一種可自吸的可攜式油液檢測裝置製造方法
2023-07-14 11:12:01 2
一種可自吸的可攜式油液檢測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於檢測【技術領域】，利用基於嵌入式硬體平臺的油液檢測技術進行研發，涉及一種可自吸的可攜式油液檢測裝置及檢測方法，本實用新型由微處理器模塊、供電模塊、電機泵控制模塊、通信模塊、傳感器採集模塊、顯示模塊、存儲模塊、鍵盤輸入模塊和其他外接設備組成。本實用新型能通過其內置的電機泵將一定量的取樣油液採用自吸式方法吸入所開發的可攜式油液檢測裝置中，並能實時控制油液的流速快慢；利用前端傳感器就可以檢測到油液中的鐵屑顆粒數、粘度、水分含量、密度和介電常數等參數信息，還可根據客戶需求選擇金屬顆粒傳感器、水分傳感器、粘度傳感器和密度傳感器的不同安裝組合來採集所需的不同油液參數。
【專利說明】一種可自吸的可攜式油液檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於檢測【技術領域】，涉及一種可自吸的可攜式油液檢測裝置。
【背景技術】
[0002]當軸承或齒輪開始工作，由於機械摩擦或者材料疲勞會產生金屬顆粒脫落進入到潤滑油中，傳統的檢測設備很難準確檢測這些顆粒物，而磨損的金屬顆粒汙染物卻會造成工作系統的可靠性不斷下降，降低運行效率，進而大大縮短設備壽命。同時，經常由於潤滑系統密封狀況不好，導致油液中水分含量偏高，容易與油品起反應，形成酸、膠質，使得油液潤滑性變差，腐蝕運轉部件，加劇磨損。油液的理化性能指標如粘度、密度直接反映了油液品質的好壞，而油液品質恰恰是影響機械設備使用壽命的重要因素。
[0003]為了診斷機械傳動設備的磨損及使用情況，在大多製造工業企業使用的需要潤滑油潤滑的大型機械傳動設備中，油液檢測得到了廣泛關注。目前，油液檢測設備主要以大型離線式測試儀器為主，它精度高，但是操作複雜，體積龐大，價格昂貴，產品功能單一，在國內市場上並未取得較大的份額。近年來發展起來的可攜式油液檢測裝置提供了一種新型的油液檢測方法，裝置普遍體積小，攜帶方便且操作簡單，可放在實驗室和工作現場使用。現階段市場上還沒有用於檢測金屬顆粒的可攜式儀器，另外，對於油液檢測裝置的核心部件電控單元的研宄也還處於原型數據開發階段，尚未開發出完整的電控系統。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提出一種可靠性高、經濟性好、油液指標檢測全面穩定的可自吸的可攜式油液檢測裝置及檢測方法。
[0005]本實用新型的技術解決方案是:可自吸的可攜式油液檢測裝置由微處理器模塊
1、供電模塊2、電機泵控制模塊3、通信模塊4、傳感器採集模塊5、顯示模塊6、存儲模塊7、鍵盤輸入模塊8和其他外接設備9組成，其中:
[0006]所述的微處理器模塊I採用單片機作為主控晶片U1，是整個可自吸的可攜式油液檢測裝置的核心控制單元。外圍設計有時鐘電路、復位電路、繼電器控制電路、PWM驅動電路、電源保護電路、電源轉換電路、AD採集電路、串口通信電路、CAN通信電路、矩陣鍵盤電路和LED指示燈電路。