基於電導率測量的直插式潤滑油微量水分傳感器的製作方法
2023-09-19 00:38:35 1
專利名稱：基於電導率測量的直插式潤滑油微量水分傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及潤滑油檢測領域，特別涉及一種直插式、便攜、小體積、快速測量的潤滑油微量水分傳感器。
背景技術：
潤滑油汙染是機械設備故障重要原因之一，而水汙染是潤滑油汙染的主要原因之一。據統計，潤滑油的水分含量達到0. 1%吋，潤滑油開始變成白濁狀，潤滑油的水分含量達到0.4%吋，軸承將發生嚴重磨損。實驗表明隨著含水量的逐漸增加，潤滑油的抗磨性逐漸下降，當水分含量超過0.4%達到1%甚至更高的時候，抗磨性急劇下降，潤滑油的潤滑性喪失。因此，實時監測潤滑油水分含量及其狀態，對預報和避免機械設備故障有重要意義，尤其是0. 1%到1%含水量的潤滑油。潤滑油的傳統檢測方法有蒸餾法、氣相色譜法以及卡爾費休法等等。這些方法是在現場抽取待測油液若干送到實驗室，在實驗室完成油液的檢測工作，這往往需要很長的一段時間，通常需要一周左右。這些方法最主要的的缺陷在於測試周期太長，不能實現現場快速測量；有的測試方法還有測定エ序複雜、測試結果不精確、費用高等缺陷。因此開發一種便捷、小體積、現場快速測量的水分傳感器具有重要意義。但目前為止還沒有查到ー種直插式、不需要輔助油路、快速測量的潤滑油水分傳感器的相關文獻。原油的電導率約為10_nS/m，水的電導率約為10_5S/m。因此，油水混合物的電導率主要取決於油液中水的含量，且油水混合物電導率大小與油液水分含量成正相關。本發明正是依據油水電導相差巨大這ー特性，測量油水混合物的電導率，得出潤滑油中水分含量。由於空氣的電導率略小於原油電導率，且一般油液中的氣泡含量很少，因此可以忽略氣泡的影響。
發明內容
本發明針對現有技術的缺點，提出ー種基於電導率測量的直插式潤滑油微量水分傳感器，其特點是體積小、能測量到最小0. 1%的含水量；便攜、操作簡單、能實現現場快速測量；能檢測潤滑油中是否存在游離水，測量結果幾乎不受氣泡的影響。本發明的技術方案是這樣實現的基於電導率測量的直插式潤滑油微量水分傳感器包括傳感器探頭和傳感器測試電路。所述傳感器探頭為絕緣圓柱體，絕緣圓柱體上繞有ー層兩根相互緊挨的平行的漆包細導線，兩根漆包線的一端懸空，另一端接入電路，兩根漆包線表面削去部分絕緣漆，露出部分導線形成測量電極。所述電路24V直流電源從ニ極管Dl的一端接入，再依次串聯穩壓管D2和電容C2，再接地，在ニ極管Dl的輸出端和地端並聯電容Cl，電容C2兩端的電壓為14V，在ニ極管Dl的輸出端依次串聯電阻Rl和電阻R2，電容C3並聯在電阻R2兩端，電阻R5對應傳感器探頭，將電阻R3、電阻R4、電阻R5依次串聯，電阻R3的另一端接入電阻Rl和電阻R2之間的結點，電阻R5的另一端接地，電阻R6的一端接電阻R3和電阻R4之間的結點，另一端接三極體Ql的基極，電阻R7的一端接電阻Rl和ニ極管Dl之間的結點，另一端接三極體Ql的發射極，電阻R8的一端接地，另一端接三極體Ql的集電極，電阻R9接在三極體Ql的集電極和運算放大器U2A的正端，在運算放大器U2A的正端和地之間並聯電容RlO和電容C5，在運算放大器U2A的負端和地之間接電阻R12，在運算放大器U2A的負端和輸出端並聯電容C4和電阻RlI，在運算放大器U2A的輸出端接R13，電阻R13的另一端作為輸出。本發明基於電導率測量的在線潤滑油微量水分傳感器與現有的水分傳感器相比，有以下優點 I、便攜、小體積、能實現現場快速測量。2、可檢測是否有游離水的存在。3、氣泡對傳感器的影響可忽略。4、改變傳感器探頭長度、漆包線直徑，可改變傳感器的測量範圍和精度，實現不同的測量要求。
圖I是本發明基於電導率測量的直插式潤滑油微量水分傳感器的探頭的結構圖；圖2是本發明的ー種傳感器測試電路原理圖。
具體實施例方式圖I所示，本發明基於電導率測量的在線潤滑油微量水分傳感器的探頭的
