过滤颗粒定量仪制造技术

一种颗粒量化仪，其包括：过滤器，所述过滤器具有预定数量的拥有第一预定尺寸的孔；泵；和从泵至过滤器的流体路径。压力传感器响应于流体路径中的流体压力并且处理模块响应于压力传感器。确定当样本流体被泵送通过过滤器并且流体中的颗粒被过滤器捕获时流体路径中的样本流体的压力增量。比较该压力增量与校准数据，并且对并且对存在于样本中的大于第二预定尺寸的颗粒的浓度进行评估。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过滤颗粒定量仪相关申请的交叉引用本申请要求在35U.S.C.§§119,120,363,365和37C.F.R.§1.55和§1.78于2012年6月19日提交的美国专利申请序列No.13/507,298的权益以及优先权并且其以引用的方式并入专利技术。
本专利技术涉及流体分析。
技术介绍
可以以多种方式量化流体中的颗粒。例如在来自大于一定规模的马达或者发动机中的油样本中存在的颗粒数量可以指示某马达或者发动机部件的状态和/或指示即将发生故障。通常，使用光学显微镜的铁谱分析以基于视觉检查大颗粒和它们相关的形态来确定机器中的异常故障模式。这种类型的分析因其需要专家分析因此会是耗时和主观的。近年来，已经研发了直接成像仪，以便自动量化磨损颗粒的尺寸和分布而且还提供了形状的某些指示。这种装置的一个局限是在没有稀释的情况下它们不能分析高粘稠度油类和非常黑的流体。由于来自添加剂、水和所溶解的气体的干扰，所得到的颗粒计数通常会失真。以引用的方式并入本专利技术的专利No.4,583,396教导了针对液压系统的旁路污染物指示器。系统包括障碍件，所述障碍件在被颗粒阻塞时导致跨障碍件的压力降达到特定值。通过计算耗费多长时间达到该压力值可以确定整体污染水平(低、中、高)。基于孔尺寸、孔的数量、流量和压降来计算大于障碍件孔尺寸的颗粒的总数量。这个系统适于添加到液压系统但不适于分析流体样本。而且，这种系统的重点是清洁度控制并且保持这种系统清洁和不受污染至已知限值是主要目标。在液压系统中，必须保持阀和致动器清洁并且无碎屑，以便正确地实施功能。已经在这种清洁系统周围设计了挡光和孔堵塞的技术。在润滑系统中，产生良性磨粒作为正在润滑的机器的机械操作的自然产物。一很好的示例是柴油机。气缸和活塞中的在润滑剂流体动力薄膜之间作用的部件的末端作为稳定耐磨表面并且颗粒剥落作为正常摩擦磨片。在不进行一定程度样品制备的条件下，现有挡光和孔堵塞技术不能理想地适于这些应用。
技术实现思路
在本专利技术中，在一个实施例中，在使用不同的校准样本校准的系统中分析发动机油等，所述不同的校准试样每个均具有不同浓度的、大于给定尺寸的颗粒。结果是得到了测量宽范围润滑油和流体的颗粒计数的独特方式，所述润滑油和流体具有变化的粘度和颗粒载荷分布。通过测量当油被推动通过过滤系统时的压降来得到颗粒计数，所述过滤器系统包括给定孔尺寸的聚碳酸酯过滤器。过滤器孔的几何结构和过滤器孔密度被设计成使得保持最小的结块程度。而且，添加毡滤器使得即使在聚碳酸酯过滤器结块之后也能够量化颗粒。在过滤器结块最少的区域中，具有不同粘度和颗粒分布的样本与独特的校准曲线相互关联。结果能够通过报告润滑油中的磨粒和污染物的尺寸和数量来对即将发生的机器故障提前发出警报。在本专利技术的颗粒量化仪中进行分析之后，能够存储以及保存颗粒，以便使用x射线和/或显微镜式分析程序基于颗粒沉积进行进一步分析。所使用的过滤方法导致均匀沉积颗粒阵列，如果需要的话其可以使用x射线(例如，xrf)进行元素分析。实时颗粒计数用于确保完美并且优化地铺设颗粒以便进行x射线以及显微镜分析。颗粒量化仪的特征包括过滤器系统，所述过滤器系统具有：至少第一过滤器，所述第一过滤器具有预定数量的拥有预定尺寸的孔；泵；和从泵至过滤器系统的流体路径。压力传感器响应于流体路径中的流体压力并且处理模块响应于压力传感器。确定流体被泵送通过过滤器系统时流体路径中的样本流体的压力增量并且流体中的颗粒被第一过滤器捕获。比较确定的压力增量与校准数据。根据校准数据，评估存在于样本中的大于预定尺寸的颗粒的浓度。通常，颗粒尺寸大于孔尺寸。一个优选的颗粒量化仪还包括用于过滤器的可移除的筒，其中，膜过滤器布置在滤井上方，所述滤井容纳过滤器保持件中的第二过滤器。通常，流体路径包括注射器，泵包括接纳在注射器中的由马达驱动的柱塞，并且保持件接纳注射器而且相对于第一过滤器密封。压力传感器布置成测量保持件的内部压力。