微處理器模塊I通過引腳VDDX、VSSX分別與供電模塊2中的電源轉換電路的5V電源和地GND連接；微處理器模塊I通過引腳EXTAL和XTAL與時鐘電路連接；微處理器模塊(I)通過引腳RESET與復位電路連接；微處理器模塊I通過A/D接口、串口和CAN接口分別與通信模塊4的AD採集電路4-1、串口通信電路4_2和CAN通信電路4_3連接，其中A/D接口接收水分傳感器5-1採集的油液水分含量數據，串口接收金屬顆粒傳感器5-2採集的鐵肩顆粒數據、用戶通過觸摸液晶屏6-1發送操作指令，CAN接口接收粘度傳感器5-3採集的油液粘度數據、密度傳感器採集的油液密度、溫度和介電常數數據；微處理器模塊I通過PWM接口與電機泵控制模塊3的PWM驅動電路連接；微處理器模塊I通過I/O數字接口分別與電機泵控制模塊3的繼電器控制電路、鍵盤輸入模塊8的鍵盤電路、存儲模塊7的USB存儲7-1和SD卡存儲7-2以及顯示模塊6的LED指示燈電路連接；
[0007]所述的供電模塊2包括5V直流電源、電源保護電路和電源轉換電路，為微處理器模塊1、電機泵控制模塊3、通信模塊4、傳感器採集模塊5、顯示模塊6、存儲模塊7、鍵盤輸入模塊8和其他外接設備9供電；
[0008]所述的電機泵控制模塊3包括電機泵、繼電器控制電路和PWM驅動電路，其中，繼電器控制電路與電機泵連接控制電機泵電源的通斷，為電機泵供電，保證電機泵的正常運轉，從而實現自動吸入檢測油液；PWM驅動電路與電機泵連接，通過PWM控制電路進行脈寬調製來調節電機泵的轉速，以控制吸油的速度；
[0009]所述的通信模塊4包括AD採集電路4-1、串口通信電路4_2和CAN通信電路4_3，其中，傳感器採集模塊5的水分傳感器5-1與AD採集電路連接，傳感器採集模塊5的金屬顆粒傳感器5-2、顯示模塊6的觸摸液晶屏6-1和外接設備9分別與串口通信電路4-2連接，傳感器採集模塊5的粘度傳感器5-3和密度傳感器5-4分別與CAN通信電路4_3連接；
[0010]所述的傳感器採集模塊5包括水分傳感器5-1、金屬顆粒傳感器5-2、粘度傳感器5-3和密度傳感器5-4 ；
[0011 ] 所述的顯示模塊6包括觸摸液晶屏6-1和LED指示燈電路6_2 ；
[0012]所述的存儲模塊7包括USB存儲7-1和SD卡存儲7_2 ；
[0013]所述的鍵盤輸入模塊8包括鍵盤電路和矩陣鍵盤，其中，鍵盤電路與矩陣鍵盤連接通過操作按鈕矩陣鍵盤就可以控制可自吸的可攜式油液檢測裝置的工作狀態以及進行參數值的設置；
[0014]所述的繼電器控制電路，電阻R12的一端與主控晶片U i連接，電阻R 12的另一端連接光耦0?4的I腳，光耦OP 4的2腳連接數字地GND，光耦OP 4的3腳連接模擬地SGND，光耦0卩4的4腳連接電阻R13和R 14的一端，電阻R13的另一端連接VDD+5V，電阻R 14的另一端連接PNP型三極體862的基極，三極體BG 2的發射極連接VDD+5V電源，三極體BG2的集電極連接型號為G5V-2-H1的繼電器Kl的I腳，繼電器Kl的16腳連接模擬地SGND，繼電器Kl的I腳和16腳之間串聯一個二極體D2, 二極體02的正極接繼電器Kl的16腳，二極體D 2的負極連接繼電器Kl的I腳，繼電器Kl的13腳和9腳分別為Switchl和Switch2，Switchl和Switch2分別與24V直流電源的正極和電機泵電源線正極連接，所述的繼電器控制電路是一個通過程序控制的開關電路，Switchl和Switch2即為開關的外設接口，可以通過操作矩陣鍵盤和觸摸液晶屏6-1來控制電機泵的工作狀態；
[0015]所述的PWM控制電路，電阻R1的一端與主控晶片U1連接，R1另一端連接型號為TLP285的光耦晶片(^的I腳，光耦晶片OP 2腳接地GND，光耦OP 4腳連接VDD+5V，光耦晶片(^的3腳連接電阻R 6的一端，電阻R 6的另一端接地GND。光耦晶片OP 3腳輸出的+5V的PWM脈衝，連接電機泵的轉速信號線，通過改變主控晶片U1輸出的PWM脈寬，來控制光耦OP13腳輸出的平均電壓值，達到控制電機泵轉速的作用；
