一种齿轮油水分在线检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种齿轮油水分在线检测方法及系统，空气压缩机的出口依次经干燥器、气体流量传感器及进口湿度传感器与油水分离装置的进气口相连通，油水分离装置的出气口处设置有出口湿度传感器，设备上齿轮油主管路上的取样口依次经第一油泵、密度传感器及液体流量传感器与油水分离装置的进油口相连通；在工作时，依据在预设温度下，通入充分的干燥空气后，油样中残留水分为通入的干燥空气中水分含量的函数，根据平衡时干燥空气转移出的水分数量及干燥空气本身的水分含量，计算油样中的含水量，得到齿轮油样品的水分含量，计算公式为w＝(Δw

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮油水分在线检测方法及系统


[0001]本专利技术属于化学分析领域，涉及一种齿轮油水分在线检测方法及系统。

技术介绍

[0002]风力发电用齿轮油的分子结构及添加剂种类和含量决定了水分在油中具有较大的溶解度，使其易于被水分污染。
[0003]对于润滑油，水分不仅影响润滑油膜的形成，降低油品的润滑性能，而且会导致亲水性的添加剂在水周围聚集，破坏添加剂在油中分散成悬浮液的稳定性，导致添加剂的功能丧失，并促进油品和添加剂分解为醇和酸，进一步促进油品劣化，使油品酸值增加、黏度增大，产生油泥，还能够像铜一样加速油品的老化，据文献记载，当水分与铜或铁共同存在时，油品的氧化速率上升120倍。
[0004]对于设备，在运行过程中，当有少量的游离或溶解水污染润滑油时，为设备发生电偶腐蚀提供了离子流，为腐蚀创造了条件，腐蚀容易造成点蚀、泄露、部件功能弱化甚至直接破坏，同时造成氧化铁等磨料向油中释放，进而加速设备磨损—油品劣化的循环。
[0005]故水分存在会缩短润滑油的使用周期，加速设备的磨损，严重影响设备的使用寿命。因此，对风力发电用齿轮油的水分含量进行在线检测，可快速监督油中水分含量，便于及时采取适宜处理措施，，保证油品的润滑性能，减缓润滑油的劣化和设备磨损，避免油品劣化—设备磨损的快速循环，可从根本上降低风机产生故障频率，对保障设备运行的安全性和经济性具有重要意义。
[0006]现有技术中，对粮食、石油、烟草等水分在线检测均是利用介电性能、光谱技术实现的。但是对于风力发电用齿轮油，为满足各项性能，油品调和阶段须添加抗氧剂、抗磨剂、黏度调节剂等多种添加剂，添加剂复杂(包括酚类、酯类、胺类、盐类及其复合类)，还含有各种磨损金属，对利用介电性能、光谱技术在线检测水分的传感器会产生严重干扰，导致现有技术从原理上不适用于直接对风力发电用齿轮油水分进行在线检测。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种齿轮油水分在线检测方法及系统，该方法及系统能够对齿轮油的水分进行在线测量。
[0008]为达到上述目的，本专利技术所述的齿轮油水分在线检测系统包括油水分离装置、空气压缩机、干燥器、气体流量传感器、进口湿度传感器、出口湿度传感器、第一油泵、密度传感器及液体流量传感器；
[0009]油水分离装置的外侧设置有金属浴加热装置，空气压缩机的出口依次经干燥器、气体流量传感器及进口湿度传感器与油水分离装置的进气口相连通，油水分离装置的出气口处设置有出口湿度传感器，设备上齿轮油主管路上的取样口依次经第一油泵、密度传感器及液体流量传感器与油水分离装置的进油口相连通，油水分离装置的出油口与设备上齿轮油主管路相连通；
[0010]自动在线水分检测控制系统与空气压缩机、气体流量传感器、进口湿度传感器、出口湿度传感器、液体流量传感器、密度传感器、第一油泵相连接、温度传感器及恒温控制系统。
[0011]空气压缩机的出口依次经第一电磁控制阀、空气过滤器、干燥器、第二电磁控制阀、气体流量传感器及进口湿度传感器与油水分离装置的进气口相连通，自动在线水分检测控制系统与第一电磁控制阀及第二电磁控制阀相连接。
[0012]设备上齿轮油主管路上的取样口依次经第一油泵、密度传感器、液体流量传感器及第三电磁控制阀与油水分离装置的进油口相连通，自动在线水分检测控制系统与第三电磁控制阀相连接。
[0013]油水分离装置的出油口依次经第四电磁控制阀及第二油泵与设备上齿轮油主管路相连通，自动在线水分检测控制系统与第四电磁控制阀及第二油泵相连接。
[0014]所述油水分离装置内设置有温度传感器，恒温控制系统与金属浴加热装置的控制端相连接，自动在线水分检测控制系统与温度传感器及恒温控制系统相连接。
[0015]还包括进样管，其中，进样管的一端与第三电磁控制阀的出口相连通，进样管的另一端插入于油水分离装置内部，且端部密封，同时进样管上位于油水分离装置内的部分的侧面下部开设有若干出油口。
[0016]各出油口的中心线水平向下倾斜100‑
600。
[0017]所述干燥器内充装有分子筛气体干燥剂。
[0018]本专利技术所述的齿轮油水分在线检测方法包括以下步骤：
