[发明专利]润滑油液微量水分传感器探头及在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及油液在线监测领域，特别是润滑油液微量含水在线监测与分析。

背景技术

设备润滑油液中水分含量增加将带来以下方面的影响：

(1)降低润滑油的粘度和油膜强度。(2)影响油膜的形成，使油品氧化，增加油泥，恶化油质。(3)加速有机酸对金属的腐蚀。(4)使添加剂发生水解反应而失效。

因此，对润滑油液含水进行在线监测，对设备的工况监测和摩擦磨损分析具有重要的意义。

早期的油液水分监测采用离线方式进行。如：卡尔·费休滴定法。离线分析从设备油池中提取润滑油样，送往实验室进行含水分析。这种分析方式成本高，效率低，而且油液样品在提取和运送过程中易受污染。目前在润滑油液微量含水的在线监测领域，尚无成熟可靠的在线监测技术应用。

近年来，水活度测量技术在绝缘油微量含水监测中开始逐步应用。例如：芬兰维萨拉公司的系列产品。但其监测含水种类仅限于溶解水，多用于变压器油(绝缘油)的微量含水监测中。润滑油微量含水监测需要监测溶解水、乳化水和游离水三种状态的水。因此，水活度监测产品不能直接应用于润滑油液。

基于介电常数对油液中含水测量，国内外已经开展了大量研究工作。该方法的原理基于油液中混入水分会引起等效介电常数的变化。通过测量电容来判断等效介电常数的变化，进而得出水分的含量。市面上已有一些基于该原理的测量产品。例如：美国迪沃森公司的EASZ-1系列产品。但该系列产品仅适用水分含量较高的情况。对微量水分含量不能准确测量。而且，此类测量传感器仅给出一个油液中水分含量的相对值。并不能对实际油液中水分存在的状态，以及油液中是否含有气泡等复杂情况给出分析和判断。实际中的润滑油液含有一定量的气泡，存在气泡是影响该类方法对水分含量做出正确判断的主要原因。本发明专利针对该类方法的现有不足，同样采用了基于介电常数测量的电容法测定油液中的微量含水。设计了同轴形式的传感器探头，并基于该传感器探头提出一套进行润滑油液微量含水在线监测的方法。该监测方法能够消除气泡的干扰，此外，还能对油液中是否存在游离状态的水分做出定性的判断。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供润滑油液微量水分传感器探头及在线监测方法，通过等效介电常数值和当时测得的油液温度，可以得出油液中微量水分的含量。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种润滑油液微量水分传感器探头，内电极为圆柱体，外电极为长方体，外电极内部开设有圆柱形空腔，将内电极包含在其中，内电极与外电极同轴，内电极表面涂覆绝缘漆，内外电极之间的间隙形成储油腔，外电极底部有进油口连接储油腔，外电极顶部有出油口连接储油腔，在储油腔顶部留有气泡收集空间，用于测量过程中收集气泡到该区域，温度测量晶体管安装口设置在外电极靠近顶部位置。

温度测量晶体管测量0～120℃温度变化。

一种运用上述传感器探头进行润滑油液微量含水在线监测的方法，按以下步骤进行：

首先，启动辅助循环油路，油液流经传感器探头，前端测量电路对流动中油液的等效介电常数和温度进行第一次测量，前端测量电路由CDC芯片构成；每隔Δt时间测量一组电容和温度数据，Δt通常取1秒，连续测量5～10分钟，得到“介电常数-时间曲线”和“温度-时间曲线”；其次，辅助循环油路进行油液静置，静置时间3～5分钟；再次，前端测量电路对静置后的油液等效介电常数和温度进行第二次测量，第二次测量只测一组电容和温度数据，即：一组等效介电常数值和温度值；

对上述步骤得到的测量数据分三步进行处理：

第一步：由以下公式，将第二次测量等效介电常数值折算到温度为20℃情况下数值，