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CN116046106A - 一种加油检测装置、气体罗茨流量计及其加油检测方法 - Google Patents

一种加油检测装置、气体罗茨流量计及其加油检测方法 Download PDF

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CN116046106A
CN116046106A CN202211540456.8A CN202211540456A CN116046106A CN 116046106 A CN116046106 A CN 116046106A CN 202211540456 A CN202211540456 A CN 202211540456A CN 116046106 A CN116046106 A CN 116046106A
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CN
China
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infrared
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tube
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Application number
CN202211540456.8A
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徐新源
王晶
武军朝
杨晓龙
李博
何习望
苏佳伟
柳秋萍
王云飞
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Shaanxi Aero Space Power Hi Tech Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Aero Space Power Hi Tech Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种加油检测装置、气体罗茨流量计及加油检测方法。解决现有技术中存在的气体罗茨流量计在使用时，由于维护不及时，经常出现因润滑油的缺少、变质，导致轴、轴承的磨损，从而影响计量精度，甚至出现卡死的现象问题。加油检测装置包括控制模块、与控制模块连接的油位检测红外线接收管、油位检测红外线发射管、油质检测红外线接收管、油质检测红外线发射管、以及左往右依次连接的透射与反射件、折射与反射件和护套，通过红外线发射出的与接收到的光信号信息的差异，来实现油位与油质的检测；本发明还提出一种基于加油检测装置的气体罗茨流量计及加油检测方法。

Description

一种加油检测装置、气体罗茨流量计及其加油检测方法
技术领域
本发明涉及流量计，具体涉及一种加油检测装置、气体罗茨流量计及加油检测方法。
背景技术
气体罗茨流量计是容积式仪表，因其具有量程范围宽、始动流量低、计量精度高、压损小、重复性好的特点，广泛应用于天然气、煤制气、惰性气体、空气等气体的流量计量，是国内外城市、油田化工的理想流量计计量装置。
气体罗茨流量计在使用时，由于维护不及时，经常出现因润滑油的缺少、变质，导致轴、轴承的磨损，从而影响计量精度，甚至出现卡死的现象，但是现有的气体罗茨流量计并没有针对润滑油的缺少、变质的监测的功能。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的气体罗茨流量计在使用时，由于维护不及时，经常出现因润滑油的缺少、变质，导致轴、轴承的磨损，从而影响计量精度，甚至出现卡死现象的技术问题，而提供一种加油检测装置、气体罗茨流量计及加油检测方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种加油检测装置，其特殊之处在于：
