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专利名称：基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车技术领域，涉及ー种基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置。
背景技术：
汽车、工程机械等机械设备中，润滑油良好的运行エ况，能为设备的安全运行提供重要保证，由于设备运行エ况极其复杂，内外因素随时都会对系统和设备产生影响而引发早期的设备隐患，如外界或内部产生的水和污染度短期内聚集或突然増加；齿轮，轴承的早期磨损故障；这些通过常规定期检验室不可能检测到的，而在线润滑监测系统能对润滑和设备运行エ况实时监测和分析，为设备维护保养提供可靠的依据，因此对润滑油的品质进行检测分析，确保机械设备的润滑状态就显得尤为重要。目前常见的润滑油检测技术有电容、电感、颗粒计数等手段，但基于以上检测方法的检测仪器检测周期长、使用不便、价格昂 贵，不利于工程现场广泛采用。光探測器，又称光检测器，是光接收机的首要部分，光探测器是光纤传感器构成的ー个重要部分，它的性能指标将直接影响传感器的性能。能检测出入射到其面上的光功率，并把这个光功率的变化转化为相应的电流。现有中国专利文献公开了ー种基于双光路的在线油液监测传感器[申请号CN200410013354. 6]，包括Y型光纤耦合器，其Y型光纤耦合器的输入端由光纤与光源相连，Y型光纤耦合器的输出端分为ニ路，分别与ニ路入射光纤的一端相连，一路入射光纤的另一端与自聚焦透镜相接触，另一路入射光纤的另一端与自聚焦透镜相接触，自聚焦透镜位于參考油池的后方，出射光纤的一端与自聚焦透镜相接触，出射光纤的另一端与光探測器相连，光探測器由数据线与计算机相连接，參考油液位于參考油池内。该发明通过Y型光纤耦合器将光源分ニ路，但是其ニ路信号的检测都需要经过各自的自聚焦透镜才能传输到光探测器上进行检测且需要分别通过各自的光探测器进行检测，结构复杂。
发明内容本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种用于检测润滑油污染度且结构简单的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置。本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，包括光源和光探測器，在所述光源和光探測器之间设有用于检测润滑油污染度的油池測量结构和用于将光源一分为ニ的光纤耦合器，所述光纤耦合器的输入端与光源连接，所述光纤耦合器的第一输出端、上述的油池測量结构和上述的光探測器依次连接形成第一光路并在第一光路上设置第一开关，所述光纤耦合器的第二输出端与上述的光探测器连接形成第二光路并在第二光路上设置第二开关。本基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，其光源与光纤耦合器连接，光纤I禹合器将光源发出的光分两路传输，第一光路由光纤I禹合器的第一输出端与油池測量结构和光探測器依次连接，第二光路由光纤耦合器的第二输出端与光探测器连接，在这两条光路上分別设置有第一开关和第二开关，通过分别控制第一开关和第二关开关的开启和关闭来分别检测第一光路和第二光路的光信号并对输出的光信号进行处理。在上述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置中，所述的油池测量结构包括測量油池，在測量油池两端分别连接有第一自聚焦透镜和第二自聚焦透镜，所述的第一自聚焦透镜通过光纤与光纤耦合器的第一输出端连接，所述第二自聚焦透镜通过光纤与所述光探测器连接。在上述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置中，所述的第一开关设置在所述光纤耦合器的第一输出端和第一自聚焦透镜之间。在上述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置中，所述的第二开关设置在第二输出端与上述的光探測器之间。在上述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置中，所述的光纤耦·合器为1X2双路光纤耦合器。在上述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置中，所述的光源采用単色性好的发光二极管。该发光二级管能在短时间内输出稳定的光強。在上述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置中，所述的测量油池呈管状并采用石英玻璃制成。该测量油池采用石英玻璃制成是因其具有耐高温、膨胀系数低、耐热震性、化学稳定性和电绝缘性能良好的特点，井能透过紫外线和红外线。与现有技术相比，本基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置具有以下优点I、本实用新型通过分别控制第一开关和第二开关的开启和关闭来检测两条光路的光信号且通过单个光探測器来进行润滑油污染度的检测，其结构简単。2、本实用新型利用光纤直接传导代替对比油路，简化了润滑油污染度检测装置。

图I是本实用新型的原理结构图。图中，I、光源；2、油池测量结构；21、测量油池；22、第一自聚焦透镜；23、第二自聚
焦透镜；3、光探测器；4、光纤稱合器；5、第一开关；6、第二开关。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进ー步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。如图I所示，本基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，包括光源I和光探測器3，在光源I和光探測器3之间设有用于检测润滑油污染度的油池測量结构2和用于将光源I 一分为ニ的光纤稱合器4,光纤稱合器4的输入端与光源I连接，光纤稱合器4的第一输出端、油池測量结构2和上述光探測器3依次连接形成第一光路并在第一光路上设置第一开关5，光纤耦合器4的第二输出端与上述的光探測器3连接形成第二光路并在第ニ光路上设置第二开关6。