一种润滑油液质量状态在线监测系统的制作方法

1.本实用新型属于油液监测技术领域，具体涉及一种润滑油液质量状态在线监测系统。


背景技术：

2.设备润滑系统的好坏直接关系到设备的磨损程度、运行安全、故障发生的概率等。多年来的实践证明，油液的离线检测已经不能完全适应设备润滑管理工作的需要，而在线监测技术已成为设备润滑管理工作的迫切需要，也是润滑监测技术发展的必然趋势，但目前国内外还没有完整成型的在线监测系统，现有在线监测系统存在以下技术问题：1)传感器单一，无法满足多维度的检测；2)传感器安装麻烦，无法灵活的安装在油箱或管道上；3)不具备本地控制器，检测结果需要借助外部服务器处理或显示；4)检测结果无法远程传输、实时管理。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提出了一种润滑油液质量状态在线监测系统，配置有传感器组和本地控制器，本地控制器能够通过无线通讯电路将传感器数据传输至本地监测服务器、或再通过路由器接网与移动客户端或远程服务器通讯，使用户随时掌握设备的润滑状态，为设备主管部门全面规划润滑管理工作提供科学依据，该方案能够保证设备的安全运行，具有广阔的应用前景。
4.为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种润滑油液质量状态在线监测系统，其特征在于：包括传感器组和本地控制器，其中：所述传感器组包括黏度传感器、污染度传感器、或水分传感器中的一个或多个组合，所述黏度传感器、污染度传感器和水分传感器能够直接安装在油箱的壳体上、用于实时监测油箱内润滑油液的质量状态，所述黏度传感器、污染度传感器和水分传感器也能够通过安装组件安装在油管的壳体上，用于实时监测油管内润滑油液的质量状态；所述本地控制器一方面通过串口通讯方式连接传感器组、以获取传感器组实时监测数据，本地控制器另一方面通过无线通讯电路将实时监测数据传输至本地监测服务器、或再通过路由器接网与移动客户端或远程服务器通讯，所述无线通讯电路包括wifi电路、蓝牙电路、sub-1ghz电路、2.4g网络电路、4g网络电路或5g网络电路中的一种。
6.优选的，所述黏度传感器包括黏度电路壳体、设置在黏度电路壳体顶部的黏度接线插头、以及设置在黏度电路壳体底部的黏度安装丝扣，其中：所述黏度电路壳体的内部安装有c/v转换电路和v/f转换电路；所述黏度安装丝扣的底部设置有音叉探头，所述音叉探头通过c/v转换电路、v/f转换电路连接黏度接线插头；所述音叉探头的外部套装有开槽保护管；所述黏度安装丝扣的外侧套装有黏度密封圈。
7.优选的，所述污染度传感器包括污染度电路壳体、设置在污染度电路壳体顶部的污染度接线插头、以及设置在污染度电路壳体底部的污染度安装丝扣，其中：所述污染度电
路壳体的内部安装有c/v转换电路、v/f转换电路和a/d转换电路；所述污染度安装丝扣的底部设置有污染度探测头和温度传感器，污染度探测头通过c/v转换电路、v/f转换电路连接污染度接线插头，温度传感器通过a/d转换电路连接污染度接线插头；所述污染度探测头和温度传感器的外部套装有开孔保护管；所述污染度安装丝扣的外侧套装有污染度密封圈。
8.优选的，所述水分传感器包括水分电路壳体、设置在水分电路壳体顶部的水分接线插头、以及设置在水分电路壳体底部的水分安装丝扣，其中：所述水分电路壳体的内部安装有c/v转换电路和v/f转换电路；所述水分安装丝扣的底部设置有水分探测头，所述水分探测头通过c/v转换电路、v/f转换电路连接水分接线插头；所述水分探测头的外部套装有带孔保护套；所述水分安装丝扣的外侧套装有水分密封圈。
9.优选的，所述安装组件包括半圆顶扣和半圆底扣，所述半圆顶扣和半圆底扣相互拼接后能够固定在油管的开孔上，所述半圆顶扣的中部设置有安装管，所述安装管的顶部设置有安装盘孔。
