在线监测在滤油机上的应用

  近年来，在线监测技术以其连续性、同步性、和实时性等优点，在油液在线监测技术领域得到了广泛的关注和认可。油液在线监测技术起源于国防**领域，美国在1941年就成功地采用油液分析技术检测出了柴油机的磨损失效［1］。由于在线监测技术是将传感器（或传感探头）直接安装在系统管路或油箱上，在系统工作过程中可以随时进行检测，省略了繁琐的操作程序，避免了外界的附加污染，因而检测速度快，成本低，故而在机械行业得到了广泛的应用。

传统的离线油液检测主要基于光谱元素分析与铁谱分析技术、石油产品质量检测方法，从设备或系统中取出适量样品，送到实验室进行分析检测，依靠检测数据及经验对设备内的油品状态、污染度与磨损情况进行评价并给出建议性意见。由于离线油液检测周期长、检测设备昂贵、专业性强等原因，尽管出具的检测结果**，但由于状态监测应用上更注重的是趋势而不是数据的精度，故在状态监测上存在一定的限制。

文章以盾构用L-HM 68#液压油为研究对象，通过将不同时期再生液压油的在线监测数据与离线检测结果进行数据对比，验证在线监测的准确性。

1 再生液压油在盾构上的应用

盾构动力系统主要通过液压系统进行驱动，液压系统能否稳定运行直接关系到盾构生产的效率；液压油在长时间运行后，会产生大量的铜屑、铁屑和油泥等杂质，严重的会堵塞滤芯，影响液压系统的稳定［2］。如果将这些变质的成分除去，就可以得到与正常液压油质量相当的再生液压油；经检测合格后用于盾构使用，不仅可以降低盾构的成本，而且符合国家低碳发展、绿色发展的理念。因此，很多盾构生产商均使用滤油机来进行油液再生，以达到降本增效的目的。

2 实验部分

2.1 滤油机的工作原理

液压油真空滤油机采用真空负压原理，大型的三维立体闪蒸，薄膜蒸发技术，采用多级大通量精密过滤，从而可靠的脱去不合格油中的水分、杂质、气体等有害物质，迅速恢复油品性能达到用油标准。其基本流程是将待处理油经过**粗滤器后进入加热器进行加热，加热后的油经过**级过滤器到螺旋喷淋雾化系统，绝缘油变为粗粒雾状下落到反应塔上进入真空分离器，水分即开始蒸发，油雾在罐内形成立体的，多层面的蒸发结构，通过短时的循环便可达到净化目的。经过除杂质、脱水、脱气、除酸的油品在油泵的作用下经过精密过滤器完成一个净油工作循环。从真空分离室中分离出来的水蒸气、热空气进入冷疑器，大部分水蒸气凝结为水存入积水仓排出机外，油中热空气经冷却后由真空泵排出。流程图见图1。

2.2 在线监测油液污染度水分原理

在线监测油液是基于光学原理的颗粒测量技术，并随着激光技术、光电技术及计算机技术的迅速发展得到了广泛运用。其检测原理是应用激光颗粒计数法、光阻法在线测量油液中累计颗粒数，从而探知油液中的金属颗粒大小以及油液流速，如图2所示。

水分传感器主要对以下物理量进行采集：相对湿度和温度。首先使用半导体温度传感器测量油液温度，测量范围-20℃～+80℃；而电容湿度传感器则被用来测量相对湿度，电容传感器检测范围0％～100％。如果探测到乳化水或自由水，传感器含水量将显示接近100％。

相对湿度是指油液中实际含水量ρw和油液中*大饱和溶解水ρw，max的比值，即相对湿度的计算公式为 maxw ×100%w= ρ ψρ ，2.3 在线监测与离线检测数据比对情况含有水和杂质L-HM 68#液压油在在线监测滤油机真空泵的作用下从进油口进入，经真空分离器脱去大部分水，再经过滤芯过滤，在油泵的作用下返回油箱，完成一个工作循环。排油管路上装有在线监测系统，同时在排油支路上增加一个出油口，取离线样品进行检测。取10组出油口的油样并记录取样时的水分值，经实验室检测进行对比分析。数据如表1、表2所示。

由表1、表2可知，滤油机在线监测油液的含水量及大于14μm的颗粒数个数与离线检测油液结果偏差在±10%以内，监测结果具有一定准确性，且在油品过滤后，实时反馈数据，不仅降低了离线检测成本，也为快速决策提供了科学依据。

3 结束语

文章通过在线监测在滤油机上的应用研究，得出如下结论：

（1）再生液压油用于盾构行业符合国家低碳发展、绿色发展的理念。

（2）分析了油液监测的发展现状与离线检测存在的问题，说明实现在线监测是行业必然需求。

（3）通过数据对比，在线监测系统在滤油机上的监测结果具有一定准确性，但仍有提升空间。

（4）在线监测滤油机可以实时反馈实时数据，降低离线检测成本。