CN204832092U - 用于测量油品中水分活度的在线测量变送器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，包括依次连接的水分活度检测元件、信号采集模块、信号处理模块和通讯模块；所述水分活度检测元件用于测量油品中的水分活度；所述信号采集模块用于采集所述水分活度检测元件测量到的水分活度信号，并将所述水分活度信号传送给所述信号处理模块；所述信号处理模块对所述水分活度信号进行处理得到检测结果，并将检测结果通过所述通讯模块向外输出。本实用新型可以实现油品正常运行状态下的数据的实时捕捉，即在线测量，与实验室离线分析相比，数据更准确可靠；实时监测油品中水分活度，准确把握油品污染程度，杜绝安全事故，增加投资收益；实现了按质换油，经济环保。

Description

用于测量油品中水分活度的在线测量变送器

技术领域

本实用新型涉及水分检测技术领域，尤其是涉及一种用于测量油品中水分活度的在线测量变送器。

背景技术

润滑油、绝缘油等各类油品已在国民生产过程中取得广泛应用，而油中水分是油液污染的第二大要素。一旦油品中水分超标，对于用油设备会产生许多危害，如油品性能下降，磨损加剧，甚至引起设备故障等全生产事故。因此，需要不断监测油品中水分，才能保证设备的安全运行。

目前油品使用单位监测油品中水分的方法如下：定期对油液进行采样，然后在实验室采用卡尔费休滴定法对样品进行离线分析油液的水分含量(即ppm值)。这种监测方法具有以下缺陷：

(1)存在化学试剂,气味臭，污染严重；

(2)不具备实时监控的能力，只能按期换油，造成油品浪费；

(3)油品现场工况与实验室工况不同，对于油中溶解水分的测量会造成误差，不能真实反映油品实际含水情况；

(4)由于操作人员的人为失误，也可能造成用户对于油品水分的误判断。

测量水分活度较测量水分含量更加有意义。水分活度表示的是当前油品出现水分饱和的裕度，即可能出现游离水或者乳化水的风险裕度。水分活度即指当前温度下油中溶解水分的饱和度，其范围为0-1aw。0代表油绝对干燥，无水分存在，1代表油中水分已经饱和，有游离水甚至乳化水产生。

水分活度的实验室测量方法有双热平衡法，压力测量法，露点测量法。而这些方法，由于实验设备复杂、庞大，对于运行环境有严苛要求，造价昂贵，维护费用高等原因，无法实现对于油品中水分活度的在线测量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，以解决现有技术中无法对油品中水分活度在线测量的技术问题。

本实用新型提供一种用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，包括依次连接的水分活度检测元件、信号采集模块、信号处理模块和通讯模块；

所述水分活度检测元件用于测量油品中的水分活度；

所述信号采集模块用于采集所述水分活度检测元件测量到的水分活度信号，并将所述水分活度信号传送给所述信号处理模块；

所述信号处理模块对所述水分活度信号进行处理得到检测结果，并将所述检测结果通过所述通讯模块向外输出。

进一步地，所述用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括电极，所述电极的第一端与所述水分活度检测元件连接，所述电极的第二端与所述信号采集模块连接。

进一步地，所述用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括包覆在所述电极外的密封件，所述密封件隔离油品与所述信号采集模块。

进一步地，所述用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括设置在所述水分活度检测元件外的保护套。

进一步地，所述用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括安装在所述保护套内的温度检测元件，所述温度检测元件用于测量油品的温度信号，并将所述温度信号传送给所述信号采集模块，所述信号采集模块能够将所述温度信号传送给所述信号处理模块。

进一步地，所述水分活度检测元件为湿度敏感元件，所述温度检测元件为温度传感器。

进一步地，所述用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括与所述信号处理模块连接的校准模块，所述信号处理模块将所述检测结果传送给所述校准模块，所述校准模块用于对所述检测结果进行校准。

进一步地，所述用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，包括与所述保护套连接的外壳，所述信号采集模块、信号处理模块、通讯模块和校准模块均安装在所述外壳中。