[0016]所述的AD採集電路，電阻R22的一端以及電容C43的正極與主控晶片U1連接，電阻R22的另一端和電容C 43的負極接地GND，型號為BAS21S的二極體DD 2的I腳連接地GND，二極體0%的2腳連接VDD+5V，二極體DD 2的3腳與主控晶片U i連接，3腳即為水分傳感器5_1的信號輸入端Water_AD，其中BAS21S的二極體0%對模擬信號輸入起到過壓保護的作用。
[0017]所述的可攜式油液檢測裝置的各組成模塊及外圍設計電路，所述的檢測方法的檢測指標及安裝方式，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍內。
[0018]本實用新型具有的優點和有益效果，
[0019]本實用新型提供了一種油液檢測裝置，能通過其內置的電機泵將一定量的取樣油液採用自吸式方法吸入所開發的可攜式油液檢測裝置中，並能實時控制油液的流速快慢；利用前端傳感器就可以檢測到油液中的鐵肩顆粒數、粘度、水分含量、密度和介電常數等參數信息，當然，還可根據客戶需求選擇金屬顆粒傳感器、水分傳感器、粘度傳感器和密度傳感器的不同安裝組合來採集所需的不同油液參數，產品功能多元化；提供USB接口和SD存儲卡可以方便實時存儲油液各參數的檢測結果，並能在需要時及時調用歷史數據；觸摸液晶屏不僅具有顯示油液檢測結果的作用，同時，用戶通過觸摸液晶屏和鍵盤還能實現油液參數的採集方式和採集時間選擇，給出指令控制；另外，外接設備如印表機可通過觸摸液晶屏和鍵盤給出指令控制輸出，掃碼槍可掃描檢測油液的條形碼或者二維碼，獲得對於何種油液進行檢測的油液詳細信息。
[0020]本實用新型可自吸的可攜式油液檢測裝置體積小、重量輕，不僅方便攜帶，而且操作簡單、數據顯示直觀，適合在實驗室或者工作現場使用。相較於大型的離線設備，造價較低，伴隨著批量生產，開發成本也能相應降低，具有較高的實用價值和經濟效益。通過對油液狀態的及時檢測，為診斷機械設備的磨損及使用情況、做出視情維護提供了有效依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的可攜式油液檢測裝置微處理器模塊控制電路圖；
[0022]圖2是本實用新型的可攜式油液檢測裝置示意圖；
[0023]圖3是本實用新型的可攜式油液檢測裝置繼電器控制電路圖；
[0024]圖4是本實用新型的可攜式油液檢測裝置PWM控制電路圖；
[0025]圖5是本實用新型的可攜式油液檢測裝置AD採集電路圖；
[0026]圖6是本實用新型的可攜式油液檢測裝置電路連接實例圖。
【具體實施方式】
[0027]本實用新型一種可自吸的可攜式油液檢測裝置及檢測方法，其特徵在於，將適量的取樣油液通過電機泵抽入裝置內，流經各油液檢測傳感器從而採集到油液的鐵肩顆粒數、水分含量以及油液粘度、介電常數和密度等信息，然後將這些數據進行換算處理，存入SD卡等外接存儲設備中，利用觸摸液晶屏顯示或者印表機列印的方式輸出，方便用戶查看和分析，為潤滑油的換油管理及機械傳動設備的維護方式提供診斷依據。
[0028]下面結合附圖對本實用新型的技術解決方案作進一步詳細說明:
[0029]參照附圖1?6，本實用新型所述的油液檢測裝置是由微處理器模塊1、供電模塊
