一種多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置
1.本發(fā)明屬于油液監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
2.油液內(nèi)燃機(jī)等設(shè)備的重要潤滑物質(zhì)，其存儲在內(nèi)燃機(jī)的油液存儲機(jī)構(gòu)中。油液在長期使用后，由于外界雜質(zhì)的混入以及油液自身的氧化、分解和凝聚等原因，其品質(zhì)發(fā)生變化，潤滑性能下降，造成零部件磨損加劇，發(fā)動機(jī)動力性能下降，嚴(yán)重時導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)發(fā)生嚴(yán)重故障。而目前對于內(nèi)燃機(jī)油液基本采用“觀察換油”或“按期換油”的方式，憑經(jīng)驗觀察和主觀判斷或按照潤滑油使用周期來確定換油時刻，這種方式判斷得不太準(zhǔn)確，也容易導(dǎo)致油液的浪費，尤其是一些大型的特種內(nèi)燃機(jī)，采用“觀察換油”比較困難，需要比較專業(yè)的人員才能進(jìn)行。
3.為解決上述問題，出現(xiàn)了一些油液的在線監(jiān)測技術(shù)，通過傳感器和相關(guān)的算法來定量地確定油液的狀態(tài)，其中吉林大學(xué)研發(fā)了一種多傳感器信息融合的油液品質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)及其方法(專利申請?zhí)枮?01510464884.0)，采用測試油路控制閥、金屬磨粒檢測裝置、綜合品質(zhì)檢測裝置、粘度檢測裝置、油液冷卻裝置、數(shù)據(jù)處理模塊、測控主機(jī)、人機(jī)對話模塊等模塊裝置的配合，通過多傳感器信息融合技術(shù)綜合分析油品狀態(tài)，但是其仍處于實驗室檢測階段，還難以直接安裝在內(nèi)燃機(jī)上，尤其是一些大型的特種內(nèi)燃機(jī)上。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
4.本發(fā)明的目的在于提供一種多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置，旨在解決現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)油液監(jiān)測技術(shù)中存在的問題。
5.本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
6.一種多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置，包括：
7.用于設(shè)置于油液存儲機(jī)構(gòu)內(nèi)的電磁屏蔽殼體，電磁屏蔽殼體內(nèi)部設(shè)有安裝腔；
8.油液管道，設(shè)置在安裝腔內(nèi)，其兩端分別伸出至電磁屏蔽殼體外部，油液管道上設(shè)有用于泵送油液的泵送組件；
9.牽引組件，一端與電磁屏蔽殼體連接，另一端油液存儲機(jī)構(gòu)內(nèi)表面連接；
10.加熱組件，設(shè)置在油液管道上，用于加熱油液管道內(nèi)的油液；
11.金屬磨粒檢測模塊，設(shè)置在油液管道上，用于檢測油液中的金屬磨粒的量；
12.介電常數(shù)檢測模塊，設(shè)置在油液管道上，用于檢測油液的介電常數(shù)；
13.粘度檢測模塊，設(shè)置在油液管道上，用于檢測油液的粘度；
14.計算控制系統(tǒng)，分別與金屬磨粒檢測模塊、介電常數(shù)檢測模塊和粘度檢測模塊電連接，用于接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行計算處理。
15.進(jìn)一步地，還包括用于檢測電磁屏蔽殼體外部的油液溫度的外油液溫度傳感器和用于檢測油液管道內(nèi)部的油液溫度的內(nèi)油液溫度傳感器，外油液溫度傳感器、內(nèi)油液溫度
傳感器和加熱組件與計算控制系統(tǒng)電連接。
16.進(jìn)一步地，牽引組件包括第一柔性牽引件，第一柔性牽引件為柔性管，柔性管的一端與安裝腔連通，另一端伸出至油液存儲機(jī)構(gòu)外部；