校准数据优选地包括多个校准流体样本的压力增量，由泵驱动所述校准流体样本通过过滤器系统，所述多个校准流体样本各个均具有已知浓度的拥有已知尺寸的颗粒，并且校准曲线基于多个校准流体样本的压力增量。处理模块通常构造成确定当样本流体被泵送通过过滤器时不同时间的第一压力和第二压力。处理模块还优选地构造成控制泵，例如，控制泵速。然后，校准数据包括第一预定压力，并且处理模块构造成控制以及改变泵速，使得样本流体在一定速度条件下达到预定压力，此后保持该速度恒定。而且，处理模块还构造成在达到预定最大压力的条件下停止泵并且在泵停止之后外推出泵送通过过滤器系统的预定体积流体的压力增量。可设有第二过滤器，所述第二过滤器具有预定数量的拥有不同尺寸的孔并且处理模块可以构造成基于校准数据现在评估处于尺寸范围内的颗粒的浓度。一种颗粒量化仪的特征为可移除的过滤器筒，所述过滤器筒包括膜过滤器，所述膜过滤器布置在过滤器保持件中的滤井上方，还包括毡滤器。过滤器膜包括预定数量的具有第一预定尺寸的孔。注射器处于保持件中，所述保持件对于过滤器筒密封。处理模块确定当样本流体被泵送出注射器且通过膜过滤器时样本流体的压力增量，并且由膜过滤器的孔捕获流体中的颗粒。特征还在于颗粒量化方法，所述方法包括：驱动样本流体通过过滤器系统，所述过滤器系统具有至少第一过滤器，所述第一过滤器具有预定数量的拥有第一预定尺寸的孔；和确定当样本流体被驱动通过过滤器系统时样本流体的压力增量。将确定的压力增量与校准数据比较，所述校准数据表示当多个校准流体样本也被驱动通过一个或者多个过滤器时所述多个校准流体样本的压力增量，所述一个或者多个过滤器具有相同或者相似预定数量的、拥有第一或者类似预定尺寸的孔。基于比较结果，这种方法包括评估存在于样本中的大于第二预定尺寸的颗粒浓度，其中所述第二预定尺寸等于或者大于第一预定尺寸。校准数据可以包括第一预定压力并且在流体路径中样本流体被驱动达到这个第一预定压力。在达到预定最大压力的情况下优选地停止驱动。这个方法可以包括外推出在停止驱动之后被泵送通过过滤器的预定体积的流体的压力增量。然而，在其它实施例，本专利技术不需要实现所有这些目的并且其权利要求不应当视为被局限于能够实现这些目的的结构或者方法。附图说明从优选实施例和附图的以下描述中对于本领域中的技术人员而言其它目的、特征和优势将变得显而易见，其中：图1是示出了与本专利技术的颗粒量化仪的示例有关的主要部件的示意图；图2是根据本专利技术的过滤器筒的示例的示意性俯视图；图3是根据本专利技术的示例的过滤器筒的示意性剖视图；图4是示出了根据本专利技术的示例的颗粒量化仪设备的另一个示例的示意性剖视图；图5是示出了根据本专利技术的方面的针对三个校准试样和一个未知样本的压力对泵送时间的曲线图；图6是包括结合本专利技术使用的校准数据的校准曲线图；图7是与其它颗粒量化仪技术有关的本专利技术的方法的曲线图；和图8是示出了根据本专利技术的示例的过滤器筒和过滤器筒保持件的示例的示意性三维剖视图。具体实施方式除了下文公开的一个或多个优选实施例之外，本专利技术能够是其它实施例并且能够以多种方式加以实践或者实施。因此，应当理解的是，本专利技术的应用并不局限于在以下描述中陈述或者附图中图解的构造的细节和部件的布置。如果仅仅在此描述了一个实施例，则就此的权利要求并不局限于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颗粒量化仪，包括：过滤器系统，所述过滤器系统具有至少第一过滤器，所述第一过滤器具有预定数量的拥有第一预定尺寸的孔；泵；流体路径，所述流体路径从所述泵延伸至所述过滤器系统；压力传感器，所述压力传感器响应于所述流体路径中的流体压力；和处理模块，所述处理模块响应于所述压力传感器并且构造成：确定当所述样本流体被泵送通过所述过滤器系统并且所述流体中的颗粒被所述第一过滤器捕获时所述流体路径中的所述样本流体的压力增量，比较所述确定的压力增量与校准数据；和基于所述校准数据，评估所述样本中的大于第二预定尺寸的颗粒的浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.19 US 13/507,2981.一种颗粒量化仪，包括：过滤器系统，所述过滤器系统具有至少第一过滤器，所述第一过滤器具有预定数量的拥有第一预定尺寸的孔；泵；流体路径，所述流体路径从所述泵延伸至所述过滤器系统；压力传感器，所述压力传感器响应于所述流体路径中的流体压力；和处理模块，所述处理模块响应于所述压力传感器并且构造成：确定当样本流体被泵送通过所述过滤器系统并且所述样本流体中的颗粒被所述第一过滤器捕获时所述流体路径中的所述样本流体的压力增量，比较所确定的压力增量与校准数据；和基于所述校准数据，评估所述样本中存在的大于第二预定尺寸的颗粒的浓度。