10.优选的，所述半圆顶扣的两侧设置有顶连接座，所述半圆底扣的两侧设置有底连接座，所述顶连接座和底连接座之间能够通过螺栓连接固定。
11.优选的，所述半圆顶扣的圆周边缘设置有顶密封半圈，所述半圆底扣的圆周边缘设置有底密封半圈，所述顶密封半圈和顶密封半圈能够相互拼合成一个整圆，所述顶密封半圈和底密封半圈之间还设置有套装在开孔两侧的密封环。
12.优选的，所述安装管的顶部设置有用于连接安装盘的安装螺纹孔，所述安装管的底部设置有与开孔轮廓一致的密封接触端。
13.优选的，所述本地控制器包括合金壳体、合金盖体、以及安装在合金壳体和合金盖体内部处理器及其外围电路，其中：
14.所述合金壳体的中部下凹形成安装腔，所述安装腔的顶部外沿设置有安装台阶，所述安装台阶上侧对称设置有多个定位台，安装台阶的中部对称设置有多个连接底孔，安装台阶的内侧对称设置有多个用于固定电路板用的安装座，所述安装座上开设有安装孔；
15.所述合金盖体的外轮廓与安装台阶的轮廓相吻合，合金盖体的外沿开设有多个与定位台形状吻合的定位口，合金盖体还开设有多个与连接底孔位置相应的连接顶孔，合金盖体的内侧设置有密封圈；
16.所述安装腔的侧壁上还设置有安装天线用的天线孔、安装通讯接口用的插座口、连接电源用的电源口、用于安装显示屏的屏幕接口、以及安装物理键的按键孔。
17.优选的，所述内部处理器包括mcu、fpga、plc、arm、dsp、bcm2711型处理器或nvidia xavier型处理器中的一种。
18.本实用新型提出的润滑油液质量状态在线监测系统具有如下技术效果：
19.1)本系统采用传感器组方案，包括黏度传感器、污染度传感器和水分传感器等，能够对油液质量状态进行全方位检测。
20.2)本系统的传感器安装方便，配置有丝扣和密封圈，在油箱上开孔即可实现拆装，同时，配置了安装组件，利用安装组件能够将传感器组便捷的安装在油管上。
21.3)本系统的具备了本地控制器，检测结果直接通过本地控制器进行处理和显示，本地控制器采用合金密封结构，一方面具备良好的散热功能，另一方面也具备防水、防尘功能，该控制器配置有丰富的接口和显示屏以及物理键等。
22.4)本系统的检测结果可以通过无线网传输至上位机，即本地监测服务器，同时，还能够通过路由器进行远程传输、实时管理，现场情况可以通过蜂窝网或光纤传递至移动客户端或远程服务器。
23.5)该系统适用于多种机械设备和技术领域，例如：矿山机械、大型发电机组、压缩机组、汽轮机组、机床、军械、注水泵等，以便实时监测润滑油液的质量状况，确保设备的安全运行。
附图说明
24.图1为本实用新型的整体结构示意图；
25.图2为本实用新型的工作流程示意图；
26.图3为本实用新型的本地控制器结构示意图；
27.图4为本实用新型的无线通讯电路示意图；
28.图5为本实用新型的电源管理电路结构示意图；
29.图6为本实用新型的黏度传感器第一结构示意图；
30.图7为本实用新型的黏度传感器第二结构示意图；
31.图8为本实用新型的污染度传感器结构示意图；
32.图9为本实用新型的水分传感器结构示意图；
33.图10为本实用新型的第一安装示意图；
34.图11为本实用新型的第二安装示意图；
35.图12为本实用新型的开孔和密封环结构示意图；
36.图13为本实用新型的安装组件整体结构示意图；
37.图14为本实用新型的半圆底扣结构示意图；
38.图15为本实用新型的安装盘第一结构示意图；
39.图16为本实用新型的安装盘第二结构示意图；
40.图17为本实用新型的合金壳体和合金盖体结构示意图；
41.图18为本实用新型的顶盖密封圈结构示意图；
42.图19为本实用新型的合金壳体正面结构示意图；
43.图20为本实用新型的合金壳体背面结构示意图。