17.加熱組件包括第一水管、第二水管、第一換熱器、第二換熱器、循環(huán)泵、液體阻尼器、冷水箱、泄壓閥和熱敏閥；第一水管的一端與第一換熱器的出水口連通，另一端穿過柔性管后與第二換熱器的進(jìn)水口連通；第二水管的一端與第二換熱器的出水口連通，另一端穿過柔性管后與第一換熱器的進(jìn)水口連通；第二換熱器套設(shè)在油液管道的外部；循環(huán)泵設(shè)置在第一水管或第二水管上，并與計算控制系統(tǒng)電連接；第一水管上設(shè)有兩根輸水支管，第一水管通過兩根輸水支管與冷水箱連通，液體阻尼器位于兩根輸水支管之間且設(shè)置在第一水管上，熱敏閥設(shè)置在位于液體阻尼器和第一換熱器的出水口之間的輸水支管上；泄壓閥設(shè)置在冷水箱上。
18.進(jìn)一步地，第一換熱器為板式換熱器或管式換熱器；第二換熱器包括換熱盤管或換熱水袋，換熱盤管纏繞在油液管道外部，換熱水袋呈管狀，且套設(shè)在油液管道外部。
19.進(jìn)一步地，粘度檢測模塊包括平衡流量傳感器、壓力控制閥、油液支管和油液阻尼器，油液支管的兩端分別與油液管道連通，平衡流量傳感器與計算控制系統(tǒng)電連接，平衡流量傳感器和壓力控制閥位于油液支管兩端之間，且沿油液流向依次設(shè)置在油液管道上，油液阻尼器設(shè)置在油液支管上。
20.進(jìn)一步地，金屬磨粒檢測模塊為雙線圈式電感傳感器，其包括感應(yīng)線圈、參考線圈、第一電阻和第二電阻，感應(yīng)線圈與第一電阻串聯(lián)，參考線圈與第二電阻串聯(lián)，將上述的兩條串聯(lián)線路并聯(lián)后接到激勵源兩端，感應(yīng)線圈纏繞在油液管道外部，第一電阻和第二電阻為電橋的平衡臂；
21.介電常數(shù)檢測模塊包括圓管和緊貼圓管外壁的兩半圓弧形電極，圓管被形成為油液管道的一部分。
22.進(jìn)一步地，計算控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理模塊、測控主機(jī)和顯示模塊，測控主機(jī)分別與數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊電連接，數(shù)據(jù)處理模塊分別與金屬磨粒檢測模塊、介電常數(shù)檢測模塊和粘度檢測模塊電連接。
23.進(jìn)一步地，油液管道包括換熱盤管段和監(jiān)測直管段，換熱盤管段螺旋設(shè)置在監(jiān)測直管段的外部，換熱盤管段和監(jiān)測直管段之間設(shè)有隔熱層；換熱盤管段的一端通過泵送組件與監(jiān)測直管段的一端連通，其另一端伸出至電磁屏蔽殼體外部，監(jiān)測直管段的另一端伸出至電磁屏蔽殼體外部；金屬磨粒檢測模塊、介電常數(shù)檢測模塊和粘度檢測模塊設(shè)置在監(jiān)測直管段上。
24.進(jìn)一步地，牽引組件還包括若干第二柔性牽引件，第二柔性牽引件的一端與電磁屏蔽殼體連接，另一端油液存儲機(jī)構(gòu)內(nèi)表面連接，牽引組件中豎向設(shè)置的柔性牽引件上設(shè)有拉力傳感器，拉力傳感器與計算控制系統(tǒng)電連接。
25.進(jìn)一步地，電磁屏蔽殼體的外表面設(shè)有緩沖包裹層。
26.相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：通過設(shè)置帶有電磁屏蔽功能的電磁屏蔽殼體和加熱組件，能夠在電磁屏蔽殼體內(nèi)部形成一個低震動、無電磁干擾且恒溫的環(huán)境，將油液管道、金屬磨粒檢測模塊、介電常數(shù)檢測模塊和粘度檢測模塊等安裝在電磁屏蔽殼體內(nèi)后，直接置入內(nèi)燃機(jī)的油底殼等油液存儲機(jī)構(gòu)中，能夠?qū)崿F(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)的運行過程中對油
液的品質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測，接著通過計算控制系統(tǒng)進(jìn)行融合計算并反饋給使用者，解決了現(xiàn)有油液監(jiān)測裝置難以對內(nèi)燃油液液質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)測和多傳感器數(shù)據(jù)采集實驗方法的技術(shù)問題。
附圖說明
