润滑油品质、润滑油用流量计检测装置及其检测方法与流程

本发明属于润滑油检测，尤其涉及一种润滑油品质、润滑油用流量计检测装置及其检测方法。

背景技术：

1、润滑油可以减小表面摩擦，达到减少摩擦阻力和降低材料磨损的目的。从火箭燃料的喷射量，到航空航天发动机散热，石油贸易结算等都要求对润滑油流量进行准确的测量。润滑油是非牛顿流体，且润滑油流量受到粘度影响较大。

2、润滑油流量的准确测量受到极大关注，现有技术中进行润滑油流量测量的方法为：在润滑油通过的管路上添加润滑油流量计，通过润滑油流量计进行润滑油流量的计量，该方法的前提是，保证润滑油流量计的误差及不确定度在允许范围内，所以，润滑油流量计在投入使用之前需要进行准确度的检测，看其是否满足使用条件。因此对于润滑油流量计的检定是保证贸易结算等最主要手段。

3、要想进行润滑油流量计的测量，基本思路为：让润滑油通过流量计，看其读数，然后，再检测这部分润滑油的流量。

4、目前：润滑油流量计量的检定方法包括：质量法、体积法、标准表法。

5、(1)质量法采用电子天平作为主标准器。测量中的换向器对粘度特别敏感，准确度低。

6、(2)容积法采用标准金属量器作为主标准器。这种方法对于高粘度液体的测量中具有一定的优势。

7、(3)标准表法采用高精度标准流量计作为主标准器。现有技术，论文《润滑油流量标准不确定度的验证》、《微小润滑油量的测试方法》《基于变频技术的高黏性流体动态称重系统》等采用了质量法测量润滑油流量，但是这种方法的测量误差较大。测量中的换向器引入较大的不确定度。

8、润滑油流动是依靠着运动单元进行逐步的跃迁，而不是大分子链之间的简单相对的滑移利用质量法测量时，换向器等引入的不确定度很大。润滑油的流动是依靠着运动单元进行逐步的跃迁，因此在测量时很难精准控制换向器的换向时间。

9、文献《一种计量稠油中油、气、水三相流的方法和装置研究》采用了标准表法，标准表选择了文丘里流量计。文丘里流量计是压差式流量计，包括“收缩段”、“喉道”和“扩散段”3部分。

10、因为缩管的设计，高粘度的润滑油在测量中会残留在测量管壁，影响测量精度。齿轮流量计也常被用于测量润滑油。齿轮流量计是将齿轮的转动通过一系列的减速及调整转速比机构之后，直接与仪表面板上的指示针相连，并经过机械式计数器进行总量的显示。

11、因此这种方式测量准确度不高，作为标准表计量润滑油流量，无法达到实际工况的计量需求。体积法在对润滑油流量测量中具有一定的优势。但是在装置的设计中要注意粘度的扰动对于测量敏感场的影响。

12、故，如何实现润滑油流量的计量，从而实现润滑油流量计的检测，对润滑油计量至关重要。

13、另外，润滑油的品质关系到装置机械结构包括发动机的稳定性、正常寿命等关键问题。因此要经常检测润滑油的品质来保证装置机械部分包括发动机，正常稳定工作。

14、目前我国通常做法是在一定时期或一定行程后更换润滑油，并不是依据被检润滑油的研判结果。

15、这就造成了己经变质的润滑油依然使用或者未变质而被更换掉。不但不能保证对于发动机或者其他机械或者齿轮结构的工作还造成了资源浪费。因此一定要对于润滑油质量进行定量检测。