44.图中，1-黏度传感器、101-黏度电路壳体、102-黏度接线插头、103-黏度安装丝扣、104-音叉探头、105-开槽保护管、106-黏度密封圈、2-污染度传感器、201-污染度电路壳体、202-污染度接线插头、203-污染度安装丝扣、204-污染度探测头、205-温度传感器、206-开孔保护管、207-污染度密封圈、3-水分传感器、301-水分电路壳体、302-水分接线插头、303-水分安装丝扣、304-水分探测头、305-带孔保护套、306-水分密封圈、4-油箱、5-安装组件、501-半圆顶扣、502-半圆底扣、503-安装管、504-安装盘、5011-顶连接座、5012-顶密封半圈、5021-底连接座、5022-底密封半圈、5031-安装螺纹孔、5032-密封接触端、5041-连接螺纹孔、6-油管、601-开孔、602-密封环、7-合金壳体、701-安装腔、702-安装台阶、7011-天线孔、7012-插座口、7013-电源口、7014-屏幕接口、7015-按键孔、7021-定位台、7022-连接底孔、7023-安装座、7024-安装孔、8-合金盖体、801-定位口、802-连接顶孔、803-顶盖密封圈。
具体实施方式
45.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
46.实施例一
47.如图1所示，该润滑油液质量状态在线监测系统包括传感器组和本地控制器，本实施例中，传感器组包括黏度传感器1、污染度传感器2、或水分传感器3中的一个或多个组合，黏度传感器1、污染度传感器2和水分传感器3能够直接安装在油箱4的壳体上、用于实时监测油箱4内润滑油液的质量状态，黏度传感器1、污染度传感器2和水分传感器3也能够通过安装组件5安装在油管6的壳体上，用于实时监测油管6内润滑油液的质量状态。
48.具体的，黏度传感器1是专门用来检测油液粘度的，其依据音叉振荡原理设计的，音叉的叉体被固定在固定的谐振频率上，当油液流经叉体时，粘度的改变会引起谐振频率值和幅值的变化，由此来判断被测油液的粘度值。污染度传感器2上还配置有温度传感器，例如：热敏电阻等。该污染度传感器2基于油液的介电常数来评价油品质量变化程度的，油液的粘度、酸值、杂质及水分含量等关键性评价指标与油液介电常数的变化趋势是一致的。介电常数是反映油品老化、被污染程度及设备磨损状况的综合参数。水分传感器3用油液的介电常数来衡量油液中水分的含量，介电常数的变化对水分非常敏感，通过对标准含水量油液的标定来检测水分含量的。
49.图1中，本地控制器一方面通过rs485串口通讯方式连接传感器组、以获取传感器组实时监测数据，本地控制器另一方面通过无线通讯电路将实时监测数据传输至本地监测服务器、或再通过路由器接网与移动客户端或远程服务器通讯，无线通讯电路包括wifi电路、蓝牙电路、sub-1ghz电路、2.4g网络电路、4g网络电路或5g网络电路中的一种。本实施例中，还包括远程数据管理端，远程数据管理端以云服务器数据管理系统为依托，借助互联网系统建立远程管控监管，为远程实时建立大数据管理系统，相关管控部门和领导可以通过智能手机终端上安装的软件对矿区的环境状态信息进行直接的了解。
50.需要说明的是，系统具备阈值标定功能，通过远程端或是手持机可对这些参数进行标定设置；当系统检测出来数据超标后，通过声光报警装置进行报警提示，远程系统可以同时管理多个本地监测系统，监测多个系统的油液状态情况。
51.具体的，本地控制器能够完成信号的编译、存贮及传送等功能，可以为mcu、fpga、plc、arm、dsp、bcm2711型处理器或nvidia xavier型处理器等等，其配置有液晶屏，将控制器传输过来的被测油液的粘度、污染度及水分含量等技术数据及检测的时间和变化曲线实时显示出来，供现场工作人员随时查看。同时，无线模块无线通讯电路将控制器输入的被测油液所有技术数据及时发送给后台计算机管理系统的网络接收模块，并在电脑上显示，供设备管理部门随时查看，以便合理安排设备润滑管理工作，确保设备的安全运行。本实施例
中，还包括特制的 24v稳压电源，供整个在线监测系统用电。