包括控制模块、与控制模块连接的油位检测红外线接收管、油位检测红外线发射管、油质检测红外线接收管及油质检测红外线发射管，以及从前往后依次连接的透射与反射件、折射与反射件和护套；
所述油质检测红外线接收管的后端、油质检测红外线发射管的后端、控制模块、油位检测红外线接收管以及油位检测红外线发射管均设置在护套内；
位于油位检测红外线接收管以及油位检测红外线发射管处的护套开设有供红外线出射或入射的红外线孔；
所述护套通过环氧树脂灌封密封；
所述折射与反射件设置在油位检测红外线发射管的出射光路上，用于对油位检测红外线发射管出射的红外线进行两次反射后被油位检测红外线接收管接收，或者，对油位检测红外线发射管出射的红外线进行反射与折射、反射后被油位检测红外线接收管接收；
所述油质检测红外线接收管和油质检测红外线发射管分别位于述护套前端面的两侧且分布在折射与反射件两侧；
所述透射与反射件设置在油质检测红外线发射管的出射光路上，包括依次设置的凹透面、反射面以及凸透面，油质检测红外线发射管出射的红外线经过凹透面透射到反射面，再经反射面全反射到凸透面，然后经凸透面透射的红外线被油质检测红外线接收管接收；
所述控制模块与被测流量计的积算仪通过电缆连接，用于控制油位检测红外线接收管、油位检测红外线发射管、油质检测红外线接收管、油质检测红外线发射管的通断，并将油位检测红外线接收管和油质检测红外线接收管接收到的光学信息以及油位检测红外线发射管和油质检测红外线发射管发射出的光学信息传递到积算仪。
进一步地，所述护套选用不锈钢材质。
进一步地，还包括过线螺栓；
所述过线螺栓与护套的后端连接，电缆穿过过线螺栓后与积算仪连接。
进一步地，所述透射与反射件、折射与反射件均选用有机玻璃材质。
进一步地，所述透射与反射件、折射与反射件和护套轴线重合；
所述油位检测红外线接收管和油位检测红外线发射管沿所述轴线对称设置，所述油质检测红外线接收管和油质检测红外线发射管沿所述轴线对称设置。
本发明还提出一种气体罗茨流量计，其特殊之处在于：其油腔上安装有上述一种加油检测装置；
所述加油检测装置中油质检测红外线发射管与油腔内的油液接触。
进一步地，所述加油检测装置通过窥镜套安装在流量计的油腔上；
所述窥镜套内壁为与加油检测装置护套外壁相适配的通孔；
所述护套一端穿过所述通孔，从而使得油质检测红外线接收管和/或油质检测红外线发射管与油腔内的油液接触。
进一步地，所述窥镜套材质为玻璃材质。
本发明还提出一种气体罗茨流量计的加油检测方法：采用上述加油检测装置，具体包括以下步骤：
步骤1：将加油检测装置安装到气体罗茨流量计上，并在控制模块上设置采集周期T，采集并记录初始油位与初始油质信息；在气体罗茨流量计的积算仪上设置油位阈值X与油质阈值Y；
步骤2：采集周期开始
步骤3：进行油质与油位检测
步骤3.1：油位检测
步骤3.1.1：油位检测红外线发射管发射红外线，经过折射与反射件后被油位检测红外线接收管接收；通过控制模块将发射、接收到的信息传递到积算仪，积算仪对油位检测红外线发射管发射出的红外线以及油位检测红外线接收管接收到的红外线进行数据处理,分别得到A1与A2；
步骤3.1.2：若A1-A2＜X，则表示油量过少，记录油位报警周期，暂停气体罗茨流量计的使用后进行加油，加油后的油位作为下一轮检测的初始油位，返回步骤3.1.1，若A1-A2≥X，则表示油量正常，不需要加油，可以正常使用，并进行步骤3.2；
其中，油位报警周期为从初始油位到达当前油位所用的周期数；
步骤3.2：油质检测
步骤3.2.1：油质检测红外线发射管发射红外线，经过透射与反射件后被油质检测红外线接收管接收；通过控制模块将发射、接收到的信息传递到积算仪，积算仪对油质检测红外线发射管发射出的红外线以及油位检测红外线接收管接收到的红外线进行数据处理，得到B1与B2；
步骤3.2.2：若B1-B2＞Y时，表示被测腔体内的润滑油质浑浊、杂质较多，记录油质报警周期，暂停气体罗茨流量计的使用后对油腔进行清洗，重新添加油液后的油质作为下一轮检测的初始油质，返回步骤3.2.1；反之，则表示油箱内的润滑油油质正常，进行步骤4；