27.圖1為本發(fā)明多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
28.圖2為本發(fā)明多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
29.圖3為本發(fā)明多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置中金屬磨粒檢測模塊檢測原理電路圖；
30.圖4為本發(fā)明多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置中介電常數(shù)檢測模塊剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
31.圖中，10-電磁屏蔽殼體，11-安裝腔，12-緩沖包裹層，20-油液管道，21-泵送組件，22-換熱盤管段，23-監(jiān)測直管段，30-牽引組件，31-第一柔性牽引件，32-第二柔性牽引件，33-拉力傳感器，40-加熱組件，41-第一水管，411-輸送支管，42-第二水管，43-第一換熱器，44-第二換熱器，45-循環(huán)泵，46-液體阻尼器，47-冷水箱，48-泄壓閥，49-熱敏閥，50-金屬磨粒檢測模塊，51-感應(yīng)線圈，52-參考線圈，53-第一電阻，54-第二電阻，60-介電常數(shù)檢測模塊，61-圓管，62-電極，70-粘度檢測模塊，71-平衡流量傳感器，72-壓力控制閥，73-油液支管，74-油液阻尼器，80-計算控制系統(tǒng)，81-數(shù)據(jù)處理模塊，82-測控主機(jī)，83-顯示模塊，90-油液存儲機(jī)構(gòu)，100-外油液溫度傳感器，110-內(nèi)油液傳感器。
具體實施方式
32.為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。
33.因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
34.應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。同時，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
35.需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
36.在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
37.請參閱圖1和圖2，圖1為本發(fā)明多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。一種多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置，包括電磁屏蔽殼體10、油液管道20、牽引組件30、加熱組件40、金屬磨粒檢測模塊50、介電常數(shù)檢測模塊60、粘度檢測模塊70和計算控制系統(tǒng)80，電磁屏蔽殼體10設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的油底殼等油液存儲機(jī)構(gòu)90的油液內(nèi)，用于屏蔽外部的電磁干擾，電磁屏蔽殼體10內(nèi)部設(shè)有安裝腔11；油液管道20設(shè)置在安裝腔11內(nèi)，其兩端分別伸出至電磁屏蔽殼體10外部，油液管道20上設(shè)有用于泵送油液的泵送組件21；牽引組件30一端與電磁屏蔽殼體10連接，另一端油液存儲機(jī)構(gòu)90內(nèi)表面連接，用于對電磁屏蔽殼體10進(jìn)行牽引以限制電磁屏蔽殼體10的位置，避免電磁屏蔽殼體10漂浮在油液油液上；加熱組件40設(shè)置在油液管道20上，用于加熱油液管道20內(nèi)的油液，以保持油液管道20內(nèi)的油液處于預(yù)設(shè)的溫度范圍；金屬磨粒檢測模塊50設(shè)置在油液管道20上，用于檢測油液中的金屬磨粒的量；介電常數(shù)檢測模塊60設(shè)置在油液管道20上，用于檢測油液的介電常數(shù)；粘度檢測模塊70設(shè)置在油液管道20上，用于檢測油液的粘度；計算控制系統(tǒng)80分別與金屬磨粒檢測模塊50、介電常數(shù)檢測模塊60和粘度檢測模塊70電連接，用于接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行計算處理。