进一步地，所述外壳上设有与所述通讯模块连接的信号连接件，所述信号连接件上设有数据接口；所述通讯模块将所述检测结果通过所述数据接口传送至上位机。

进一步地，所述用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括电源模块，所述电源模块与所述水分活度检测元件、信号采集模块、信号处理模块、通讯模块、温度检测元件和校准模块连接，用于为所述水分活度检测元件、信号采集模块、信号处理模块、通讯模块、温度检测元件和校准模块供电。

本实用新型提供的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器具有以下优点：

(1)本实用新型采用水分活度检测元件来测量油品中水分活度，不同于其他类的测量水分含量的元件，该变送器直接测量水分活度aw值，可以精确地显示被测油品水分饱和的程度，不受油品类型，运行时间，油品老化，添加剂失效等各类物理化学因素干扰；

由于测量的是油品中水分活度，即始终可以确保油品中无游离水及乳化水存在，对于贵重的机械设备，安全运行系数更高；

(2)可以实现油品正常运行状态下的数据的实时捕捉，即在线测量，与实验室离线分析相比，本实用新型数据更及时便捷；

实时监测油品中水分活度，准确把握油品污染程度，杜绝安全事故，增加投资收益；

实现了按质换油，比按期换油更加节省用油量，经济环保；

对于用户来讲，能够实时在线监测油品状态，成功解决了两次离线分析间隔中，可能出现的设备油品进水，影响设备正常运行的潜在隐患，为贵重用油设备的安全可靠运行保驾护航。

(3)本实用新型不需要任何化学试剂，无毒无消耗件，对环境无污染，运行成本低；

(4)测量过程无需人为操作，无需配制试剂，自动完成数据采集，处理及传输；可以减少人员抽取油品，实验室分析油品的工作量，减少人力成本；并减少人为操作误差及油品二次污染引起的数据不准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施例提供的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例提供的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器的模块示意图。

附图标记：

1-水分活度检测元件；2-温度检测元件；

3-密封件；4-电源模块；

5-信号采集模块；6-信号处理模块；

7-校准模块；8-通讯模块；

9-信号连接件；10-外壳；

11-电极；12-保护套；

101-连接接头。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型一种实施例提供的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器的结构示意图。

如图1所示，本实用新型提供一种用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，包括依次连接的水分活度检测元件1、信号采集模块5、信号处理模块6和通讯模块8；水分活度检测元件1用于测量油品中的水分活度；信号采集模块5用于采集水分活度检测元件1测量到的水分活度信号，并将水分活度信号传送给信号处理模块6；信号处理模块6对水分活度信号进行处理得到检测结果，并将检测结果通过通讯模块8向外输出。具体地，信号处理模块6用于对水分活度信号进行过滤、筛选、放大后传送至信号处理模块6。

该用于测量油品中水分活度的在线测量变送器在检测时，将水分活度检测元件1浸入在被测油品中，可以在线、实时、连续监测在用油品的油品中水分活度和温度，

本实用新型提供的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器具有以下优点：

(1)本实用新型采用水分活度检测元件1来测量油品中水分活度，不同于其他类的测量水分含量的元件，该变送器直接测量水分活度aw值，可以精确地显示被测油品水分饱和的程度，不受油品类型，运行时间，油品老化，添加剂失效等各类物理化学因素干扰；

由于测量的是油品中水分活度，即始终可以确保油品中无游离水及乳化水存在，对于贵重的机械设备，安全运行系数更高；

(2)可以实现油品正常运行状态下的数据的实时捕捉，即在线测量，与实验室离线分析相比，本实用新型数据更及时便捷；

实时监测油品中水分活度，准确把握油品污染程度，杜绝安全事故，增加投资收益；

实现了按质换油，比按期换油更加节省用油量，经济环保；

对于用户来讲，能够实时在线监测油品状态，成功解决了两次离线分析间隔中，可能出现的设备油品进水，影响设备正常运行的潜在隐患，为贵重用油设备的安全可靠运行保驾护航。

(3)本实用新型不需要任何化学试剂，无毒无消耗件，对环境无污染，运行成本低；

(4)测量过程无需人为操作，无需配制试剂，自动完成数据采集，处理及传输；可以减少人员抽取油品，实验室分析油品的工作量，减少人力成本；并减少人为操作误差及油品二次污染引起的数据不准确。