其中，油质报警周期为从初始油质到达当前油质所用的周期数；
步骤4：气体罗茨流量计正常使用，直至本次周期结束，下次周期开始时返回步骤2。
进一步地，还包括：步骤5：轴承健康状况监测
重复步骤2-4至少两次，至少得到两组步骤3.1.2中的油位报警周期以及步骤3.2.2中的油质报警周期，若第一次油位报警周期与最后一次报警周期的时间差小于Z且第一次油质报警周期与最后一次的油质报警周期的时间差小于G，则表示轴承磨损，暂停流量计的使用，并对轴承进行检修；
其中：
Z为轴承状态良好时的两次油位报警周期时间差的所允许的正常误差值；
G为轴承状态良好时的两次油质报警周期时间差的所允许的正常误差值。
本发明的有益效果是：
1、本发明一种加油检测装置，通过设置的油位检测红外线接收管、油位检测红外线发射管、油质检测红外线接收管、油质检测红外线发射管、透射与反射件和折射与反射件实现了油位检测与油质检测双重功能，从而可以对油腔内油液的量与油质进行监控，提醒工作人员及时进行处理。
2、本发明一种气体罗茨流量计，通过将具有油位检测与油质检测双重功能的加油检测装置安装在气体罗茨流量计上，保证了气体罗茨流量计的检测精度，防止卡死的现象。
3、本发明一种气体罗茨流量计，通过定期对油质以及油液进行检测，可以预防因管道灰尘、残渣对流量计计量精度的影响；预防因长期不加油造成的流量计卡死的现象。
4、本发明一种气体罗茨流量计，通过对油位报警周期与油质报警周期的监测，可以预防流量计因润滑油的缺失导致流量计轴承的损伤，提高流量计的使用寿命。
5、本发明一种气体罗茨流量计，将加油检测装置与气体罗茨流量计积算仪上的物联网模块连接，提高了气体罗茨流量计运维的精细化管理程度。
6、本发明一种气体罗茨流量计的加油检测方法，可以实现对油箱内油液油位以及油质的监测与预警，保证气体罗茨流量计的安全运行。
附图说明
图1是本发明加油检测装置实施例剖视结构示意图；
图2是气体罗茨流量计的结构示意图；
图3是图2中A-A处剖视图；
图4是本发明加油检测装置油质检测原理示意图(油质良好)；
图5是本发明加油检测装置油质检测原理示意图(油质浑浊)；
图6是本发明加油检测装置油位检测原理示意图(油位较高)；
图7是本发明加油检测装置油位检测原理示意图(油位较低)；
图8是控制模块的原理示意图。
图中，1、油位检测红外线接收管；2、油位检测红外线发射管；3、油质检测红外线接收管；4、油质检测红外线发射管；5、透射与反射件；6、折射与反射件；7、护套；8、过线螺栓；9、窥镜套；10、控制模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种加油检测装置、气体罗茨流量计及加油检测方法作进一步详细说明。根据下面具体实施方式，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。
在本发明的描述中，还需要说明的是，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，还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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种加油检测装置，如图1所示，包括控制模块10、与控制模块10连接的油位检测红外线接收管1、油位检测红外线发射管2、油质检测红外线接收管3、油质检测红外线发射管4、以及左往右依次连接的透射与反射件5、折射与反射件6、护套7和过线螺栓8；
透射与反射件5、折射与反射件6、护套7和过线螺栓8轴线重合；
控制模块10与被测流量计的积算仪通过电缆连接，用于控制油位检测红外线接收管1、油位检测红外线发射管2、油质检测红外线接收管3、油质检测红外线发射管4，并将油位检测红外线接收管1和油质检测红外线接收管3接收到的光学信息以及油位检测红外线发射管2和油质检测红外线发射管4发射出的光学信息传递到积算仪，积算仪对接收到的信息进行数据处理及显示；