38.本發(fā)明多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置通過設(shè)置帶有電磁屏蔽功能的電磁屏蔽殼體10，在電磁屏蔽殼體10的內(nèi)部開設(shè)安裝腔11，能夠在電磁屏蔽殼體10內(nèi)部的安裝腔11形成一個低震動、無電磁干擾的環(huán)境，將油液管道20、金屬磨粒檢測模塊50、介電常數(shù)檢測模塊60和粘度檢測模塊70等安裝在電磁屏蔽殼體10內(nèi)部的安裝腔11內(nèi)，直接將電磁屏蔽殼體10置入內(nèi)燃機(jī)的油底殼等油液存儲機(jī)構(gòu)90中，通過牽引組件30對電磁屏蔽殼體10進(jìn)行限制以使得電磁屏蔽殼體10浸入油液存儲機(jī)構(gòu)90的油液內(nèi)。然后在油液管道20上的泵送組件21的作用下，將油液存儲機(jī)構(gòu)90內(nèi)的油液從油液管道20的一端泵送至油液管道20的另一端，使得油液經(jīng)過金屬磨粒檢測模塊50、介電常數(shù)檢測模塊60和粘度檢測模塊70，能夠?qū)崿F(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)的運行過程中對油液的品質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測，計算控制系統(tǒng)80接收金屬磨粒檢測模塊50檢測的油液中的金屬磨粒的量、介電常數(shù)檢測模塊60檢測的油液的介電常數(shù)和粘度檢測模塊70檢測的油液的粘度，然后根據(jù)現(xiàn)有計算方法進(jìn)行融合計算，如將油液中的金屬磨粒的量、油液的介電常數(shù)和油液的粘度通過bp網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，采用一級bp融合算法，從多信息角度對油液油品狀態(tài)做出判斷和分類，并與檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，得出油液目前的狀態(tài)，最后油液目前狀態(tài)反饋給使用者，解決了現(xiàn)有油液監(jiān)測裝置難以對內(nèi)燃油液液質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)測和多傳感器數(shù)據(jù)采集實驗方法的技術(shù)問題。
39.在一實施例中，本發(fā)明多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置還包括用于檢測電磁屏蔽殼體10外部的油液溫度的外油液溫度傳感器100和用于檢測油液管道20內(nèi)部的油液溫度的內(nèi)油液溫度傳感器110，外油液溫度傳感器100、內(nèi)油液溫度傳感器110和加熱組件40與計算控制系統(tǒng)80電連接。計算控制系統(tǒng)80根據(jù)獲取外油液溫度傳感器100和內(nèi)油液溫度傳感器110的溫度數(shù)據(jù)來控制加熱組件40的運行。
40.加熱組件40可以采用水循環(huán)加熱組件40，加熱組件40的一端與發(fā)動機(jī)的散熱部位
連接進(jìn)行吸熱，另一端穿過牽引組件30后安裝在油液管道20上以對油液管道20內(nèi)的油液進(jìn)行加熱。在一實施例中，牽引組件30包括第一柔性牽引件31，第一柔性牽引件31為柔性管，柔性管的一端與安裝腔11連通，另一端伸出至油液存儲機(jī)構(gòu)90外部；加熱組件40包括第一水管41、第二水管42、第一換熱器43、第二換熱器44、循環(huán)泵45、液體阻尼器46、冷水箱47、泄壓閥48和熱敏閥49；第一水管41的一端與第一換熱器43的出水口連通，另一端穿過柔性管后與第二換熱器44的進(jìn)水口連通；第二水管42的一端與第二換熱器44的出水口連通，另一端穿過柔性管后與第一換熱器43的進(jìn)水口連通；第二換熱器44套設(shè)在油液管道20的外部；循環(huán)泵45設(shè)置在第一水管41或第二水管42上，并與計算控制系統(tǒng)80電連接；第一水管41上設(shè)有兩根輸水支管，第一水管41通過兩根輸水支管與冷水箱47連通，液體阻尼器46位于兩根輸水支管之間且設(shè)置在第一水管41上，用于對流過的冷卻水施加阻力，熱敏閥49設(shè)置在位于液體阻尼器46和第一換熱器43的出水口之間的輸水支管上；泄壓閥48設(shè)置在冷水箱47上。優(yōu)選地，第一換熱器43設(shè)在發(fā)動機(jī)的外殼或冷卻水箱等散熱部位上，以充分利用發(fā)動機(jī)的熱量進(jìn)行換熱，節(jié)省了能源。
