[發明專利]基于微壓差測量的油霧濃度檢測裝置和檢測方法

無效

• 申請號: 201210163255.0
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN103424334A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 安驥;陳磊;闞安康;樓海軍
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01N7/10
• 分類號: G01N7/10
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳

技術領域

本發明涉及一種基于微壓差測量的油霧濃度檢測裝置和檢測方法。

背景技術

目前船舶柴油機曲軸箱內的油霧濃度是柴油機的一個重要的參數，如果油霧濃度超標，極易導致曲軸箱爆炸，后果極為嚴重。

1960年，英國一家公司研制出應用于船舶柴油機的曲軸箱油霧濃度探測器（GRAVINERMK-4OIL?MISTDETECTOR）。它通過檢測油霧對光的阻礙程度來檢驗油霧濃度的大小。這一方法簡單可靠，一直沿用至今。它通過抽風機把主機曲軸箱中幾個采樣點的氣體逐次吸入一個檢測管，檢測管一端裝有發光裝置，光線穿過待檢測采樣氣體到達測量室另一端的光電池，這樣光電池檢測到的光強度信號強弱就反映了油霧濃度的大小。

目前船舶上使用的油霧濃度檢測裝置眾多，但原理都是基于該方法。隨著技術的進步，各廠家都作了改進，但其基本原理仍沒有改變。主要的改進是：光源的改進，傳統的探測器采用白熾燈作為光源，波長范圍大，現在改用單色紅外線，或者激光等，使光源更加穩定；散射還是透射測量的改進；偏振光測量的改進等等。

目前幾乎所有的大功率柴油機上均配備了油霧探測裝置，但在國內尚無自主研發的產品問世，導致國外產品毫無障礙地順利進入并占據了國內市場。因此,?開發具有自主知識產權的油霧探測裝置對提高低速柴油機零部件國產化率有極其深遠的意義。

油霧濃度測量方式分為接觸式測量和非接觸式測量，這兩種方法各有特點。

接觸式測量方法是對油霧進行采集，通過一定的方式得到一定體積中含有油霧的質量，就可以計算出油霧的濃度。它包括兩種方式：

一種是化學測量方式，它是把油霧中的有機成分用化學溶劑溶解出來，比較待測油霧通過溶劑前后重量，然后通過計算確定油霧質量；

另一種方式是物理測量，物理方式是把油霧用纖維濾膜過濾出來，油霧通過濾膜前后在質量上存在差別，這樣就能得到單位體積油霧的質量。該方法在切削機床油霧濃度測量方面的成功應用已編入中華人民共和國機械行業標準，但是該方法不能連續在線監測。

一般的觀點認為接觸式測量比較繁瑣，自動化程度差，精度較差，并且容易受到環境的干擾，現在較多運用非接觸測量。一種是電容測量法，一種是阻光度測量，現在的主流技術都用光學法的非接觸測量，如：

德國shaller公司的產品，采用的是正前向散射雙光路法，該系統引入了參比光路，對被測光路加以補償及校正零點，參比氣體是依次抽取的曲軸箱各缸的混合氣，由于需要較多電磁閥等器件，結構復雜。該探測器是一種比較型探測器，只能測出油霧濃度的相對值。

美國QMI公司的產品則采用了側向散射法。這種方法所采用的光路系統包括一個光源、兩個探測器。其中一個探測器放在與LED軸線成O。位置，作為補償探測器；另一個探測器放在與LED軸線成某一角度位置，一般放在90。

我國學者王海江（上海七一一研究所）也對此進行了研究，使用也是光學法。

光學法的問題之一是國外對光學法的專利保護十分嚴密，雖然已過保護期，但是又采用新專利改進等方法，我國要想實現真正的自主知識產權的產品很難突破，同時由于國外產品在光學法上多年的開發，已很難在此方法上超越。

但是光學法的缺點也十分明顯：

一、成本高，尤其是采用了單色光源后。

二、監測器件的測量器件易損壞。

三、由于前面兩個缺點，一般都采用一個測量元件，氣體從各曲軸箱里逐個抽取，循環使用同一測量室的方法，氣體的傳送管路較長，如一些新式的監測儀理論上留有36個測量口，要是36個測量器件都要送到一處，運輸的管路中油霧由于多次在彎曲的管路中運行，不可避免的會有一部分被想吸附在管路上從而影響了測量的精度，同時，如果管路長，使得測量結果和實際氣體存在較長時間的誤差。

四、油霧對光線的阻擋作用不單是和油霧濃度有關，還與油霧顆粒的大小，各不同尺寸的顆粒的比重等因素有關，檢測油霧濃度是為了防爆，這個測量與爆炸的危險程度之間的關系并非一一對應的關系。

發明內容

本發明提供的一種基于微壓差測量的油霧濃度檢測裝置和檢測方法，成本低，測量器件可靠性高，無需傳送被測氣體。

為了達到上述目的，本發明提供一種基于微壓差測量的油霧濃度檢測裝置，該檢測裝置包含設置在主送風通道內的曲軸箱機體內的送風裝置和過濾器，該檢測裝置還包含設置在主送風通道支路內的微壓差傳感器。

所述的送風裝置和過濾器采用插入式結構。

本發明還提供一種基于微壓差測量的油霧濃度檢測方法，包含以下步驟：