具体来说，油池測量结构2包括測量油池21，在測量油池21两端分别连接有第一自聚焦透镜22和第二自聚焦透镜23,第一自聚焦透镜22通过光纤与光纤稱合器4的第一输出端连接，第二自聚焦透镜23通过光纤与光探測器3连接，其測量油池21呈管状并采用石英玻璃制成，该测量油池21采用石英玻璃制成是因其具有耐高温、膨胀系数低、耐热震性、化学稳定性和电绝缘性能良好的特点，井能透过紫外线和红外线；第ー开关5设置在光纤率禹合器4的第一输出端和第一自聚焦透镜22之间；第二开关6设置在第二输出端与光探测器3之间；光纤耦合器4为I X 2双路光纤耦合器；光源I采用单色性好的发光二极管，该发光二级管能在短时间内输出稳定的光强。本基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置通过光纤耦合器4将光源I发出的光分两路传输，第一光路由光纤I禹合器4的第一输出端与油池测量结构2和光探測器3依次连接组成，第二光路由光纤耦合器4的第二输出端与光探測器3连接组成，在这两条光路上分別设置有第一开关5和第二开关6，通过分别控制第一开关5和第二关开关的开启和关闭来分别检测第一光路和第二光路的光信号并对输出的光信号进行处理。使用时，选取净油时刻和检测时刻两个时间点，将第一开关5闭合、第二开关6开启时，光源11中发出的光，通过光纤传输到与光纤I禹合器4第一输出端连接的第一光路,通过光纤传输光到第一自聚焦透镜22后转换为平行光入射到測量油池21中，平行光经测量油池21后通过第二自聚焦透镜23汇集平行光并通过光纤传输光到光探測器3中，光探測器3分别检测该第一光路在净油时刻和污油时刻的光信号；将第一开关5开启、第二开关6闭合时，光源11中发出的光，通过光纤传输到与光纤I禹合器4第二输出端连接的第二光路，通过光纤传输光给光探測器3，光探測器3分别检测该第二光路在净油时刻和污油时刻的光信号，该第二光路为一空气通路，其利用光纤直接传导代替对比油路；光探測器3将所测的四个输出信号通过数据线传输给计算机，通过计算机对该四个输出信号进行分析处理获得反应润滑油污染度的变化数据，其具体分析步骤如下I、选取净油时刻与检测时刻两个时间点，将第一开关5开启、第二开关6关闭或者将第一开关5关闭、第二开关6开启，光探測器3分别检测到四个输出信号，根据Beer-Lambert定律可得到净油时 1=，Q2' =ma 山e-TL;油污时 ,Q2" = a-m) a 2I2e_TL ;式中，τι、τ2、τ分别是与光强无关的净油、污油以及空气的衰减系数，L是2个通路的測量光程，I为入射光激发电流強度，a为入射光激发ニ极管光电转换效率，m为光耦合器分光效率，Q1为经过油路后光強，Q2为经过光路后光强；2、设置光探測器3的接收端在两个时间点的光电转换效率为ApA2,计算可以得
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J ^1Q-X1Q2'' みみ由上式，光路经过光探測器3后输出电压之比T仅与τι、τ2有夫，从而不仅解决了传统光路光强测定困难、润滑油顔色不均匀性等外界因素的影响，还消除了光强不稳定性、光耦合原件分光学效率不同，不同润滑油顔色外界因素带来的误差，提高了測量精度。针对老化问题带来的光探測器3光电转换的不稳定性，巧妙利用光纤耦合器4以及光开关的结合。在某个测量时刻，分别开启与关闭第一开关5、第二开关6，检测出此时光探測器3所检测出的两个信号，将光探測器3所检测的不同电压信号做出比较，经过分析，可以获得
权利要求1.基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，包括光源(I)和光探測器(3)，其特征在于，在所述光源(I)和光探測器(3)之间设有用于检测润滑油污染度的油池測量结构(2)和用于将光源(I) 一分为ニ的光纤耦合器(4)，所述光纤耦合器(4)的输入端与光源(I)连接，所述光纤耦合器(4)的第一输出端、上述的油池測量结构(2)和上述的光探測器(3)依次连接形成第一光路并在第一光路上设置第一开关(5)，所述光纤耦合器(4)的第二输出端与上述的光探測器(3)连接形成第二光路并在第二光路上设置第二开关(6)。
2.根据权利要求I所述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，其特征在于，所述的油池測量结构(2)包括測量油池(21)，在測量油池(21)两端分别连接有第ー自聚焦透镜(22)和第二自聚焦透镜(23)，所述的第一自聚焦透镜(22)通过光纤与光纤耦合器(4)的第一输出端连接，所述第二自聚焦透镜(23)通过光纤与所述光探測器(3)连接。
3.根据权利要求2所述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，其特征在于，所述的第一开关(5)设置在所述光纤耦合器(4)的第一输出端和第一自聚焦透镜(22)之间。
4.根据权利要求I或2或3所述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，其特征在于，所述的第二开关(6)设置在第二输出端与上述的光探測器(3)之间。
5.根据权利要求I或2或3所述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，其特征在于，所述的光纤耦合器(4)为1X2双路光纤耦合器(4)。
6.根据权利要求I或2或3所述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，其特征在于，所述的光源(I)采用单色性好的发光二极管。
7.根据权利要求2或3所述的基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，其特征在于，所述的测量油池(21)呈管状并采用石英玻璃制成。
专利摘要本实用新型提供了一种基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，属于汽车技术领域。它解决了现有的润滑油污染度检测装置结构复杂的问题。基于光透技术的双通道单油池润滑油污染度检测装置，包括光源和光探测器，在光源和光探测器之间设有用于检测润滑油污染度的油池测量结构和用于将光源一分为二的光纤耦合器，光纤耦合器的输入端与光源连接，光纤耦合器的第一输出端、油池测量结构和上述的光探测器依次连接形成第一光路并在第一光路上设置第一开关，光纤耦合器的第二输出端与光探测器连接形成第二光路并在第二光路上设置第二开关。本检测装置结构简单且提高了检测润滑油污染度的精确度。
文档编号G01N21/59GK202486054SQ20122006776
公开日2012年10月10日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者任颖睦, 李如贤, 杨安志, 赵福全, 金吉刚 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司