41.在內(nèi)燃機(jī)剛啟動后，發(fā)動機(jī)的散熱部位快速升溫，但油液管道20中的油液溫度還是會低于預(yù)期值，因此內(nèi)油液溫度傳感器110測得油液管道20中的油液溫度后傳遞給計算控制系統(tǒng)80，計算控制系統(tǒng)80經(jīng)分析計算后判斷油液管道20中的油液溫度低于預(yù)期值，會控制循環(huán)泵45以較高的功率運行，帶動第一水管41和第二水管42內(nèi)的冷卻水在第一換熱器43和第二換熱器44之間快速循環(huán)，以使第二換熱器44內(nèi)的冷卻水和油液管道20中的油液的溫度快速升高；之后在第一換熱器43出水溫度達(dá)到或超過100℃
±
2℃后，熱敏閥49打開，在液體阻尼器46的阻擋作用下使第一水管41與冷水箱47內(nèi)的冷卻水形成循環(huán)，進(jìn)而使得經(jīng)過液體阻尼器46的水與冷水箱47流出的水摻混后降溫，從而降低第一水管41中的水溫，避免第一水管41中積聚高壓發(fā)生崩裂；由于第二換熱器44中存在水量較多，因此即使冷水箱47流出的水過多導(dǎo)致?lián)交旌笏疁剡^低，也不會馬上影響油液管道20內(nèi)油液的溫度，通過加熱組件40運行一段時間以后，冷水箱47中的水也基本上能達(dá)到較高的溫度，這樣第一水管41中摻混后的水溫就不會太低。如果內(nèi)油液溫度傳感器110測得的油液管道20內(nèi)的油液溫度高于預(yù)期值，則計算控制系統(tǒng)80控制循環(huán)泵45降低功率運行，從而降低第二換熱器44的熱交換速率，使得油液管道20內(nèi)的油液溫度不變或降低，避免油液管道20內(nèi)的油液的溫度過高，影響測量結(jié)果。由于第一水管41、第二水管42與冷水箱47都會向外界放熱，因此循環(huán)泵45功率運行降低至一定程度后，第一水管41內(nèi)的水溫低于100℃
±
2℃，熱敏閥49關(guān)閉，第一水管41停止與冷水箱47循環(huán)；另外如果冷水箱47中水溫過高，則可以通過泄壓閥48泄壓。這樣就能夠在保證安全的前提下，保證油液管道20中的油液溫度大概處于100℃左右。
42.在一實施例中，第一換熱器43為板式換熱器或管式換熱器；第二換熱器44包括換熱盤管或換熱水袋，換熱盤管纏繞在油液管道20外部，換熱水袋呈管狀，且套設(shè)在油液管道20外部。第一換熱器43為板式換熱器時，可以將第一換熱器43設(shè)置在發(fā)動機(jī)的外殼上，第一換熱器43為管式換熱器時，可以將第一換熱器43設(shè)在發(fā)動機(jī)的冷卻水箱內(nèi)。優(yōu)選地，第二換熱器44為換熱水袋，換熱水袋具有彈性，能包裹在油液管道20的外部，與油液管道20外部貼合更加緊密，從而提高換熱效率。在一實施例中，液體阻尼器46包括彎管和設(shè)置在彎管內(nèi)的過濾填充物。通過過濾填充物的阻擋和彎管對水流方向的改變對流過的水施加阻尼。
43.金屬磨粒檢測模塊50、介電常數(shù)檢測模塊60和粘度檢測模塊70沿油液管道20內(nèi)的
油液流向依次設(shè)置在油液管道20上。在一實施例中，粘度檢測模塊70包括平衡流量傳感器71、壓力控制閥72、油液支管73和油液阻尼器74，油液支管73的兩端分別與油液管道20連通，平衡流量傳感器71與計算控制系統(tǒng)80電連接，平衡流量傳感器71和壓力控制閥72位于油液支管73兩端之間，且沿油液流向依次設(shè)置在油液管道20上，油液阻尼器74設(shè)置在油液支管73上。在檢測時，通過油液支管73、事先設(shè)定成合適的阻尼值的油液阻尼器74和事先設(shè)定為合適的壓力值的壓力控制閥72能夠使平衡流量傳感器71部位具有需要的且較為穩(wěn)定的壓強(qiáng)，以避免整體震蕩對檢測結(jié)果的影響。在一實施例中，油液阻尼器74包括彎管和設(shè)置在彎管內(nèi)的過濾填充物。通過過濾填充物的阻擋和彎曲管對油液方向的改變對流過的油液施加阻尼，同時還能通過過濾填充物對油液中的金屬顆粒進(jìn)行過濾。