16、另外，现有技术中，装置或方法要么只能进行润滑油流量的测量，要么只能进行品质的检测，功能单一，不能满足实验室测定。

17、另一方面，现有的润滑油性能检测装置，润滑油多为静止状态，静止状态下，润滑油内的微粒往往是不均匀的，在测定的时候准确度较低。如：授权公告号为：cn212341078u，授权公告日为：2021.01.12的专利文件公开了一种：车用润滑油性能检测装置，其仅能实现润滑油电导率和含水率的测量，无法实现流量的测量；同时，在测量电导率时，由于润滑油静止在容器内，无法看出电导率的变化情况，检测结果准确度低，功能单一。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种可以进行润滑油流量计测量、电导率和磨粒类型检测的的润滑油品质、润滑油用流量计检测装置及其检测方法，实现方便，使用效果好。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：润滑油品质、润滑油用流量计检测装置，包括油箱、双向活塞、双向活塞驱动组件和检测模块，油箱外侧设置温控组件，双向活塞驱动组件驱动双向活塞往复移动；双向活塞包括匹配的第一进油口、第一出油口；第二进油口和第二出油口，油箱连接双向活塞的第一进油口，第一出油口将润滑油返回油箱；油箱连接双向活塞的第二进油口，油箱的第二出油口上连接有油回收箱；油回收箱外侧设激励线圈和检测线圈，激励线圈上连接有激励电源，激励线圈和检测线圈相对油回收箱对称设置；检测模块包括双向活塞位移采集单元、上位机和采集检测线圈上电信号的电信号采集单元，活塞位移采集单元和电信号采集单元分别将采集到的信息传输到上位机，上位机生成被检量。

3、激励线圈和检测线圈匝数相同，绕制方向相反；电信号采集单元为电压传感器，电压传感器将采集到的电压信号传输到上位机。

4、油箱与双向活塞的第一进油口之间连接有测量管道，测量管道上包覆有隔热层，测量管道上依次连接有第一阀门、吸油过滤器、压力传感器、被检流量计、蒸汽吹扫组件、第一温度传感器和回油过滤器，回油过滤器上连接有过滤器出口和滤渣出口，过滤器出口与双向活塞的第一进油口连接，滤渣出口上连接有油渣回收箱；压力传感器、第一温度传感器分别连接上位机的信号输入端。

5、双向活塞驱动组件包括丝杠和电机，电机带动丝杠转动，丝杠上螺接有螺母，螺母带动双向活塞做往复运动。

6、双向活塞位移采集单元包括光栅位移传感器，光栅位移传感器将采集到的位移量传输到上位机；上位机上连接有下位机，上位机与下位机通过串口通讯，下位机上连接有显示单元。

7、激励线圈与电源之间连接有励磁开关，励磁开关包括左上开关、右上开关、左下开关和右下开关；交流电源的第一端连接左上开关、右上开关的第一端；左上开关、右上开关的第二端连接左下开关和右下开关的第一端，左下开关和右下开关的第二端连接交流电源的第二端；同时，左上开关、右上开关的第二端分别连接励磁线圈的两端。

8、上位机上连接有数字滤波电路，数字滤波电路包括第一触发器、第二触发器、第三触发器和计数器，信号输入端连接第一触发器的触发端，同时，信号输入端通过第二非门连接第二触发器读控制端，第二触发器的输出端连接计数器的时钟信号引脚；同时第二触发器的输出端通过第三非门连接第二触发器的异步复位引脚；第一触发器、第二触发器和第三触发器的异步复位引脚相连；

9、第一触发器的输出端连接第一与门的第一输入端，第一与门的输出端连接计数器的输入端；计数器的输出端连接第三触发器的触发端，第三触发器的输出端连接有第一非门，第一非门的输出端连接第一与门的第二输入端；同时，第三触发器的输出端连接第二与门的第一输入端，第二与门的第二输入端连接第一触发器的输出端；第二与门的输出端连接上位机的信号输入端。

10、油箱外部设有温变模块，温变模块包括水浴箱，油箱位于水浴箱内；第二温度传感器，第二温度传感器的信号输出端连接上位机的信号输入端；油箱内设有粘度传感器，粘度传感器的信号输出端连接上位机的信号输入端。

