本發(fā)明涉及一種基于紅外激光技術的多參數一體化油液傳感器，屬于油液在線診斷技術領域。

背景技術：

作為一種快速、高效和環(huán)境友好的分析技術，近紅外分析方法在石油化工中的應用越來越受到人們的普遍重視。對于一種測試樣品而言，采用近紅外分析方法同時測定多種性質則更有利于近紅外分析方法特點的發(fā)揮。

粘度指數是表征潤滑油粘溫性能的重要參數,也是API 分類中重要的質量指標之一，建立基礎油粘度指數的快速分析方法對潤滑油基礎油的生產過程控制及潤滑油的研制、調配具有重要的指導意義。目前粘度指數是通過測定40 e 和100 e 粘度計算的，方法比較復雜，而采用近紅外分析方法有可能快速簡便地測定基礎油粘度指數，

油液監(jiān)測技術通過對設備在用潤滑油定期取樣分析，一方面能有效地分析設備在用潤滑油的質量狀態(tài)，指導視情換油，確保設備的可靠潤滑；另一方面則能有效地分析評判設備的磨損狀態(tài)及磨損故障的原因，指導設備的視情維護和保養(yǎng)，確保設備安全運行。

潤滑油中水分含量是油液監(jiān)測的重要指標之一。水分的存在，會促使油品氧化變質，破壞油膜的形成，使?jié)櫥Ч儾?，造成設備的腐蝕、銹蝕，使油品容易產生沉渣，而且會使添加劑(尤其是金屬鹽類)發(fā)生水解反應而失效，產生沉淀，堵塞油路，妨礙潤滑油的循環(huán)和供應。不僅如此，潤滑油的水分，在使用溫度低時，由于接近冰點使?jié)櫥土鲃有宰儾?，黏溫性變壞；而使用溫度高時，水會汽化，不但破壞油膜而且產生氣阻，影響潤滑油的循環(huán)。紅外光譜是近年來在油液監(jiān)測中得到不斷推廣應用的新技術，它可以從物質分子的水平上，根據潤滑油組分中各官能團對紅外光譜吸收峰的出現和變化，定性或定量地了解潤滑油劣化變質的程度，操作過程簡單準確。紅外光譜法測定潤滑油中的水分含量就是其應用之一。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種采用紅外激光技術進行油液多參數同時檢測的一體化傳感器，能夠利用單一傳感器結構同時測量油液的粘度、溫度、顆粒度、酸值、水含量等多個參數信息，并且探頭結構一體化、小型化，安裝簡便，檢測速度快、精度高，利于油液的實時狀態(tài)監(jiān)測及分析。

為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下。

一種基于紅外激光技術的多參數一體化油液傳感器，包括光路調制單元、光電信號轉換單元和信號處理模塊，其中，光路調制單元與光電信號轉換單元連接，信號處理模塊與光電信號轉換單元相互連接，光路調制單元采用可調諧半導體激光器調制不同波長范圍的紅外光，經第一分束器、第二分束器分別用于溫度測量、顆粒檢測和紅外光譜分析；光電信號轉換單元通過光電探測器將紅外測溫信號轉換為電信號，通過光電接收管將顆粒投影信號轉換為電信號，通過檢測器將干涉光信號轉換為紅外光譜信息；信號處理模塊利用放大電路對微小電信號進行放大調理，通過紅外光譜對比分析確定物質含量，并整合油液各參數數據運用收斂算法進行邏輯校驗，最終輸出數字信號。

上述系統(tǒng)的光路過程為，可調諧半導體激光器發(fā)出紅外激光，經過第一分束器后，一部分紅外激光到達透鏡組，另外一部分由第一分束器穿過油通路被光電探測器和光電接收管所接收；穿過透鏡組的紅外激光繼續(xù)前行到達第二分束器，一部分紅外激光被定鏡反射回來，另一部分紅外激光穿過油通路被檢測器所檢測；穿過第二分束器的部分紅外激光被動鏡所接收并反射回來。

根據朗伯比耳定律，油液的水含量參數可以通過測定H-OH官能團來計算，酸值參數可以通過測定COOH官能團來計算，粘度指數則可以通過測定X-H官能團來計算。這三類官能團均在紅外光譜中有著不同的譜峰位置，通過控制可調諧半導體激光器的工作電流和工作溫度，可以產生不同波長范圍的紅外光去測定不同官能團，進而測算出油液的粘度、溫度、顆粒度、酸值、水含量參數。

該發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明僅采用紅外激光技術通過單一傳感器結構實現了多個油液參數的同時在線測量，包括粘度、溫度、顆粒度、酸值、水含量。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明實施例中所使用多參數一體化油液傳感器結構示意圖。

圖2 是本發(fā)明實施例中所使用多參數一體化油液傳感器內部光路示意圖。

圖中標記說明：1、可調諧半導體激光器；2、第一分束器；3、透鏡組；4、定鏡；5、第二分束器；6、動鏡；7、油通路；8、光電探測器；9、光電接收管；10、檢測器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施方式進行描述，以便更好的理解本發(fā)明。

實施例

如圖1所示的的基于紅外激光技術的多參數一體化油液傳感器，包括光路調制單元、光電信號轉換單元和信號處理模塊，其中，光路調制單元與光電信號轉換單元連接，信號處理模塊與光電信號轉換單元相互連接，光路調制單元采用可調諧半導體激光器調制不同波長范圍的紅外光，經第一分束器、第二分束器分別用于溫度測量、顆粒檢測和紅外光譜分析；光電信號轉換單元通過光電探測器將紅外測溫信號轉換為電信號，通過光電接收管將顆粒投影信號轉換為電信號，通過檢測器將干涉光信號轉換為紅外光譜信息；信號處理模塊利用放大電路對微小電信號進行放大調理，通過紅外光譜對比分析確定物質含量，并整合油液各參數數據運用收斂算法進行邏輯校驗，最終輸出數字信號。

如圖2所示，上述系統(tǒng)的光路過程為，可調諧半導體激光器1發(fā)出紅外激光，經過第一分束器2后，一部分紅外激光到達透鏡組3，另外一部分由第一分束器2穿過油通路7被光電探測器8和光電接收管9所接收；穿過透鏡組3的紅外激光繼續(xù)前行到達第二分束器5，一部分紅外激光被定鏡4反射回來，另一部分紅外激光穿過油通路7被檢測器10所檢測；穿過第二分束器5的部分紅外激光被動鏡6所接收并反射回來。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。