52.具体工作过程如图2所示，首先将传感器组(粘度传感器、污染度传感器、水分传感器等)安装在油箱上或者合适的油路管道上，安装时要特别注意把传感器的传感头浸入到油液中。传感器的输出线接入rs485电路，该电路将传感器采集的数据处理后将数据信息输送给控制器中的微处理器，再由微处理器中的数据计算分析模块将数据分类编程后，一是存入数据库，二是将其检测到的技术数据一路送到液晶显示模块显示，供现场工作人员察看，一路送到无线通信模块发射出去。发射出去的信息被网络接收模块接收并传送到办公电脑上，供设备管理部门随时查看。
53.需要说明的是，本地控制器可以选用64位四核arm处理器cortex-a53作为主控制芯片，用于逻辑控制或数据处理，也可以采用fpga、mcu等其他型号处理器，如图3所示。无线通讯电路主要对检测出来数据进行无线远程传输，该功能的实现在主体上可以选用具备5g通讯功能的模块，在主控制单片机的控制下实现与无线运营商基站的数据通讯进而完成监测数据的无线远程传输，模块的接口原理如图4所示。其技术实现过程，在具备tcp/ip架构和协议内核的主控制单片机驱动下与千兆光纤模块建立数据交互，实现管理mac和phy以太网层的功能，符合ieee 802.1协议集。因此使得光纤模块与矿建光纤环网形成通信交互系统，实现数据的远程传输。本实施例中，电源控制电路具备双路供电功能，并且对两路供电电源的状态进行监控，并将电源状态参数上传远程监控端，如图5所示。
54.实施例二
55.如图6至图9所示，传感器组可即时采集润滑油液的粘度、水分、污染度等技术参数，其中：黏度传感器1包括黏度电路壳体101、设置在黏度电路壳体101顶部的黏度接线插头102、以及设置在黏度电路壳体101底部的黏度安装丝扣103，其中：
56.图6和图7中，黏度电路壳体101的内部安装有c/v转换电路和v/f转换电路；黏度安装丝扣103的底部设置有音叉探头104，音叉探头104通过c/v转换电路、v/f转换电路连接黏度接线插头102；音叉探头104的外部套装有开槽保护管105；黏度安装丝扣103的外侧套装有黏度密封圈106。具体的，黏度传感器1是专门用来检测油液粘度的，其依据音叉振荡原理设计的，音叉的叉体被固定在固定的谐振频率上，当油液流经叉体时，粘度的改变会引起谐振频率值和幅值的变化，由此来判断被测油液的粘度值。
57.图8中，污染度传感器2包括污染度电路壳体201、设置在污染度电路壳体201顶部的污染度接线插头202、以及设置在污染度电路壳体201底部的污染度安装丝扣203，其中：污染度电路壳体201的内部安装有c/v转换电路、v/f转换电路和a/d转换电路；污染度安装丝扣203的底部设置有污染度探测头204和温度传感器205，污染度探测头204通过c/v转换电路、v/f转换电路连接污染度接线插头202，温度传感器205通过a/d转换电路连接污染度接线插头202；污染度探测头204和温度传感器205的外部套装有开孔保护管206；污染度安装丝扣203的外侧套装有污染度密封圈207。具体的，污染度传感器2上还配置有温度传感器，例如：热敏电阻等。该污染度传感器2基于油液的介电常数来评价油品质量变化程度的，油液的粘度、酸值、杂质及水分含量等关键性评价指标与油液介电常数的变化趋势是一致的。介电常数是反映油品老化、被污染程度及设备磨损状况的综合参数。
58.图9中，水分传感器3包括水分电路壳体301、设置在水分电路壳体301顶部的水分接线插头302、以及设置在水分电路壳体301底部的水分安装丝扣303，其中：水分电路壳体