2、電機泵控制模塊3、通信模塊4、傳感器採集模塊5、顯示模塊6、存儲模塊7、鍵盤輸入模塊8和其他外接設備9組成的。其中:
[0030]所述的微處理器模塊I採用型號為MC9S12XDP512的單片機，外圍設計有時鐘電路、復位電路、繼電器控制電路、PWM控制電路、電源保護電路、電源轉換電路、I路AD採集電路、4路串口通信電路、2路CAN通信電路、矩陣鍵盤電路和LED指示燈電路。所述的微處理器模塊I通過VDDX、VSSX與供電模塊2的5V電源和地GND連接；通過EXTAL和XTAL與時鐘電路連接；通過RESET與復位電路連接；通過PADOO、PADO1、PAD02、PAD03與AD採集電路4-1連接，形成4路AD採集埠，其中I路連接水分傳感5-1採集數據，其他3路備用；通過TXD0、RXD0、TXD1、RXD1、TXD2、RXD2、TXD3、RXD3與串口通信電路4_2連接，分別接收金屬顆粒傳感器5-2採集的鐵肩顆粒數據、用戶通過觸摸液晶屏6-1發送操作指令；通過TXD4、RXD4與USB存儲設備連接；通過PBl、PB2、PB3、PB4分別連接LED指示燈電路檢測微處理器Ul的通電工作狀態；通過PS4、PS5、PS6、PS7與SD存儲卡連接；通過PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6、PA7 口連接鍵盤電路組成矩陣鍵盤接口，外接3X4矩陣鍵盤，通過操作矩陣鍵盤可以控制整個油液檢測裝置的工作狀態以及參數設置，還可以提高可攜式裝置的使用效率；通過TXCANO、RXCANO, TXCANl、RXCANl與CAN通信電路4_3連接，分別接收粘度傳感器5-3採集的油液粘度數據、密度傳感器5-4採集的油液密度、溫度和介電常數數據；通過PWMO, PWMU PWM2與PWM控制電路連接，形成3路PWM輸出接口，其中一路PWM接口連接電機泵的轉速信號線，通過調製PWM脈寬來控制電機的轉速，其餘兩路PWM輸出接口備用；通過PK4連接繼電器控制電路形成一個開關電路，其兩個輸出端Switchl和Switch2串聯在電機泵電源線的正極或者負極，用於控制電機電源的通斷。
[0031]本實用新型所述的【具體實施方式】並不用以限制本實用新型，只是本實用新型的一個較優實用案例，凡在本實用新型的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種可自吸的可攜式油液檢測裝置，其特徵是，可自吸的可攜式油液檢測裝置由微處理器模塊(1)、供電模塊(2)、電機泵控制模塊(3)、通信模塊(4)、傳感器採集模塊(5)、顯示模塊出)、存儲模塊(7)、鍵盤輸入模塊(8)和其他外接設備(9)組成，其中: 所述的微處理器模塊(1)採用單片機作為主控晶片仍，外圍設計有時鐘電路、復位電路、繼電器控制電路、？麗驅動電路、電源保護電路、電源轉換電路、八0採集電路、串口通信電路、0^通信電路、矩陣鍵盤電路和[￡0指示燈電路，微處理器模塊(1)通過引腳700父、分別與供電模塊(2)中的電源轉換電路的訊電源和地連接；微處理器模塊(1)通過引腳2X1從和XI從與時鐘電路連接；微處理器模塊(1)通過引腳即321與復位電路連接；微處理器模塊⑴通過4/0接口、串口和0^接口分別與通信模塊⑷的仙採集電路(4-1^串口通信電路(4-2)和0^通信電路(4-3)連接；微處理器模塊⑴通過？麗接口與電機泵控制模塊(3)的？