感应式船舶滑油污染物在线分析技术和装置的研究

摘要

随着科学技术的不断发展，润滑油在船舶、汽车、机械等各领域都有着广泛的应用。而润滑油理化性能的变化将会导致运转过程中机械设备及系统发生故障，严重影响机械设备的使用寿命。因此，对润滑油的性能进行及时可靠的分析显得尤为重要。目前，虽然有多种不同的油液污染物分析方法和技术，但是针对某些特定或极端的应用环境，发展新的、在线分析技术和设备仍然具有十分重要的意义。
　　本研究主要内容包括：⑴开展了基于感应原理的油液污染物（水分、磨粒含量）单因素检测研究，以及油液使用时间与电压脉冲信号幅值之间关系的研究，研究结果表明:可根据电压脉冲信号的大小来判断油中含水量的多少以及油液污染度的大小，其中，随着油液含水量的增加或磨粒含量的增加，电压脉冲信号幅值呈增加的趋势，并且所得电压脉冲信号幅值与含水油液中是否加入乳化剂无关。此外，电压脉冲信号幅值还随油液使用时间的增加而变大，且二者具有良好的线性相关性，相关系数为0.9982。且该方法具有操作简单方便、检测灵敏度高等优点。⑵搭建了平板电容式检测系统，测量了加有不同浓度阴离子表面活性剂的十二烷的介电常数及感应信号幅值，并绘制了二者之间的关系曲线，建立了二者的数学关系。研究结果表明:随着相对介电常数的增加，感应脉冲信号幅值也随之变大，并且二者具有良好的线性相关性，线性相关系数为0.9914。⑶设计了感应式油液在线全自动分析装置，设计并搭建基于单片机的机电一体化系统，实现了检测电极自动伸缩、清洁，实现了基于单片机的检测信号（1-5V）的自动采集、显示和存储。并测试了该装置的工作性能。研究结果表明:该装置具有较好的工作稳定性和可靠性，可实现不同液体（纯水及两种油液）的区分及判断，并且纯水和两种油液的测量结果有明显的区别。其中，水的感应信号幅值相对较大，主机润滑油的感应信号高于舵机润滑油的感应信号。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 船舶动力装置及其润滑

1．1．2 油液污染物及设备故障分析

1．1．3 滑油性能分析技术

1．2 非法拉第过程和电极-溶液界面

1．2．1 理想可极化电极

1．2．2 电极的电容和电荷

1．3 双电层模型及界面zeta电势

1．3．1 双电层模型

1．3．2 界面zeta电势

1．4 本文的研究目的及内容

第2章 油液污染物对感应信号影响规律的研究

2．1 感应式油液污染物检测

2．1．1 原理及系统搭建

2．1．2 实验

2．1．3 实验结果与讨论

2．2 本章小结

第3章 油液介电常数对感应信号影响规律的研究

3．1 油液介电常数的测定

3．1．1 平板电容器的搭建

3．1．2 实验

3．1．3 结果与分析

3．2 油液介电常数对感应脉冲信号幅值的影响

3．2．1 检测系统

3．2．2 实验材料及操作步骤

3．2．3 实验结果与讨论

3．3 本章小结

第4章 感应式油液在线分析装置的研究

4．1 系统组成及工作原理

4．1．1 系统组成

4．1．2 工作原理

4．2 装置的结构及其实现

4．2．1 装置的结构

4．2．2 尺寸和设备选型

4．2．3 单片机控制机械装置运动模块

4．2．4 电路设计

4．2．5 程序设计

4．3 油液在线分析装置的组建及测试

4．3．1 基于PROE的3D建模与打印

4．3．2 装置的组建

4．3．3 装置的性能测试

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢

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