油质检测红外线接收管3的后端、油质检测红外线发射管4的后端、控制模块10、油位检测红外线接收管1以及油位检测红外线发射管2均设置在护套7内；位于油位检测红外线接收管1以及油位检测红外线发射管2处的护套7开设有供红外线出射或入射的红外线孔，从而使得油位检测红外线发射管2发出的红外线可以经过红外线孔后出射到折射与反射件6，再从折射与反射件6、红外线孔被油位检测红外线接收管1接收。
护套7通过环氧树脂灌封密封；
油位检测红外线接收管1和油位检测红外线发射管2对称分布在折射与反射件6轴线两侧，且位于折射与反射件6从左向右的投影面内；
折射与反射件6设置在油位检测红外线发射管2的出射光路上，用于对油位检测红外线发射管2出射的红外线进行两次反射后被油位检测红外线接收管1接收，或者，对油位检测红外线发射管2出射的红外线进行反射与折射、反射后被油位检测红外线接收管1接收,具体的，折射与反射件6包括第一侧面与第二侧面，第一侧面用于只对油位检测红外线发射管2发射出的红外线进行反射和/或折射；第二侧面用于只对第一侧面反射的红外线进行二次反射；油位检测红外线接收管1用于接收第二侧面反射的红外线；
油质检测红外线接收管3和油质检测红外线发射管4对称分布在护套7两侧；
透射与反射件5设置在油质检测红外线发射管4的出射光路上，包括依次设置的凹透面、反射面以及凸透面，油质检测红外线发射管4出射的红外线经过凹透面透射到反射面，再经反射面全反射到凸透面，然后经凸透面透射的红外线被油质检测红外线接收管3接收；
油质检测红外线接收管3用于接收凸透面透射出的红外线。
护套7选用不锈钢材质，第一反射件以及第二反射件选用有机玻璃材质。
基于上述加油检测装置的油质检测原理：如图4与图5所示，油质的检测通过油质检测红外线发射管4发射出的红外光源透过润滑油后，光源进入传感器顶端的凹透镜面，再经传感器顶端反射透面反射出传感器顶端，光源射向油质检测红外线接收管3接收。当被测腔体内的润滑油质浑浊、杂质较多时，油质检测红外线接收管3接收到光信号较弱；当被测腔体内的润滑油质清澈时，油质检测红外线接收管3接收到光信号较强。
基于上述加油检测装置的油位检测原理：如图6与图7所示，当腔体内润滑油充足时，油位检测红外线发射管2发射出的红外光线在传感器与油体的接触面产生折射，导致反射回油位检测红外线接收管1接收到的光源信号衰弱；当腔体内润滑油降低到需加油线位时，油位检测红外线发射管2发射出的红外光线在传感器与油体不再接触产生折射，反射回油位检测红外线接收管1接收到的光源信号较强。
本发明还提出一种气体罗茨流量计，如图2与图3所示，其油腔上通过密封圈密封安装有玻璃材质的窥镜套9，加油检测装置通过窥镜套9安装在流量计的油腔上；窥镜套9内壁为与加油检测装置护套7外壁相适配的通孔，护套7一端穿过所述通孔，从而使得油质检测红外线接收管3和/或油质检测红外线发射管4与油腔内的油液接触；将加油检测装置通过卡扣安装在窥镜套9上，安装时，保证油质检测红外线发射管4与油液接触，并且油位合适时，透射与反射件5、折射与反射件6的中轴线与油位平齐。
基于上述气体罗茨流量计，提出气体罗茨流量计的加油检测方法：具体包括以下步骤：
步骤1：将加油检测装置安装到气体罗茨流量计上，并在控制模块10上设置采集周期T，并记录初始油位与油质信息；在气体罗茨流量计的积算仪上设置油位阈值X与油质阈值Y；
步骤2：周期开始
步骤3：进行油质与油位检测
步骤3.1：油位检测
步骤3.1.1：油位检测红外线发射管2发射红外线，经过折射与反射件6后被油位检测红外线接收管1接收；通过控制模块10将发射、接收到的信息传递到积算仪，积算仪对油位检测红外线发射管2发射出的红外线以及油位检测红外线接收管1接收到的红外线进行数据处理,分别得到A1与A2；积算仪对得到的数据进行显示与预警，控制模块10的原理如图8所示；
具体的：加油检测装置与气体罗茨流量计的积算仪通过数据进行交互后，积算仪将分析比较的数据通过积算仪的用户告警模块(用户告警模块包含液晶屏显示或仪表面板的LED警示灯)向用户进行现场展示，也可通过无线通讯模块向用户发送告警通知信息；