2.根据权利要求1所述的颗粒量化仪，其中，所述第一预定尺寸小于所述第二预定尺寸。3.根据权利要求1所述的颗粒量化仪，其中，所述过滤器系统包括能够移除的筒，所述筒包括所述第一过滤器。4.根据权利要求3所述的颗粒量化仪，其中，所述能够移除的筒包括位于过滤器保持件中的滤井，所述第一过滤器是布置在所述滤井上方的膜过滤器，并且所述滤井包括第二过滤器，所述第二过滤器的孔小于所述膜过滤器的孔。5.根据权利要求1所述的颗粒量化仪，其中，所述流体路径包括注射器并且泵包括由马达驱动的柱塞，所述柱塞被接纳在所述注射器中。6.根据权利要求5所述的颗粒量化仪，其中，所述流体路径还包括保持件，所述保持件接纳所述注射器并且相对于所述第一过滤器密封。7.根据权利要求6所述的颗粒量化仪，其中，所述压力传感器布置成测量所述保持件的内部压力。8.根据权利要求1所述的颗粒量化仪，其中，所述校准数据包括由所述泵驱动通过所述过滤器系统的多个校准流体样本的压力增量，所述多个校准流体样本每个均具有已知浓度的拥有已知尺寸的颗粒。9.根据权利要求8所述的颗粒量化仪，其中，所述校准数据还包括基于所述多个校准流体样本的所述压力增量的校准曲线。10.根据权利要求9所述的颗粒量化仪，其中，所述处理模块构造成确定当所述样本流体被泵送通过所述过滤器系统时处于不同时间的第一压力和第二压力。11.根据权利要求1所述的颗粒量化仪，其中，所述处理模块还构造成控制所述泵。12.根据权利要求11所述的颗粒量化仪，其中，所述泵是可变速的泵并且处理模块还构造成控制所述泵的速度。13.根据权利要求12所述的颗粒量化仪，其中，所述校准数据包括第一预定压力并且所述处理模块构造成控制并且改变所述泵的速度，使得所述样本流体在一定速度条件下达到所述第一预定压力并且此后保持所述速度恒定不变。14.根据权利要求11所述的颗粒量化仪，其中，所述处理模块还构造成在达到预定最大压力的情况下停止所述泵。15.根据权利要求14所述的颗粒量化仪，其中，所述处理模块还构造成外推出在停止所述泵之后被泵送通过所述过滤器系统的预定体积的流体的压力增量。16.根据权利要求1所述的颗粒量化仪，还包括第二过滤器系统，所述第二过滤器系统具有第三过滤器，所述第三过滤器具有预定数量的拥有第三预定尺寸的孔。17.根据权利要求16所述的颗粒量化仪，其中，所述处理模块构造成基于所述校准数据估算存在于所述样本中的尺寸大于第四预定尺寸的颗粒的浓度。18.根据权利要求17所述的颗粒量化仪，其中，所述第三预定尺寸小于所述第四预定尺寸并且第三预定尺寸大于所述第二预定尺寸。19.根据权利要求1所述的颗粒量化仪，其中，流体路径是便携式的。20.根据权利要求1所述的颗粒量化仪，其中，所述颗粒量化仪适于容纳代替第一过滤器的第二过滤器，所述第二过滤器具有预定数量的拥有第三尺寸的孔，并且其中，处理模块进一步被构造成建立样本流体中的不同尺寸颗粒之间的较差测量。21.一种颗粒量化仪，包括：可移除的过滤器筒，所述可移除的过滤器筒包括膜过滤器，所述膜过滤器布置在过滤器保持件中的滤井的上方，所述膜过滤器包括预定数量的拥有第一预定尺寸的孔；注射器；泵，所述泵具有由马达驱动的柱塞，所述柱塞接纳在所述注射器中；注射器保持件，所述注射器保持件将所述注射器接纳在其中；流体路径，所述流体路径从所述注射器延伸至所述膜过滤器；压力传感器，所述压力传感器响应于所述流体路径中的流体压力；和处理模块，所述处理模块响应于所述压力传感器并且构造成:确定当样本流体从所述注射器被泵送通过所述膜过滤器并且所述样本流体中的颗粒被所述膜过滤器的孔捕获时所述流体路径中的所述样本流体的压力增量，比较所确定的压力增量与校准数据；和基于所述校准数据，评估所述样本中存在的大于第二预定尺寸的颗粒的浓度。22.根据权利要求21所述的颗粒量化仪，其中，所述可移除的过滤器筒还包括位于所述膜过滤器下方的第二过滤器。23.一种颗粒量化仪，其包括：过滤器系统，所述过...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·G·巴勒克拉夫，S·D·劳伦斯，
申请(专利权)人：斯派超科学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US