具體實施例方式由絕緣柱體3和漆包線a、漆包線b組成。漆包線a、漆包線b相互緊挨平行的纏繞於絕緣柱體3上，削去約漆包線直徑四分之一厚的部分，使兩根漆包線銅芯部分裸露形成測量電極，兩根漆包線的一端懸空，另一端分別接入電路。圖2是本發明傳感器測試電路的ー種具體實施方式
，所述電路24V直流電源從ニ極管Dl的一端接入，再依次串聯穩壓管D2和電容C2，再接地，在ニ極管Dl的輸出端和地端並聯電容Cl，電容C2兩端的電壓為14V，在ニ極管Dl的輸出端依次串聯電阻Rl和電阻R2，電容C3並聯在電阻R2兩端，電阻R5對應傳感器探頭，將電阻R3、電阻R4、電阻R5依次串聯，電阻R3的另一端接入電阻Rl和電阻R2之間的結點，電阻R5的另一端接地，電阻R6的一端接電阻R3和電阻R4之間的結點，另一端接三極體Ql的基極，電阻R7的一端接電阻Rl和ニ極管Dl之間的結點，另一端接三極體Ql的發射極，電阻R8的一端接地，另一端接三極體Ql的集電極，電阻R9接在三極體Ql的集電極和運算放大器U2A的正端，在運算放大器U2A的正端和地之間並聯電容RlO和電容C5，在運算放大器U2A的負端和地之間接電阻R12，在運算放大器U2A的負端和輸出端並聯電容C4和電阻R11，在運算放大器U2A的輸出端接R13，電阻R13的另一端作為輸出。現場測量潤滑油水分含量方案如下將24V直流穩壓電源接至傳感器電源輸入端，將傳感器輸出信號接入數據採集卡或示波器或萬用表，從油路中取出約IOOml油液至油瓶中，將傳感器探頭插入油瓶中，接通電源，記錄輸出電壓，根據輸出電壓計算水分含量。實驗前後應保證傳感器探頭清潔，判斷方法是傳感器探頭在空氣 中輸出電壓為0V。
權利要求
1.基於電導率測量的直插式潤滑油微量水分傳感器，包括傳感器探頭和傳感器測試電路，其特徵在於，傳感器探頭和傳感器測試電路連接，所述傳感器探頭為絕緣圓柱體，絕緣圓柱體上繞有一層兩根相互緊挨的平行的漆包細導線a、b，兩根漆包線的一端懸空，另一端接入電路，兩根漆包線表面削去部分絕緣漆，露出部分導線形成測量電極。
2.根據權利要求I所述的基於電導率測量的直插式潤滑油微量水分傳感器，其特徵在於，所述傳感器測試電路24V直流電源從二極體Dl的一端接入，再依次串聯穩壓管D2和電容C2，再接地，在二極體Dl的輸出端和地端並聯電容Cl，電容C2兩端的電壓為14V，在二極體Dl的輸出端依次串聯電阻Rl和電阻R2，電容C3並聯在電阻R2兩端，電阻R5對應傳感器探頭，將電阻R3、電阻R4、電阻R5依次串聯，電阻R3的另一端接入電阻Rl和電阻R2之間的結點，電阻R5的另一端接地，電阻R6的一端接電阻R3和電阻R4之間的結點，另一端接三極體Ql的基極，電阻R7的一端接電阻Rl和二極體Dl之間的結點，另一端接三極體Ql的發射極，電阻R8的一端接地，另一端接三極體Ql的集電極，電阻R9接在三極體Ql的集電極和運算放大器U2A的正端，在運算放大器U2A的正端和地之間並聯電容RlO和電容C5，在運算放大器U2A的負端和地之間接電阻R12，在運算放大器U2A的負端和輸出端並聯電容C4和電阻Rll，在運算放大器U2A的輸出端接R13，電阻R13的另一端作為輸出。
全文摘要
本發公開了一種基於電導率測量的直插式潤滑油微量水分傳感器，包括傳感器探頭、傳感器測試電路。所述傳感器探頭為繞有一層兩根相互緊挨的平行的漆包細導線的絕緣圓柱體，兩根漆包線表面削去部分絕緣漆，露出部分導線形成測量電極。本發明基於電導率測量的在線潤滑油微量水分傳感器直插式、體積小、便攜、操作簡單；能快速測量潤滑油最小0.1％的含水量；能檢測潤滑油中是否存在游離水，測量結果幾乎不受氣泡的影響；測量範圍和精度可調，以實現不同的測量要求。
文檔編號G01N27/02GK102628822SQ201210085008
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者張樂, 張亞麗, 張小剛, 彭業萍, 武通海 申請人:西安交通大學