[0019]1)打开第一油泵和第三电磁控制阀，向油水分离装置中通入预设的油样数量，然后关闭打开第一油泵和第三电磁控制阀，打开第四电磁控制阀和第二油泵排出油样，重复操作3次；空气压缩机输出的空气经干燥器干燥后通入油水分离装置中，自动在线水分检测控制系统通过进口湿度传感器及出口湿度传感器检测油水分离装置进气口处的空气湿度以及出气口处的空气湿度，当所述进气口处的空气湿度与出气口处的空气湿度达到设定的平衡值且在预设时间内的保持不变时，开启通过气体流量传感器和自动在线水分检测控制系统的计时功能，并对气体流量传感器所测流量与时间之积进行积分，得到油水分离装置进气口处的气体体积，启动进口湿度传感器及出口湿度传感器的数据与气体体积之积的积分功能，然后开启第一油泵，同时开启液体流量传感器和自动在线水分检测控制系统的计时功能，并对液体流量传感器所测流量和时间之积进行积分，得到进样的油样体积v，同时通过密度传感器检测油样的密度信息，自动在线水分检测控制系统根据所述进样的油样体积v以及密度传感器检测得到的密度信息ρ计算油样的进样质量ρv，当进入到油水分离装置中油样的进样质量达到预设进样质量后，则关闭第一油泵及第三电磁控制阀，然后转至步骤2)；
[0020]2)等待进口湿度传感器和出口湿度传感器的检测结果达到设定的平衡值且保持稳定后，关闭进口湿度传感器及出口湿度传感器的数据与气体体积之积的积分功能，并关闭空气压缩机、第一电磁控制阀及第二电磁控制阀；
[0021]进入油水分离装置中的干燥气体将油样中的水分分离转移进入气相中，在预设温度下，通入充分的干燥空气后，油样中残留水分为通入的干燥空气中水分含量的函数，根据平衡时干燥空气转移出的水分数量、温度以及干燥空气本身的水分含量，计算试验后油样
中的含水量，进而得到齿轮油样品的水分含量w＝(Δw
气
+C
干气
*f(T)*v)/ρv，其中，进口湿度传感器及出口湿度传感器所测数据与气体体积之积的积分为进气口处及出气口处气体中的水分质量，当进口湿度传感器和出口湿度传感器的检测结果达到设定的平衡值且保持稳定后，进口湿度传感器及出口湿度传感器所测数据与气体体积之积的积分结果分别记作W
进
和W
出
，得Δw
气
＝W
出
‑
W
进
。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术所述的齿轮油水分在线检测的方法及系统在具体操作时，根据试验温度下，通入充分的干燥空气后，气相、液相水分达到平衡时，齿轮油中残留的水分是通入的干燥空气中水分含量的函数，根据干燥空气转移出的水分数量、温度以及干燥空气本身的水分含量，即可计算得到试验后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种齿轮油水分在线检测系统，其特征在于，包括油水分离装置(9)、空气压缩机(2)、干燥器(5)、气体流量传感器(7)、进口湿度传感器(8)、第一油泵(17)、密度传感器(16)及液体流量传感器(15)；油水分离装置(9)的外侧设置有金属浴加热装置(10)，空气压缩机(2)的出口依次经干燥器(5)、气体流量传感器(7)及进口湿度传感器(8)与油水分离装置(9)的进气口相连通，油水分离装置(9)的出气口处设置有出口湿度传感器(13)，设备上齿轮油主管路(20)上的取样口依次经第一油泵(17)、密度传感器(16)及液体流量传感器(15)与油水分离装置(9)的进油口相连通，油水分离装置(9)的出油口与设备上齿轮油主管路(20)相连通；自动在线水分检测控制系统(1)与空气压缩机(2)、气体流量传感器(7)、进口湿度传感器(8)、出口湿度传感器(13)、液体流量传感器(15)、密度传感器(16)及第一油泵(17)相连接。2.根据权利要求1所述的齿轮油水分在线检测系统，其特征在于，空气压缩机(2)的出口依次经第一电磁控制阀(3)、空气过滤器(4)、干燥器(5)、第二电磁控制阀(6)、气体流量传感器(7)及进口湿度传感器(8)与油水分离装置(9)的进气口相连通，自动在线水分检测控制系统(1)与第一电磁控制阀(3)及第二电磁控制阀(6)相连接。3.根据权利要求1所述的齿轮油水分在线检测系统，其特征在于，设备上齿轮油主管路(20)上的取样口依次经第一油泵(17)、密度传感器(16)、液体流量传感器(15)及第三电磁控制阀(14)与油水分离装置(9)的进油口相连通，自动在线水分检测控制系统(1)与第三电磁控制阀(14)、液体流量传感器(15)、密度传感器(16)及第一油泵(17)相连接。4.根据权利要求1所述的齿轮油水分在线检测系统，其特征在于，油水分离装置(9)的出油口依次经第四电磁控制阀(18)及第二油泵(19)与设备上齿轮油主管路(20)相连通，自动在线水分检测控制系统(1)与第四电磁控制阀(18)及第二油泵(19)相连接。5.根据权利要求1所述的齿轮油水分在线检测系统，其特征在于，所述油水分离装置(9)内设置有温度传感器(11)，恒温控制系统(12)与金属浴加热装置(10)的控制端相连接，自动在线水分检测控制系统(1)与温度传感器(11)及恒温控制系统(12)相连接。6.根据权利要求1所述的齿轮油水分在线检测系统，其特征在于，还包括进样管，其中，进样管的一端与第三电磁控制阀(14)的出口相连通，进样管的另一端插入于油水分离装置(9)内部，且端部密封，同时进样管上位于油水分离装置(9)内的侧面下部开设有若干出油口。7.根据权利要求6所述的齿轮油水分在线检测系统，其特征在于，各出油口的中心线水平向下倾斜100‑
600。8.根据权利要求1所述的齿轮油水分在线检测系统，其特征在于，所述干燥器(5)内充装有分子筛气体干燥剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯丽苹，龙国军，王娟，王笑微，尹文波，刘永洛，付龙飞，唐金伟，安毅坤，朱春红，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：