麗驅動電路連接；微處理器模塊(1)通過1/0數字接口分別與電機泵控制模塊(3)的繼電器控制電路、鍵盤輸入模塊(8)的鍵盤電路、存儲模塊(7)的^88存儲(7-1)和30卡存儲(7-2)以及顯示模塊￠)的120指示燈電路連接； 所述的供電模塊⑵包括訊直流電源、電源保護電路和電源轉換電路； 所述的電機泵控制模塊⑶包括電機泵、繼電器控制電路和？麗驅動電路，其中，繼電器控制電路、？麗驅動電路分別與電機泵連接； 所述的通信模塊⑷包括仙採集電路(4-1)、串口通信電路(4-2)和0^通信電路(4-3),其中，傳感器採集模塊(5)的水分傳感器(5-1)與仙採集電路連接，傳感器採集模塊⑶的金屬顆粒傳感器(5-2^顯示模塊(6)的觸摸液晶屏(6-1)和外接設備(9)分別與串口通信電路(4-2)連接，傳感器採集模塊(5)的粘度傳感器(5-3)和密度傳感器(5-4)分別與0^通信電路(4-3)連接； 所述的傳感器採集模塊(5)包括水分傳感器(5-1^金屬顆粒傳感器(5-2^粘度傳感器(5-3)和密度傳感器(5-4)； 所述的顯示模塊(6)包括觸摸液晶屏(6-1)和120指示燈電路￠-2)； 所述的存儲模塊⑵包括…8存儲(7-1)和30卡存儲(7-2)； 所述的鍵盤輸入模塊(8)包括鍵盤電路和矩陣鍵盤，其中，鍵盤電路與矩陣鍵盤連接。
2.根據權利要求1所述的一種可自吸的可攜式油液檢測裝置，其特徵是，所述的繼電器控制電路，電阻『的一端與主控晶片V工連接，電阻I？ 12的另一端連接光耦0？ 4的1腳，光耦0？4的2腳連接數字地(^冊，光耦0？4的3腳連接模擬地3(^0，光耦0？ 4的4腳連接電阻尺13和I？ 14的一端，電阻I？ 13的另一端連接乂00十5乂，電阻I？ 14的另一端連接？冊型三極體86 2的基極，三極體8?的發射極連接700+57電源，三極體8(} 2的集電極連接型號為￠57-2-111的繼電器XI的1腳，繼電器1(1的16腳連接模擬地3(^0，繼電器1(1的1腳和16腳之間串聯一個二極體02，二極體02的正極接繼電器1(1的16腳，二極體0 2的負極連接繼電器1(1的1腳，繼電器1(1的13腳和9腳分別為8^1^0111和和8^1^0^2分別與24乂直流電源的正極和電機泵電源線正極連接。
3.根據權利要求1所述的一種可自吸的可攜式油液檢測裝置，其特徵是，所述的？麗驅動電路，電阻％的一端與主控晶片1連接，1另一端連接型號為幾？285的光耦晶片0？；勺1腳，光耦晶片0？工的2腳接地⑶0，光耦0？工的4腳連接700+57，光耦晶片0？工的3腳連接電阻％的一端，電阻I？ 6的另一端接地⑶0，光耦晶片0？工的3腳輸出的+57的？麗脈衝，連接電機泵的轉速信號線。
4.根據權利要求1所述的一種可自吸的可攜式油液檢測裝置，其特徵是，所述的仙採集電路，電阻民2的一端以及電容43的正極與主控晶片V工連接，電阻I？ 22的另一端和電容〇43的負極接地咖0，型號為8…213的二極體00 2的1腳連接地咖0，二極體00 2的2腳連接700+57，二極體002的3腳與主控晶片V工連接，3腳即為水分傳感器(5-1)的信號輸入端評已1:61~—八0。
【文檔編號】G01N33/30GK204255948SQ201420546683
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年9月22日 優先權日:2014年9月22日
【發明者】劉成材, 郭宏志, 趙一超, 張敏, 冀苗苗 申請人:中國航空工業集團公司北京長城航空測控技術研究所, 中航高科智能測控有限公司, 北京瑞賽長城航空測控技術有限公司