44.請結(jié)合參閱圖3，圖3為本發(fā)明多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置中金屬磨粒檢測模塊檢測原理電路圖。在一實施例中，金屬磨粒檢測模塊50為雙線圈式電感傳感器，其包括感應(yīng)線圈51、參考線圈52、第一電阻53和第二電阻54，感應(yīng)線圈51與第一電阻53串聯(lián)，參考線圈52與第二電阻54串聯(lián)，將上述的兩條串聯(lián)線路并聯(lián)后接到激勵源兩端，感應(yīng)線圈51纏繞在油液管道20外部，第一電阻53和第二電阻54為電橋的平衡臂。金屬磨粒檢測模塊50的檢測原理是：由于電磁感應(yīng)的作用，金屬磨粒通過電感式螺旋線圈的磁場時會引起線圈磁導(dǎo)率的變化，從而使其電感量發(fā)生變化，進(jìn)而引起感應(yīng)線圈51的感應(yīng)信號變化，變化幅度與金屬磨粒的總體積有關(guān)，由此來確定通過螺旋線圈的金屬磨粒的含量，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊8118輸送至測控主機(jī)8219。當(dāng)待測油路無金屬粒子流過時，輸出電動勢e為零；因此，當(dāng)待測油路內(nèi)有金屬粒子流過時，感應(yīng)線圈51的電感將發(fā)生變化，導(dǎo)致輸出電動勢e發(fā)生變化。
45.請結(jié)合參閱圖4，圖4為本發(fā)明多傳感器數(shù)據(jù)融合的油液監(jiān)測裝置中介電常數(shù)檢測模塊剖視結(jié)構(gòu)示意圖。介電常數(shù)檢測模塊60為介電常數(shù)傳感器，其包括圓管61和緊貼圓管61外壁的兩半圓弧形電極62，圓管61被形成為油液管道20的一部分。使用時油液通過圓管61內(nèi)腔流過。這種傳感器結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：一是圓筒形的結(jié)構(gòu)極易與油路管道直接連接，安裝簡單，便與實現(xiàn)在線監(jiān)測；二是圓管61將油液和極板隔開，油液不會與金屬極板接觸，減小了對極板的腐蝕作用；最后，由于油液與非金屬管壁的弱親附力，在一定油液管道20內(nèi)的油壓、流速作用下，沉積于圓管61內(nèi)的油膜和沉積物易于被沖洗，防止了傳統(tǒng)介電常數(shù)檢測模塊60中沉積物附著在極板上影響測量靈敏度的弊端。
46.圓管61的材料為聚全氟乙丙烯(fep)，聚全氟乙丙烯具有下列特性：
①
加工方便性：可熔融加工，制作方便；
②
耐高低溫性：對溫度的影響變化不大，溫域范圍廣，長期使用溫度為-195℃～200℃；
③
耐腐蝕：聚全氟乙丙烯幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕；
④
低滲透性：氣體和液體通過聚全氟乙丙烯的滲透性極低；
⑤
高潤滑性：具有塑料中最小的磨擦系數(shù)(0.04)；
⑥
表面不粘性：已知的固體材料都不能粘附在表面上，是一種表面能最小的固體材料；聚四氟乙烯的以上特性，完全滿足介電常數(shù)傳感器對管壁的要求。電極62的材料為金屬銅，因為金屬銅具有良好的加工工藝、成本低、溫度系數(shù)低、韌性好、耐磨損等優(yōu)點。
47.介電常數(shù)檢測模塊60外部被電磁屏蔽殼體10屏蔽，電磁屏蔽殼體10材料采用高電導(dǎo)率和低磁率的金屬鋁，以達(dá)到對高頻磁場及低頻電場的屏蔽目的。
48.介電常數(shù)檢測模塊60檢測原理是：油液變質(zhì)時，部分碳?xì)浠衔锉谎趸浞肿訕O性發(fā)生變化。例如：有水進(jìn)入后，產(chǎn)生oh－和h+離子；滲入有機(jī)酸，會產(chǎn)生rcoo－和h+離子；進(jìn)入金屬粒子，就會有自由電子產(chǎn)生。當(dāng)含有極化分子的油液流經(jīng)介電常數(shù)傳感器時，介電
常數(shù)傳感器的電容值增加εr倍。通過測量電容的變化量，就可以反映出其中電介質(zhì)的介電常數(shù)εr的變化情況。因此當(dāng)以油液作為介電常數(shù)傳感器的電介質(zhì)時，通過測量εr的變化，可以反映油液的劣化程度。
