一種便攜式液壓油油品檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

楊 純

（徐工消防安全裝備有限公司，江蘇 徐州 221100）

Yang Chun

（Xugong Fire Safety Equipment Co.，Ltd.，Xuzhou Jiangsu 221100）

引言

隨著科技的進(jìn)步，工程機(jī)械設(shè)備逐漸復(fù)雜化、多功能化，液壓系統(tǒng)作為工程機(jī)械的重要傳動(dòng)部分，其故障率是使用者最為關(guān)注的話題，根據(jù)工程機(jī)械故障統(tǒng)計(jì)調(diào)查顯示，液壓系統(tǒng)故障有70%是由液壓油油液污染造成的。液壓油介質(zhì)的污染容易導(dǎo)致液壓系統(tǒng)精密元件損壞，影響設(shè)備的正常壽命。但是在工程機(jī)械車輛上，由于液壓油介質(zhì)傳感器的特殊性，溫度、流量、壓力等因素對(duì)其的影響較大，現(xiàn)有直接檢測(cè)設(shè)備的后臺(tái)數(shù)據(jù)分析庫比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)提取繁瑣，維護(hù)和操作復(fù)雜，并且不適合工程機(jī)械高壓、高溫的工作場(chǎng)合[1]。在這樣的背景下，所出現(xiàn)的工程機(jī)械上液壓油檢測(cè)系統(tǒng)的軟件相對(duì)比較少，功能也比較單一，體現(xiàn)在所能檢測(cè)的液壓油參數(shù)偏少，用戶界面設(shè)計(jì)不夠友好，這些都不能滿足用戶對(duì)工程機(jī)械上液壓油檢測(cè)的客觀要求，在一定程度上制約了油品在線檢測(cè)產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用[2-3]。

本文開發(fā)的便攜式油品檢測(cè)系統(tǒng)，建立在液壓系統(tǒng)介質(zhì)污染進(jìn)行詳細(xì)深入研究的基礎(chǔ)上，通過液壓油取樣模擬工程機(jī)械的液壓油狀態(tài)，結(jié)合溫度信號(hào)的閉環(huán)控制進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，綜合液壓油黏度、介電常數(shù)、水分和污染度等數(shù)據(jù)結(jié)合標(biāo)定閾值給出判斷結(jié)果。

1 液壓油油品檢測(cè)系統(tǒng)

液壓油油品檢測(cè)系統(tǒng)，它的物理結(jié)構(gòu)如圖1 所示，包括由工業(yè)平板電腦、電機(jī)、電磁閥、傳感器組、加熱棒，CPU 控制著粘度傳感器、水分傳感器和污染度傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，同時(shí)也控制著電機(jī)、電磁閥和加熱棒電源開關(guān)的通斷，進(jìn)而控制液壓油回流系統(tǒng)及循環(huán)機(jī)構(gòu)。CPU 控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和電磁閥的關(guān)閉，當(dāng)電磁閥通電被打開，通過電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)將油樣抽到緩沖油池或?qū)⒂蜆訌木彌_油池排除，當(dāng)電磁閥被關(guān)閉而電機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可進(jìn)行儀器的清洗。CPU 可以通過水分傳感器檢測(cè)到的緩沖油池中油樣的溫度，控制加熱棒進(jìn)行加熱，保證檢測(cè)時(shí)緩沖油池中油樣保持所要求的溫度。主要在水分和粘度測(cè)試過程中，模擬實(shí)際工況，將油溫加熱到39 ℃時(shí)，開始保存水分傳感器的數(shù)據(jù)到指定的文件夾中，完成水分傳感器數(shù)據(jù)采集，當(dāng)油樣溫度大于40.5 ℃時(shí)，停止保存水分傳感器數(shù)據(jù)，當(dāng)油樣溫度降到40.5 ℃時(shí)完成黏度傳感器測(cè)試。

圖1 檢測(cè)系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)

1.1 液壓油油品檢測(cè)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)

液壓油油品檢測(cè)硬件電路系統(tǒng)，它包括：檢測(cè)儀底層電路、液壓油取樣模塊與人機(jī)交互界面。其中，檢測(cè)儀底層電路包含工業(yè)平板電腦、取樣電機(jī)、電磁閥、電源模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、串口通信傳感器組以及CAN 通信傳感器。檢測(cè)系統(tǒng)電氣部分硬件框如圖2 所示。

圖2 檢測(cè)系統(tǒng)電氣部分硬件框圖

1.2 液壓油油品檢測(cè)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)

油品檢測(cè)系統(tǒng)軟件采用模塊化的設(shè)計(jì)，使用VB.NET 軟件實(shí)現(xiàn)，由四大子模塊構(gòu)成，分別是：登陸驗(yàn)證模塊、主界面模塊、檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示模塊、檢測(cè)數(shù)據(jù)圖形顯示模塊。

程序啟動(dòng)后首先進(jìn)入登錄驗(yàn)證模塊，用戶驗(yàn)證成功后進(jìn)入系統(tǒng)的主界面模塊，在主界面模塊中，主要有全部檢測(cè)、水分及粘度檢測(cè)、污染度檢測(cè)、清洗、排油5 個(gè)功能按鈕，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。若用戶選擇了檢測(cè)項(xiàng)目的功能按鈕，則進(jìn)入檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示模塊，當(dāng)程序執(zhí)行完后均會(huì)給出程序運(yùn)行結(jié)束的提示。本系統(tǒng)所檢測(cè)到的油樣的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過解析處理后顯示在本模塊的界面中。在檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示模塊中，可以選擇通過圖形的形式查看數(shù)，可以隨時(shí)查看本系統(tǒng)所自動(dòng)儲(chǔ)存的檢測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)，當(dāng)一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)超出閾值后，根據(jù)超出范圍的大小將顯示界面文本框中的字體更改為不同的顏色，給用戶以醒目的提示。其中，液壓油檢測(cè)系統(tǒng)軟件流程圖如圖3 所示。

圖3 液壓油檢測(cè)系統(tǒng)軟件流程圖

2 結(jié)論

本檢測(cè)儀通過人機(jī)交互界面設(shè)置并啟動(dòng)液壓油取樣，按照設(shè)定循環(huán)周期進(jìn)行取樣操作，并采集工程機(jī)械的液壓油狀態(tài)，結(jié)合溫度信號(hào)的閉環(huán)控制，通過底層處理器與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理，綜合液壓油粘度、介電常數(shù)、水分和污染度等數(shù)據(jù)結(jié)合標(biāo)定閾值給出判斷結(jié)果，傳遞給人機(jī)交互界面，進(jìn)行顯示、判斷和報(bào)警信息處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓油油品的完整檢測(cè)過程。