润滑油液在线颗粒传感器试验研究

论文摘要

油液在机械设备中具有润滑、冷却清洗、密封和防锈等功能，对设备的性能及可靠性有着重要的作用。油液性能的退化会带来一系列的问题，通常采取更换油液的方法来减少退化油液对设备的不良影响。现行的定期换油方式存在过早换油造成浪费或不及时换油导致设备磨损甚至无法工作的缺陷，因此迫切需要寻求一种油液品质在线实时监测和评价的方法，以油品劣化程度来确定换油期。通过前期对实车更换油液的试验分析，发现更换的油液其理化性能分析结果远未达到失效的程度，此外，新油与脏油的光学透过性能有着重大的差异。根据这些发现结果，基于光谱调制的原理，采用光电传感器和LPC921单片机，使用RS232标准串口通讯协议，设计出一种油液污染度在线监测方案，以定量地描述润滑油的实际状态，为制定准确的换油时间提供依据。并以丰田纯牌变速箱油TOYOTA ATF WS型号新油及汽车保养站收集的废油按比例配置的油样进行试验，在实验室的条件下设计了传感器性能静态试验测试系统，以验证在线油液检测传感器的稳定性，分析光源波动对传感器输出的影响。结果表明油液传感器的输出具有良好的稳定性，各污染度浓度下测量值的相对偏差都不超过2%，最大标准差仅为0.0033；光源波动对检测结果影响很小，测量值最大相对偏差仅为2.4%。研究了传感器输出与油液污染度的关系，进行了传感器标定试验，运用matlab拟合公式对实验数据进行分析，获得油液污染度c与传感器输出值x的关系，表明该传感器输出值x可以定量表征油液的污染程度。最后通过对现场油液的检测，合理地制定出油液更换期。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 油液监测技术
• 1.1.1 油液监测技术的意义
• 1.1.2 油液监测技术的主要内容
• 1.2 油液污染机理
• 1.2.1 油液污染物的来源
• 1.2.2 油液污染引发的失效
• 1.2.3 颗粒物对油液品质的影响
• 1.3 油液监测技术的研究现状与发展趋势
• 1.3.1 常规理化分析
• 1.3.2 铁谱分析
• 1.3.3 红外光谱分析
• 1.3.4 原子光谱分析
• 1.3.5 颗粒计数
• 1.3.6 油液监测技术对比分析及发展趋势
• 1.4 本文的主要内容
• 第二章 油液颗粒污染度分析与监测方案
• 2.1 油液污染度等级评定标准
• 2.1.1 NAS1638 油液污染度等级标准概述
• 2.1.2 SAE749D 油液污染度等级标准概述
• 2.1.3 ISO4406 油液污染度等级标准概述
• 2.2 本课题拟采用的污染度等级标准
• 2.3 油液监测传感器
• 2.4 油液监测试验方案
• 2.5 本章小结
• 第三章 数据采集和处理系统
• 3.1 硬件系统设计
• 3.1.1 采集电路设计
• 3.1.2 串口通讯
• 3.1.3 电源电路设计
• 3.1.4 时钟模块设计
• 3.2 软件系统结构
• 3.2.1 采集模块
• 3.2.2 数据存储模块
• 3.2.3 计算机通信模块
• 3.3 本章小结
• 第四章 在线油液污染度试验研究
• 4.1 油液的配置方法
• 4.2 油液送检试验
• 4.2.1 油液正戊烷不溶物含量试验
• 4.2.2 油液光谱试验
• 4.3 传感器性能试验研究
• 4.3.1 传感器稳定性试验
• 4.3.2 传感器光强影响试验
• 4.4 传感器标定试验研究
• 4.5 标定试验误差分析
• 4.6 现场油液试验
• 4.7 传感器检测效果分析
• 4.8 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件