在本实施例中，用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括电极11，电极11的第一端与水分活度检测元件1连接，电极11的第二端与信号采集模块5连接。电极11用做油品中的导电介质，将水分活度检测元件1测量到的水分活度信号传输给数据采集模块。

在本实施例中，用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括包覆在电极11外的密封件3，密封件3隔离油品与信号采集模块5。水分活度检测元件1外可以焊接在4到6根电极11上，优选地，电极11采用镀金电极11。电极11由密封件3进行整体封装，可以避免水分活度信号受外界干扰，提高检测精度。同时密封件3还起到油品与后端模块的隔离作用。

具体地，密封件3可以为玻璃烧结密封件、陶瓷烧结密封件，其中玻璃烧结密封件是通过玻璃与金属烧结，含氟类材料(例如四氟乙烯、聚氨酯、环氧树脂等)填充而成，陶瓷烧结密封件是通过陶瓷与金属烧结，含氟类材料(例如四氟乙烯、聚氨酯、环氧树脂等)填充而成。其中，采用玻璃烧结密封件固定电极11的变送器，能够广泛适应各种油压场合，最大耐压能力可以达到30Mpa，该耐压能力已满足常见各类油压场合。同时，玻璃烧结密封件可以高效实现电极11与外壳10间的绝缘性能，减少水分活度检测元件和温度检测元件测量数据的误差。

在本实施例中，用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括设置在水分活度检测元件1外的保护套12。保护套12优选采用不锈钢栅格保护罩。

由于水分活度检测元件对油品水分活度的测量精度受温度的影响，为了提高水分活度检测元件的测量精度，在本实施例中，用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括安装在保护套12内的温度检测元件2，温度检测元件2用于测量油品的温度信号，并将温度信号传送给信号采集模块5，信号采集模块5能够将所述温度信号传送给所述信号处理模块6。信号处理模块5根据油品的水分活度随温度的变化趋势以及水分活度检测元的测量精度随温度的变化趋势，来补偿油品中水分活度准确度，以提高检测精度。

温度检测元件2可以与水分活度检测元件1集成封装成一体式模块。

在本实施例中，水分活度检测元件1可以为湿度敏感元件，例如薄膜电容湿度敏感元件，电阻湿度敏感元件等；温度检测元件2可以为温度传感器、热敏电阻(例如铂电阻)、三极管等。其中，温度传感器能够感受油品的温度并将油品的温度转换成可输出的温度信号。根据热敏电阻的温度特性(即热敏电阻的电阻值随温度的变化关系)，通过测量热敏电阻两端的电阻值即可得知该热敏电阻所在油品的温度。测量精度可以达到水分活度3％RH(RelativeHumidity，相对湿度)，温度测量精度可以达到0.5℃。

在本实施例中，用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括与信号处理模块6连接的校准模块7，信号处理模块6将所述检测结果传送给所述校准模块7，所述校准模块7用于对所述检测结果进行校准。具体地，先将测量精度最高，测量结果几乎等于实际值的变送器作为标准变送器，后续生产的变送器与该标准变送器在相等的条件下同时测量同一油品的水分活度，校准模块分别获取后续生产的变送器测得的实际检测结果和标准变送器测得的标准检测结果，并将实际检测结果与标准检测结果进行比较，得到偏差，并将该偏差传送给信号处理模块，信号处理模块进行对该偏差进行判断，如果该偏差在允许范围内，则说明后续生产的变送器符合要求，可以使用；反之，如果该偏差不在允许范围内，则不符合要求，此时数据处理模块根据上述偏差，对后续生产的变送器测得的实际检测结果进行运算处理，以得到校准后的实际检测结果，该校准后的实际检测结果与上述标准检测结果在偏差的允许范围内的，从而完成了校准工作。

在本实施例中，用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，包括与保护套12连接的外壳10，信号采集模块5、信号处理模块6、通讯模块8和校准模块7均安装在外壳10中。密封件3使电极11中的水分活度信号与不锈钢外壳10绝缘的作用，同时还起到密封后端模块的作用。外壳10包裹信号采集模块5、信号处理模块6、通讯模块8和校准模块7的部分可以是圆柱形、方柱形等各种适合的形状。

外壳10优选采用不锈钢一体加工而成，采用一体化不锈钢外壳10实现对整个变送器的保护，防护等级达到IP67，有效避免各种严苛的应用环境中在用油对变送器的污染，提高了该变送器的适用范围，延长了该变送器的寿命。外壳10也可以是分体式结构。

