设备健康管理解决方案

XiangKun Solution

矿用油液在线监测系统集油液粘度、水分、铁磁磨粒等参数监测于一体,采用先进的传感器技术,通过内部系统集成、数据标定、可靠性测试等实 现油液理化性能和磨损颗粒参数的采集和分析。

系统构成模块

传感器模块
数据采集模块
网络传输模块
上位机分析模块
远程故障诊断模块

矿用油液在线监测装置

工作原理及创新点

工作原理

该装置通过分析监测设备所使用润滑油的理化性能和磨粒浓度变化,获取机器的润滑状态和磨损情况,用于评估机器健康状况、预测故障趋势,并 确定故障原因、类型和零件。工作流程包括使用取样泵将润滑油输送至传感器模块进行理化指标和磨损信息检测,数据通过采集仪显示和初步分 析。采集的数据通过有线或无线网络传输至上位机的设备状态监测系统,实现数据显示、趋势分析和智能预警。连接互联网后可实现PC端和移动 终端的跨平台协同,对于复杂故障可通过远程专家系统进行故障诊断。

创新点

我公司的数据采集模块不同于市场现有产品,不仅具备数据采集功能,还采用了先进的边缘处理技术,符合物联网未来发展趋势。该模块采用四核 心64位ARM Cortex处理芯片、4GB LPDDR4内存和128GB储存,具备信号采集、处理、分析、传输和内部诊断等功能。它可以实时采集和分析 传感器信号,通过有线或无线网络将数据传输至本地保存至上位机。边缘服务器应用减少了数据传输带宽,降低了系统负载,解决了数据传输延迟 问题。即使网络连接丢失,也不会丢失数据,提高了系统稳定性和可靠性。

性能参数
矿用油液在线监测装置

长x宽x高: 传感器及信息采集模组300x300x175mm;

采集仪: 400x350x275mm;

整机重量: 约50kg

防爆标志: 隔爆兼本质安全型;温度-20℃~60℃,空气相对湿度不大于95%

主要功能: 具有监测和显示温度、运动粘度、水分、金属颗粒数量等功能;

      具有实时数值曲线显示功能;具有对采集的数据进行现场分析、判断以及报警的功能;

      具有历史数据存盘浏览的功能。

电气性能: 供电电压:AC127V,允许偏差-25%~+10%;

输出电压: 24V;

输出信号: 光纤、RJ45、Wi-Fi、4G/5G可选

矿用本安型油液在线监测仪

额定工作电压: DC12V、DC24V

最大工作电流: ≤50mA

信号传输方式: 有线RS485/RJ45/光纤; 通讯接口;协议:MODBUS-RTU 或 MODBUS-TCP 标准通讯协议。无线:4G/5G、WIFI

防爆类型: 本质安全型

尺寸: 长*宽*高≤500*≤500*≤300mm

防护等级: IP65

 

油品数据库: 设备内置不同油品数据模型库、可适配液压油、齿轮油、透平油、汽轮机油等不同油品的模型自动比对;

数据报警: 一级、二级、报警设置;

看门狗: 系统支持自动定时自检,出现故障可快速自动重启;

泄漏报警: 具备泄漏自检功能、发现泄漏系统启动报警;

自动流量控制: 内置高精度流量计监测系统流量异常情况;

压力保护机制: 内置高精度压力传感器,出现压力波动,启动报警;

消泡设计: 机械+算法型消除气泡,防止气泡对检测结果造成的影响;

监测指标
监测指标 量度和精度 原理
粘度

范围:10~1500CP

精度:±3%或±5cp(最大值)3%

分辨率: 0.01cp

使用音叉原理,测得探头在油液中的振动幅度,计算出油液的粘度

V40粘度

精度:±3%或±5cSt(最大值)3%

分辨率: 0.01cSt

密度

范围: 600 kg. m³ ~ 1500 kg. m³

精度:±3%或±100kg/m³(取大值)

分辨率: 0.01 kg. m³

使用电容膜片/压力元件测出膜片的相对位移与压力差,经过密度公式换算输出密度

温度

范围:-30 ~ +85℃

精度:±0.5℃ 或 ±3%(取大值)

分辨率: 0.01°C

运用微型MEMS热电偶测取油温

介电常数

范围:1.0-80.0

精度:±3%或±0.3(取大值)

分辨率: 0.01

用静电场的方式测量,输出结果为电容两极板之间加入润滑油和真空状态的电容之比

水分含量

范围:0 ~ 10000 ppm

精度:±10%或±50ppm(取大值)

分辨率: 1ppm

使用电容元件测出油液的介电常数,经过换算输出水分含量

水活性

范围:0~1aw

±3%或±0.04aw(取大值)0.04 aw

分辨率: 0.01aw

电极间的绝缘电介质由于吸收和释放水分改变电容值,通过电容值的变化量换算得到 油液的水活性

铁磁颗粒监测通道

30~50um;

50~100um;

100~200um;

200~400um;

400~800um;

>800um;

运用电磁感应原理,计算出油液中铁磁磨粒的尺寸

非铁磁颗粒监测通道

30~50um;

50~100um;

100~200um;

200~400um;

400~800um;

>800um;

运用光阻法引起的感光元件的电压变化与粒子遮挡面积成正比原理,换算出颗粒物的尺寸

颗粒检出率

95% (典型颗粒)

矿用油液在线监测系统

油液在线监测系统主界面
油液在线监测系统主界面
磨粒监测周期示意图

在正常运行阶段,细小磨粒含量较少,随运行时间缓慢增加;当细小磨损颗粒浓度增加趋势有突变时,说明设备处于失效磨损前期预警阶段,需要 对设备采取及时维护措施;随着工况进一步劣化,细小磨粒会大幅度增长,一旦出现粗大磨粒,说明设备已到达严重磨损报警阶段,必须停机进行 检修。