基于压差法油液污染在线监测研究

　　现代液压技术的应用和发展使油液的污染监测和控制的重要性更为突出。有关资料表明，油液污染是液压系统发生故障及液压元件早期磨损或损坏的主要原因，由此引起的损失约占液压系统故障损失的70%～80%，液压系统的故障大约有75% 是由于油液及污染造成的，油液污染已成为液压系统最主要的故障根源。本文对基于压差法的油液污染在线监测系统进行了设计，研究一种可用于生产现场的在线监测系统。

　　1 油液污染度与压差的关系

　　液压油液经虑油器时，由于过滤介质对油液的阻力而产生一定的压力损失，这样在虑油器进油口和出油口之间产生一定的压差，如图1 所示。

　　设虑油器进油口压力为p1，出油口压力为p2，则滤膜前后压差△p(t)为

　　式中δ——过滤介质厚度

　　η——油液动力粘度

　　α——虑油器介质的透气性

　　o ——流经虑油器的流量

　　A ——过滤介质的有效过滤面积压差变化率为

　　式中时刻压差的采样值

　　ΔP(t)—t刻压差的采样值

　　ΔT—采样周期

　　当△T足够小时，文献[2]经过推导得出了液压油液对某一尺寸颗粒的污染浓度与过滤器两端压差△p(t)及压差变化率关系式

　　式中, 与过滤器结构参数有关的物理量,是一个与流量Q 有关的系数。

　　由式(1)可知，当已知t 时刻的压差△p(t)及压差变化率d△p(t)/dt，便可得出此时刻系统油液的污染度N(t)。由此可得出以下结论：当在过滤器进、出油口分别安装一个油压传感器,实时检测两端的压力, 并安装一个流量传感器, 以检测通过滤油器的流量。设t 时刻测得进油口压力为p1，出油口压力为p2，则压差;对于过滤两端压差变化率d△p( t )/dt 可表示为;根据所测得的压差及压差变化率，式(1)可以计算出油液的污染浓度N(t)，从而得知系统的污染状况。

　　2 油液污染监测系统的实现

　　2.1 油液污染监测回路

　　图2为液压系统污染监测部分工作状态在线监测的原理图。

　　液压系统的油液经过流量控制阀1 通过监测装置，流量控制阀1 和卸压阀相互配合以便得到污染监测装置所需的合适油液。经过监测装置的油液流经流量控制阀2进入油箱，流量控制阀2 用来调节油液流量，使之不受压力和压力脉动的影响。

　　2.2 污染监测部分的功能

　　图3 为污染监测部分功能示意图。