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润滑油如何做水分检测?

来源:苏州金钻称重设备系统开发有限公司   2023年01月16日 09:55  

润滑油在使用的过程中,会因为种种原因混入水分, 使油液理化性能发生变化,影响整个系统的正常工作, 且极易生成稳定的乳化液、加速油的氧化过程和降低油润 滑性,是仅次于固体颗粒物的一种污染。因而有效地检 测油中的含水量,及时采取合理的治理措施一直是工业用 油的研究热点之一。通常对油中水分的检测采用离线检 测和水分传感器、红外光谱等在线检测的方法,这些方 法对油中水分的检测取得了一定的效果,但同时存在检测 仪器结构复杂、操作不便等,使其广泛应用受到一些限制。

润滑油在设备的运行过程中,由于某一开关元件工作状 态的改变,使油液流速发生急剧变化而引起油液振动的现象,属于非恒定流问题,油液在系统本体激振源作用下会 产生峰值较高的谐振信号,是一个典型的调幅包络信号。如 果油中含有一定含量的水分,则油水混合液产生的谐振信号 与纯油液产生的谐振信号有所区别,因而利用安装在油液管 路中的高精度压力传感器采集此谐振信号,经过分析就可获 取油中水分的含量。但压力传感器采集到谐振信号包含各 种能量较高的系统本体振动的各次谐波和其他干扰噪声,信 号的信噪比低,特别是油中水分含量较少时,油水混合液产 生的谐振信号十分微弱,因此找到有效的提取油中水分含量 的谐振信号特征是本文的关键之处。

传统上对此类信号进 行分析的方法是包络解调技术,而此技术在作频谱分析时往 往采用快速傅里叶变换( fast Fourier transformation,FFT) 方 法,FFT 方法是用频率不同的各复正弦分量的叠加来拟合线 性平稳信号,而对非平稳信号在时间轴上的任何突变,其频 谱将散布在整个频率轴上。对非平稳信号的处理需要进行 时频分析,如小波变换通过一种可伸缩和平移的小波对信号 变换,从而达到时频局域化分析的目的。但这种变换实际上 没有摆脱傅里叶变换的局限,它是一种窗口可调的傅里叶变换,其窗内的信号必须是平稳的。另外,小波变换是非 适应性的,小波基一旦选定,在整个信号分析过程中就只能 使用这一个小波基了。HHT ( Hilbert-Huang transform) 技术 是1998 年由 NASA 的 Narden E Huang 等人提出的新的信号 处理方法。

该方法适用于非线性非平稳的信号分析,被认为 是近年来对以傅里叶变换为基础的线性和稳态谱分析的一 个重大突破口,目前 HHT 技术已用于结构测试、图像处理和生物医学等领域的研究,并取得了较好的结果。 因此本文拟利用 HHT 对油中水分含量的调幅信号进行解调,获取 HHT 包络谱,将油中水分含量的信息从复杂的谐振信号中提取出来,并且根据解调结果判断油中水分含量的数 值,为油中水分含量的检测提供一种新的方法。


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