不锈钢外壳10通过密封件3与电极11进行绝缘。该外壳10的一端(图1中的上端)设有连接接头101，保护套12设置与该连接接头101内，连接接头与保护套12密封连接。连接接头101用于与被测油品所在油路连接，以使水分活度检测元件1和温度检测元件2与油路中的油品接触，从而对油品进行检测。该连接接头101可以为标准外螺纹接头，被测油品所在油路上设有与该外螺纹接头配合的内螺纹接头，连接接头101与所述内螺纹接头拧紧后，便完成了该变送器的安装。

此外，外壳10上还设有供电极11***外壳10内部的通孔。

在本实施例中，外壳10上设有与通讯模块8连接的信号连接件9，信号连接件9上设有数据接口；通讯模块8将检测结果通过数据接口传送至上位机。数据接口可根据需要灵活设置，数据接口可以是数字通道RS485接口、RS232接口，模拟通道4-20mA接口、0-20mA接口，0-5V接口等。

本实施例中，信号连接件9具备标准数字RS485接口及模拟输出4-20mA接口的双路输出功能，可以与上位机轻松连接，将油品中水分活度和温度信号上传至上位机。采用通过RS485数字接口方式，实现对变送器在生产、调试、及现场的校准工作。

在本实施例中，信号连接件9可以为一个单独的M8或者M12连接器，亦可以包括两个M8连接器。

进一步地，用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，还包括电源模块4，电源模块4与水分活度检测元件1、信号采集模块5、信号处理模块6、通讯模块8、温度检测元件2和校准模块7连接，用于为水分活度检测元件1、信号采集模块5、信号处理模块6、通讯模块8、温度检测元件2和校准模块7供电。电源模块4用于对整个变送器供电，电源模块4可以选用AC220V/DC24V电压转换模块。

通过上述描述以及图1可知，本实用新型结构紧凑，体积小，非常便于检测。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，其特征在于，包括依次连接的水分活度检测元件、信号采集模块、信号处理模块和通讯模块；

所述水分活度检测元件用于测量油品中的水分活度；

所述信号采集模块用于采集所述水分活度检测元件测量到的水分活度信号，并将所述水分活度信号传送给所述信号处理模块；

所述信号处理模块对所述水分活度信号进行处理得到检测结果，并将所述检测结果通过所述通讯模块向外输出。

2.根据权利要求1所述的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，其特征在于，还包括电极，所述电极的第一端与所述水分活度检测元件连接，所述电极的第二端与所述信号采集模块连接。

3.根据权利要求2所述的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，其特征在于，还包括包覆在所述电极外的密封件，所述密封件隔离油品与所述信号采集模块。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，其特征在于，还包括设置在所述水分活度检测元件外的保护套。

5.根据权利要求4所述的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，其特征在于，还包括安装在所述保护套内的温度检测元件，所述温度检测元件用于测量油品的温度信号，并将所述温度信号传送给所述信号采集模块，所述信号采集模块能够将所述温度信号传送给所述信号处理模块。

6.根据权利要求5所述的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，其特征在于，所述水分活度检测元件为湿度敏感元件，所述温度检测元件为温度传感器。

7.根据权利要求5所述的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，其特征在于，还包括与所述信号处理模块连接的校准模块，所述信号处理模块将所述检测结果传送给所述校准模块，所述校准模块用于对所述检测结果进行校准。

8.根据权利要求7所述的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，其特征在于，包括与所述保护套连接的外壳，所述信号采集模块、信号处理模块、通讯模块和校准模块均安装在所述外壳中。

9.根据权利要求8所述的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，其特征在于，所述外壳上设有与所述通讯模块连接的信号连接件，所述信号连接件上设有数据接口；所述通讯模块将所述检测结果通过所述数据接口传送至上位机。

10.根据权利要求1所述的用于测量油品中水分活度的在线测量变送器，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块与所述水分活度检测元件、信号采集模块、信号处理模块、通讯模块、温度检测元件和校准模块连接，用于为所述水分活度检测元件、信号采集模块、信号处理模块、通讯模块、温度检测元件和校准模块供电。