)境溫度影響；A/D轉換器7經(jīng)CPU8分別并聯(lián)連接LCD顯示9、操作鍵盤11、RS232接口10。
完全不含水分的潤滑油是絕緣體，含水潤滑油的直流電阻大，利用潤滑油水分-阻抗特性的高頻衰減法檢測其水分含量。在潤滑油的主要水分含量范圍(0~5％)施加高頻激勵信號，其水分-阻抗特性基本呈對數(shù)關系。另外，水分-阻抗特性受溫度影響較大，同一試樣，溫度越高，阻抗越小。在常溫(0～40℃)條件下，可將溫度對阻抗的影響近似為線性考慮。潤滑油的水分-阻抗特性受試驗品種的影響。不同潤滑油在相同水分含量時，阻抗值不盡相同。因此，在測試不同種類的潤滑油時，必須首先進行標定。
圖2所示溫度補償電路6是在智能變送器模塊信號輸入通道中，加入負溫度系數(shù)半導體PN結器件，利用半導體PN結在-60℃~+60℃范圍內(nèi)具有良好線性這一特性，通過比例電路，實現(xiàn)環(huán)境溫度對被測樣品水分-阻抗特性影響的自動補償。
參見圖3線性化電路5根據(jù)油液中水分含量與阻抗之間呈對數(shù)關系這一特性，針對檢測信號的非線性，采用了線性化處理電路，信號通入LOGIN引出腳進入對數(shù)放大器模塊，從LOGV2引出腳信號輸出，使水分傳感器模塊輸出的信號與被測樣品的水分含量成正比的線性電壓信號。
參見圖4-圖5，本實用新型設計成便攜式結構，桿狀探頭由圓環(huán)12、地線桿13、天線桿14組成，圓環(huán)12四周設有地線桿13，該圓環(huán)中心設有天線桿14。桿狀探頭采樣可以同時進行4個方向的被測樣品水分阻抗信號測量，消除被測樣品中水分含量均勻性的影響。為了避免樣品殘留對后續(xù)測量的影響，桿狀探頭采用不銹鋼制成并進行了表面拋光處理。
潤滑油水分測試儀操作步驟步驟一將水分傳感器模塊與智能變送器模塊連接好；步驟二將水分傳感器模塊的桿狀探頭部分插入待測樣品中；步驟三打開電源開關；步驟四約1-5秒鐘后，測試數(shù)字即顯示在智能變送器模塊的液晶屏幕上。
由于采用了智能化設計，測試過程實現(xiàn)“傻瓜”操作，特別適合實船現(xiàn)場操作。
權利要求1.一種潤滑油水分測試儀，其特征在于，儀器包括水分傳感器模塊、智能變送器模塊，所述水分傳感器模塊包括信號發(fā)生器經(jīng)桿狀探頭，將發(fā)出標準信號經(jīng)桿狀探頭周圍的潤滑油衰減，變成與被測油品水分含量相對應的電流檢測信號；所述桿狀探頭通過放大電路、整流濾波電路連接線性化電路，用于來自桿狀探頭的檢測信號經(jīng)放大電路、整流濾波電路成為直流檢測信號進行線性化處理后輸出信號；所述智能變送器模塊包括溫度補償電路，由線性化電路的輸出信號傳到溫度補償電路自動消除環(huán)境溫度影響；該溫度補償電路通過A/D轉換、CPU分別并聯(lián)連接LCD顯示、RS232接口、操作鍵盤。
2.根據(jù)權利要求1所述的潤滑油水分測試儀，其特征在于，所述桿狀探頭由圓環(huán)、地線桿、天線桿組成，圓環(huán)四周設有多個地線桿，該圓環(huán)中心設有天線桿。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑油水分測試儀，其特征在于，所述線性化電路包括對數(shù)放大器及周圍的外圍電路。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的潤滑油水分測試儀，其特征在于，所述溫度補償電路包括半導體PN結模塊、比例電路模塊，用于環(huán)境溫度對被測油品水分-阻抗的自動補償。
5.根據(jù)權利要求2所述的潤滑油水分測試儀，其特征在于，所述圓環(huán)四周設有四個地線桿。
專利摘要本實用新型涉及一種潤滑油水分測試儀。包括水分傳感器模塊、智能變送器模塊，水分傳感器模塊包括信號發(fā)生器經(jīng)桿狀探頭，將發(fā)出標準信號經(jīng)桿狀探頭周圍的潤滑油衰減，變成與被測油品水分含量相對應的電流檢測信號；桿狀探頭通過放大電路、整流濾波電路連接線性化電路，智能變送器模塊包括溫度補償電路，該溫度補償電路通過A/D轉換、CPU分別并聯(lián)連接LCD顯示、RS232接口、操作鍵盤。該儀器體積小、精度高、可靠性好，便于攜帶。突破常規(guī)潤滑油水分化驗必須在實驗室進行的束縛，潤滑油水分檢測工作可隨時在現(xiàn)場取樣進行。適宜拖輪舵槳傳動裝置的潤滑油系統(tǒng)及其他任何需化驗潤滑油水分檢測，并可推廣使用到柴油水分檢測，具有市場開發(fā)前景。
文檔編號G01N27/00GK2847279SQ200520046419
公開日2006年12月13日 申請日期2005年11月10日 優(yōu)先權日2005年11月10日
發(fā)明者徐季平 申請人:上海港復興船務公司