步骤3.1.2：若A1-A2＜X，则表示油量过少，记录油位报警周期，暂停气体罗茨流量计的使用后进行加油，加油状态下可通过积算仪实时采集油位，并通过积算仪的液晶显示向用户进行提醒现场加油是否过多，加油后，返回步骤3.1.1，若A1-A2≥X，则表示油量正常，不需要加油，可以正常使用，并进行步骤3.2；积算仪对得到的数据进行显示预警；
其中，油位报警周期为当前油位以及从初始油位到达当前油位所用的时间；
具体的：加油检测装置与气体罗茨流量计的积算仪通过数据进行交互后，积算仪将分析比较的数据通过积算仪的用户告警模块(用户告警模块包含液晶屏显示或仪表面板的LED警示灯)向用户进行现场展示，也可通过无线通讯模块向用户发送告警通知信息；
步骤3.2：油质检测
步骤3.2.1：油质检测红外线发射管4发射红外线，经过透射与反射件5后被油质检测红外线接收管3接收；通过控制模块将发射、接收到的信息传递到积算仪，积算仪对油质检测红外线发射管4发射出的红外线以及油质检测红外线接收管3接收到的红外线进行数据处理，得到B1与B2；
步骤3.2.2：若B1-B2＞Y时，表示被测腔体内的润滑油质浑浊、杂质较多，记录油质报警周期，并暂停气体罗茨流量计的使用后对油腔进行清洗，重新添加油液，加油状态下可通过积算仪实时采集油质，并通过积算仪的液晶显示向用户进行提醒现场油腔是否清洗干净，加油结束后，返回步骤3.2.1；反之，则表示油箱内的润滑油油质正常，进行步骤4；
其中，油质报警周期为当前油质以及从初始油质到达当前油质所用的时间；
步骤4：气体罗茨流量计正常使用，直至本次周期结束，下次周期开始时返回步骤2；
步骤5：轴承健康状况监测
重复步骤2-4多次，至少得到两组步骤3.1.2中的油位报警周期以及步骤3.2.2中的油质报警周期，若第一次油位报警周期与最后一次报警周期的时间差小于Z且第一次油质报警周期与最后一次的油质报警周期的时间差小于G，则表示轴承磨损，暂停流量计的使用，并对轴承进行检修；
其中：
Z为轴承状态良好时的两次油位报警周期时间差的所允许的正常误差值；
G为轴承状态良好时的两次油质报警周期时间差的所允许的正常误差值。

Claims (10)

1.一种加油检测装置，其特征在于：
包括控制模块(10)、与控制模块(10)连接的油位检测红外线接收管(1)、油位检测红外线发射管(2)、油质检测红外线接收管(3)及油质检测红外线发射管(4)，以及从前往后依次连接的透射与反射件(5)、折射与反射件(6)和护套(7)；
所述油质检测红外线接收管(3)的后端、油质检测红外线发射管(4)的后端、控制模块(10)、油位检测红外线接收管(1)以及油位检测红外线发射管(2)均设置在护套(7)内；
位于油位检测红外线接收管(1)以及油位检测红外线发射管(2)处的护套(7)开设有供红外线出射或入射的红外线孔；
所述护套(7)通过环氧树脂灌封密封；
所述折射与反射件(6)设置在油位检测红外线发射管(2)的出射光路上，用于对油位检测红外线发射管(2)出射的红外线进行两次反射后被油位检测红外线接收管(1)接收，或者，对油位检测红外线发射管(2)出射的红外线进行反射与折射、反射后被油位检测红外线接收管(1)接收；
所述油质检测红外线接收管(3)和油质检测红外线发射管(4)分别位于述护套(7)前端面的两侧且分布在折射与反射件(6)两侧；
所述透射与反射件(5)设置在油质检测红外线发射管(4)的出射光路上，包括依次设置的凹透面、反射面以及凸透面，油质检测红外线发射管(4)出射的红外线经过凹透面透射到反射面，再经反射面全反射到凸透面，然后经凸透面透射的红外线被油质检测红外线接收管(3)接收；
所述控制模块(10)与被测流量计的积算仪通过电缆连接，用于控制油位检测红外线接收管(1)、油位检测红外线发射管(2)、油质检测红外线接收管(3)、油质检测红外线发射管(4)的通断，并将油位检测红外线接收管(1)和油质检测红外线接收管(3)接收到的光学信息以及油位检测红外线发射管(2)和油质检测红外线发射管(4)发射出的光学信息传递到积算仪。
2.根据权利要求1所述的一种加油检测装置，其特征在于：
所述护套(7)选用不锈钢材质。
3.根据权利要求2所述的一种加油检测装置，其特征在于：