11、利用上述装置进行的润滑油品质、润滑油用流量计检测方法，所述方法依次包括如下步骤：

12、(1)测量类型判断，当为测量流量则进行步骤(2)，如果测量电导率和磨粒类型，则进行步骤(3)；

13、(2)将润滑油的替代品油装入到油箱内，假定被检流量计的量程为h0，则选定几个被检点n％h0；其中，(n为自然数，且n的范围为0～100)；

14、(3)根据n％h0和公式(1)推导出双向活塞的移动距离hn，让双向活塞移动距离hn，油箱内的油流经双向活塞返回到油箱内，测量活塞的实际移动距离h，再由公式(1)得出润滑油的体积流量；随后进行步骤(5)；

15、

16、其中，qv为体积流量；d为活塞缸内径；t为活塞运行时间，h为活塞运行距离；

17、(4)电导率及磨粒测量方法依次包括如下步骤：

18、第一步：将待检润滑油装入油箱内，向油回收箱侧部的励磁线圈上通入励磁电流，时刻采集检测线圈的感应电动势，根据感应电动势得出磁感应强度；

19、第二步：油箱内的油流经双向活塞进入到油回收箱内，采集检测线圈内采集到感应电动势，生成磁感应强度随着时间变化的波形图，根据第三步判断磨粒类型；根据第四步得出润滑油的电导率；

20、第三步：根据波形图判断磨粒类型；判断方法为：磨粒未进入润滑油时，磁感应强度峰值为b0，铁磨粒进入到润滑油后，磁感应强度峰值为b1，则b1大于b0，且一个周期内有一个波峰值；磨粒为铜磨粒时，一个周期内有两个波峰值，磁感应强度会先上升，随后下降到磨粒未进入润滑油的状态，再然后，磁感应强度再次回升到波峰，最后，磁感应强度下降到波谷；

21、第四步：综合公式2、3、4、5，得到公式6，由公式6和上述采集到的得感应电动势得到润滑油的电导率；

22、

23、

24、

25、

26、

27、其中，e(x，y，z，t)为：电磁波在润滑油介质中传播的电场强度波动方程；其中，电场强度e＝bv，b为磁感应强度，v为电荷移动速度为定值；

28、e0为：初始电场强度；

29、λ0为：电磁波在真空中的波长；

30、μ为：润滑油的磁导率，为定值；

31、μ0为：真空中磁导率，4π×10-7(h/m)；

32、ε为：润滑油的介电常数；

33、ε0为：真空中的介电常数，8.85×10-12(f/m)；

34、σ为待求的润滑油的电导率：

35、z为：表示z轴方向；

36、ω为：电磁波的角频率；

37、t为：时间；

38、kz为：z方向的波数，为常数；

39、根据公式6得出润滑油的电导率σ即可；

40、第五步：根据电导率判断润滑油是否变质：

41、

42、第六步：进行步骤(4)

43、(5)启动蒸汽吹扫系统，管道中残留的润滑油在蒸汽的吹扫下，进入到双向活塞的第一进油口，双向活塞中的油也在蒸汽的吹扫下，从第一出油口出来，进入到油箱中。

44、步骤(2)中，n的选定点为30、50、100；在进行步骤(3)时，依次测定n在不同值时，读取被检流量计的读数，根据上述步骤(3)得出的润滑油的体积流量，将读数与步骤(2)得到的体积流量进行比对，得出被检流量计在不同的测试点的误差和不确定度。

45、通过以上技术方案，本发明的技术效果如下：1、本发明提供一种结构简单、方便操作且测量准确度高的计量方法及装置，该装置可以实现润滑油的体积流量、油品质量、磁性颗粒这些关键质量标准的检测。在贸易结算等方面提供有效法制监管途径。2、通过测量润滑油的电导率和磨粒的类型，可以直观反映出润滑油的品质，测量方便；3、本发明所述的方法步骤紧凑，可以实现润滑油提交流量、电导率和磨粒类型的测量，实现方便，可以通过测量被检流体的电导率判断被检油品的品质，检测结果准确性高，实现功能多样。