[發明專利]一種基于光學傳感的在線油液顆粒污染度檢測傳感器

有效

• 申請號: 201010286216.0
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN102004079A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 張勇;艾芳旭;寧嘯
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;G01N21/01
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛東

技術領域

本發明涉及一種傳感器，特別是涉及一種基于光學傳感技術的在線油液顆粒污染度檢測傳感器，具體涉及一種基于光傳感技術的多通道在線油液顆粒污染度檢測傳感器。

技術背景

目前，機械設備潤滑油的更換方案主要是參考推薦換油期，實行按使用時間或是行駛里程換油。潤滑油的品質對動力-傳動裝置各摩擦副的正常工作有重大影響，這種固定換油周期的方案，不能準確考慮動力-傳動裝置的運行環境和潤滑油的劣化程度，有較大弊端：如潤滑油更換偏早，則浪費了人力和潤滑油費用，且造成不必要的設備停運，降低了設備完好率，并增加了環保處理負擔；如潤滑油更換偏晚，則造成動力-傳動裝置中的各種摩擦副，工作在不合格的潤滑狀態，造成動力-傳動裝置性能下降甚至損壞。應用在線式傳感器連續監控和評價潤滑油品質狀態，并以此為基礎確定靈活的換油時間，是今后動力-傳動裝置潤滑油更換方案的核心，有其現實意義。按質換油，可克服固定換油期的缺點，實現減少潤滑油消耗、降低失效潤滑油排放、減少維修費用及停車維修時間、延長動力-傳動裝置使用壽命的目標。

為實現按質換油，目前發展的在線油液檢測傳感器根據原理不同分為以下幾類：能量法、電學方法、磁性方法、光學方法、聲學方法和其它方法。

中國發明專利CN200410013354.6公開了基于雙光路的在線油液監測傳感器，該傳感器的Y型光纖耦合器的輸入端由光纖與光源相連，Y型光纖耦合器的輸出端分為二路，分別與二路入射光纖的一端相連，一路入射光纖的另一端與自聚焦透鏡相接觸，另一路入射光纖的另一端與自聚焦透鏡相接觸，自聚焦透鏡位于參考油池的前方，自聚焦透鏡位于參考油池的后方，出射光纖的一端與自聚焦透鏡相接觸，出射光纖的另一端與光探測器相連，光探測器由數據線與計算機相連接，參考油液位于參考油池內。采用雙光路的測量方法，通過檢測測量油池的光強和參考油池的光強，分析兩路信號的相關性獲得有效的信息，實現油液污染度在線監測的特點。雖然該基于雙光路的在線油液監測傳感器采用雙光路進行測量，針對光學方法中光強難以測定、不同油液顏色影響較大的問題作了改進。但是要實現油液顆粒污染度的準確的在線連續檢測，仍然存在下面兩方面不足：

1、機械設備更換潤滑油時，若不更換參考油池中的油液，不同品牌、批號的潤滑油顏色不同會對測量結果影響較大。每次同步更換參考油池的油液，則勢必帶來使用上的不便，不利于實現在線檢測。

2、除光強對測量結果造成的影響需要消除外，元器件的老化現象也會造成在線油液檢測傳感器測量誤差。現有檢測方案并未解決此問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種可以消除因光強不穩定引起的測量誤差以及消除元器件的老化造成在線測量誤差的基于光學傳感的在線油液顆粒污染度檢測傳感器。

本發明在凈油時刻與檢測時刻兩個時間點上，分別檢測兩個光探測器的信號，將分別檢測到的四個不同信號作出對比，經過比較分析，消除因光強不穩定引起的測量誤差以及因對于不同待測油液顏色不同引起的測量誤差。本發明在某個測量時刻，將兩束同樣強度的光射到光探測器上，檢測出此時光探測器的信號，將兩個探測其所檢測的不同信號做出比較，經過分析，消除了由于老化等一系列外界影響所帶來的光電轉化的不穩定性因素。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

方案一：一種基于光學傳感的在線油液顆粒污染度檢測傳感器，其1×3光耦合器的輸入端由光纖與光源相連，1×3光耦合器的輸出端分為三路，第一路依次與第一入射光纖、第一自聚焦透鏡、第一參考光路油池、第四自聚焦透鏡、第一出射光纖和第一光探測器相連接；第二路依次與第二入射光纖、第二自聚焦透鏡、測量光路油池和第五自聚焦透鏡連接，其中第二入射光纖上設有第一可調式光濾波器，第五自聚焦透鏡通過第二出射光纖與第二光探測器相連接；第三路依次與第三入射光纖、第三自聚焦透鏡、第二參考光路油池和第六自聚焦透鏡連接；其中第三入射光纖上設有第二可調式光濾波器，第六自聚焦透鏡通過第三出射光纖與第二光探測器相連接；第一光探測器和第二光探測器分別通過數據線與計算機相連接。

所述的光源優選為發光二極管。

所述的1×3光耦合器優選為三路光纖耦合器。

所述的第一參考光路油池、測量光路油池、第二參考光路油池的殼體為石英玻璃；第一參考光路油池、測量光路油池、第二參考光路油池的材料、規格、制作工藝均一致。