49.在一實施例中，油液管道20包括換熱盤管段22和監(jiān)測直管段23，換熱盤管段22螺旋設(shè)置在監(jiān)測直管段23的外部，換熱盤管段22和監(jiān)測直管段23之間設(shè)有隔熱層；換熱盤管段22的一端通過泵送組件21與監(jiān)測直管段23的一端連通，其另一端伸出至電磁屏蔽殼體10外部，監(jiān)測直管段23的另一端伸出至電磁屏蔽殼體10外部；金屬磨粒檢測模塊50、介電常數(shù)檢測模塊60和粘度檢測模塊70設(shè)置在監(jiān)測直管段23上。換熱盤管段22螺旋設(shè)置在檢測直管段的外部，整體成筒狀結(jié)構(gòu)，金屬磨粒檢測模塊50、介電常數(shù)檢測模塊60和粘度檢測模塊70均位于換熱盤管段22的筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。在泵送組件21的作用下，油液從換熱盤管段22遠(yuǎn)離泵送組件21的一端進(jìn)入，從檢測直管段遠(yuǎn)離泵送組件21的一端排出，該設(shè)置能夠增加油液管道20與加熱組件40的接觸面積，使得加熱組件40能夠快速加熱油液管道20內(nèi)的油液。優(yōu)選地，換熱盤管段22遠(yuǎn)離泵送組件21的一端與檢測直管段遠(yuǎn)離泵送組件21的一端朝向不同的方向，以避免經(jīng)過油液管道20循環(huán)后的油液摻混，影響持續(xù)檢測結(jié)果。在一實施例中，泵送組件21為恒流泵，以勻速地泵送油液。
50.在一實施例中，牽引組件30還包括若干第二柔性牽引件32，第二柔性牽引件32的一端與電磁屏蔽殼體10連接，另一端油液存儲機(jī)構(gòu)90內(nèi)表面連接，牽引組件30中豎向設(shè)置的柔性牽引件上設(shè)有拉力傳感器33，拉力傳感器33與計算控制系統(tǒng)80電連接。第一柔性牽引件31和第二柔性牽引件32配合在不同方向牽拉，以對電磁屏蔽殼體10進(jìn)行限位。并且在豎向設(shè)置的第一柔性牽引件31和/或第二柔性牽引件32上設(shè)有拉力傳感器33，用于監(jiān)測拉力變化，并通過計算獲得油液的密度。在一實施例中，第二柔性牽引件32為牽引繩。
51.在一實施例中，電磁屏蔽殼體10的外表面設(shè)有緩沖包裹層12。緩沖包裹層12能對電磁屏蔽殼體10進(jìn)行緩沖，并用于調(diào)節(jié)整體的密度使電磁屏蔽殼體10能夠浮在油液存儲機(jī)構(gòu)90的油液中。
52.在一實施例中，計算控制系統(tǒng)80包括數(shù)據(jù)處理模塊81、測控主機(jī)82和顯示模塊83，測控主機(jī)82分別與數(shù)據(jù)處理模塊81和顯示模塊83電連接，數(shù)據(jù)處理模塊81分別與金屬磨粒檢測模塊50、介電常數(shù)檢測模塊60和粘度檢測模塊70電連接。數(shù)據(jù)處理模塊81用于接收并處理數(shù)據(jù)，測控主機(jī)82用于分析計算數(shù)據(jù)，并發(fā)出控制指令，顯示模塊83用于顯示計算后的數(shù)據(jù)。
53.相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：通過設(shè)置帶有電磁屏蔽功能的電磁屏蔽殼體10和加熱組件40，能夠在電磁屏蔽殼體10內(nèi)部形成一個低震動、無電磁干擾且恒溫的環(huán)境，將金屬磨粒檢測模塊50、介電常數(shù)檢測模塊60和粘度檢測模塊70等安裝在電磁屏蔽殼體10內(nèi)后，直接置入內(nèi)燃機(jī)的油底殼等油液存儲機(jī)構(gòu)90中，能夠?qū)崿F(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)的運行過程中對油液的品質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測，接著通過計算控制系統(tǒng)80進(jìn)行融合計算并反饋給使用者，解決了現(xiàn)有油液監(jiān)測裝置難以對內(nèi)燃油液液質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)測和多傳感器數(shù)據(jù)采集實驗方法的技術(shù)問題。
54.以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，故凡未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