还包括过线螺栓(8)；
所述过线螺栓(8)与护套(7)的后端连接，电缆穿过过线螺栓(8)后与积算仪连接。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种加油检测装置，其特征在于：所述透射与反射件(5)、折射与反射件(6)均选用有机玻璃材质。
5.根据权利要求4所述的一种加油检测装置，其特征在于：所述透射与反射件(5)、折射与反射件(6)和护套(7)轴线重合；
所述油位检测红外线接收管(1)和油位检测红外线发射管(2)沿所述轴线对称设置，所述油质检测红外线接收管(3)和油质检测红外线发射管(4)沿所述轴线对称设置。
6.一种气体罗茨流量计，其特征在于：其油腔上安装有如权利要求1所述的一种加油检测装置；
所述加油检测装置中油质检测红外线发射管(4)与油腔内的油液接触。
7.根据权利要求6所述的一种气体罗茨流量计，其特征在于：所述加油检测装置通过窥镜套(9)安装在流量计的油腔上；
所述窥镜套(9)内壁为与加油检测装置护套(7)外壁相适配的通孔；
所述护套(7)一端穿过所述通孔，从而使得油质检测红外线接收管(3)和/或油质检测红外线发射管(4)与油腔内的油液接触。
8.根据权利要求7所述的一种气体罗茨流量计，其特征在于：
所述窥镜套(9)材质为玻璃材质。
9.一种气体罗茨流量计的加油检测方法，采用权利要求1所述的一种加油检测装置，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：将加油检测装置安装到气体罗茨流量计上，并在控制模块(10)上设置采集周期T，采集并记录初始油位与初始油质信息；在气体罗茨流量计的积算仪上设置油位阈值X与油质阈值Y；
步骤2：采集周期开始
步骤3：进行油质与油位检测
步骤3.1：油位检测
步骤3.1.1：油位检测红外线发射管(2)发射红外线，经过折射与反射件(6)后被油位检测红外线接收管(1)接收；通过控制模块(10)将发射、接收到的信息传递到积算仪，积算仪对油位检测红外线发射管(2)发射出的红外线以及油位检测红外线接收管(1)接收到的红外线进行数据处理,分别得到A1与A2；
步骤3.1.2：若A1-A2＜X，则表示油量过少，记录油位报警周期，暂停气体罗茨流量计的使用后进行加油，加油后的油位作为下一轮检测的初始油位，返回步骤3.1.1，若A1-A2≥X，则表示油量正常，不需要加油，可以正常使用，并进行步骤3.2；
其中，油位报警周期为从初始油位到达当前油位所用的周期数；
步骤3.2：油质检测
步骤3.2.1：油质检测红外线发射管(4)发射红外线，经过透射与反射件(5)后被油质检测红外线接收管(3)接收；通过控制模块(10)将发射、接收到的信息传递到积算仪，积算仪对油质检测红外线发射管(4)发射出的红外线以及油位检测红外线接收管(3)接收到的红外线进行数据处理，得到B1与B2；
步骤3.2.2：若B1-B2＞Y时，表示被测腔体内的润滑油质浑浊、杂质较多，记录油质报警周期，暂停气体罗茨流量计的使用后对油腔进行清洗，重新添加油液后的油质作为下一轮检测的初始油质，返回步骤3.2.1；反之，则表示油箱内的润滑油油质正常，进行步骤4；
其中，油质报警周期为从初始油质到达当前油质所用的周期数；
步骤4：气体罗茨流量计正常使用，直至本次周期结束，下次周期开始时返回步骤2。
10.根据权利要求9所述的一种气体罗茨流量计的加油检测方法，其特征在于：
还包括：步骤5：轴承健康状况监测
重复步骤2-4至少两次，至少得到两组步骤3.1.2中的油位报警周期以及步骤3.2.2中的油质报警周期，若第一次油位报警周期与最后一次报警周期的时间差小于Z且第一次油质报警周期与最后一次的油质报警周期的时间差小于G，则表示轴承磨损，暂停流量计的使用，并对轴承进行检修；
其中：
Z为轴承状态良好时的两次油位报警周期时间差的所允许的正常误差值；G为轴承状态良好时的两次油质报警周期时间差的所允许的正常误差值。
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