301的内部安装有c/v转换电路和v/f转换电路；水分安装丝扣303的底部设置有水分探测头304，水分探测头304通过c/v转换电路、v/f转换电路连接水分接线插头302；水分探测头304的外部套装有带孔保护套305；水分安装丝扣303的外侧套装有水分密封圈306。具体的，污染度传感器2上还配置有温度传感器，例如：热敏电阻等。该污染度传感器2基于油液的介电常数来评价油品质量变化程度的，油液的粘度、酸值、杂质及水分含量等关键性评价指标与油液介电常数的变化趋势是一致的。介电常数是反映油品老化、被污染程度及设备磨损状况的综合参数。具体的，水分传感器3用油液的介电常数来衡量油液中水分的含量，介电常数的变化对水分非常敏感，通过对标准含水量油液的标定来检测水分含量的。
59.实施例三
60.如图10所示，本系统的传感器安装方便，配置有丝扣和密封圈，在油箱上开孔即可实现拆装，安装时要特别注意把传感器的传感头浸入到油液中，该安装方式适合平面结构。
61.实施例四
62.如图11至图16所示，本系统还配置了安装组件，利用安装组件能够将传感器组便捷的安装在油管上。本实施例中，安装组件5包括半圆顶扣501和半圆底扣502，半圆顶扣501和半圆底扣502相互拼接后能够固定在油管6的开孔601上，半圆顶扣501的中部设置有安装管503，安装管503的顶部设置有安装盘504，安装盘504上对称开设有多个用于安装传感器组的连接螺纹孔5041，连接螺纹孔5041的布局方案有多种，例如图15和图16。
63.具体的，半圆顶扣501的两侧设置有顶连接座5011，半圆底扣502的两侧设置有底连接座5021，顶连接座5011和底连接座5021之间能够通过螺栓连接固定。半圆顶扣501的圆周边缘设置有顶密封半圈5012，半圆底扣502的圆周边缘设置有底密封半圈5022，顶密封半圈5012和顶密封半圈5012能够相互拼合成一个整圆，顶密封半圈5012和底密封半圈5022之间还设置有套装在开孔601两侧的密封环602。安装管503的顶部设置有用于连接安装盘504的安装螺纹孔5031，安装管503的底部设置有与开孔601轮廓一致的密封接触端5032。
64.需要说明的是，安装时要特别注意把传感器的传感头浸入到油液中，该安装方式适合圆柱管结构，具备三重密封效果：首先在开孔601上利用密封接触端5032的外壁与其密封接触，密封接触端5032上可以套设弹性密封件或涂抹弹性密封涂层，其次，在开孔601两侧设置有密封环602进行二次密封，当半圆顶扣501和半圆底扣502相互拼接后能够挤压密封环602，最后，顶密封半圈5012和顶密封半圈5012能够相互拼合成一个整圆，形成三次密封。
65.实施例五
66.如图17至图20，本地控制器包括合金壳体7、合金盖体8、以及安装在合金壳体7和合金盖体8内部处理器及其外围电路，其中：合金壳体7的中部下凹形成安装腔701，安装腔701的顶部外沿设置有安装台阶702，安装台阶702上侧对称设置有多个定位台7021，安装台阶702的中部对称设置有多个连接底孔7022，安装台阶702的内侧对称设置有多个用于固定电路板用的安装座7023，安装座7023上开设有安装孔7034；合金盖体8的外轮廓与安装台阶702的轮廓相吻合，合金盖体8的外沿开设有多个与定位台7021形状吻合的定位口801，合金盖体8还开设有多个与连接底孔7022位置相应的连接顶孔802，合金盖体8的内侧设置有密封圈803，密封圈803采用橡胶或硅胶材料，实现盖体8和壳体7的密封效果。具体的，安装腔701的侧壁上还设置有安装天线用的天线孔7011、安装通讯接口用的插座口7012、连接电源
用的电源口7013、用于安装显示屏的屏幕接口、以及安装物理键的按键孔7015。
67.需要说明的是，电路板上设置有螺纹孔，通过螺丝可以将电路板固定在安装座7023上，电路板上的芯片和外围组件向下，且通过硅胶直接与安装腔701的底面接触，壳体和盖体采用合金材料，便于散热。实际安装时，盖体扣装在安装台阶202上，利用定位台7021和定位口801定位，再利用螺丝实现两者的可拆卸连接，安装后表面平整。
68.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。