本實(shí)用新型涉及質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域，特別是指一種油品質(zhì)量檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

工業(yè)生產(chǎn)生活中，往往對(duì)使用的油類的質(zhì)量品質(zhì)有嚴(yán)格要求，如電廠運(yùn)行中的汽輪機(jī)油等，該類油品中的雜質(zhì)需進(jìn)行嚴(yán)格控制，使用前需對(duì)其中的污染雜質(zhì)的顆粒大小和數(shù)目進(jìn)行測(cè)量。現(xiàn)有技術(shù)中，往往采用篩分法、顯微鏡法、全息照相法、電感應(yīng)法、沉降法等，這些方法通常需要耗費(fèi)大量的人力物力，同時(shí)測(cè)量周期長(zhǎng)，檢測(cè)過程繁瑣，自動(dòng)化程度低，難以實(shí)現(xiàn)油類品質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種油品質(zhì)量檢測(cè)裝置，能夠準(zhǔn)確地對(duì)油類品質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并具有高度自動(dòng)化的特點(diǎn)。

基于上述目的本實(shí)用新型提供的一種油品質(zhì)量檢測(cè)裝置，包括光源、準(zhǔn)直透鏡、樣品池、油樣泵和散射光采集裝置；

所述光源產(chǎn)生的激光經(jīng)過所述準(zhǔn)直透鏡聚焦后穿過所述樣品池中的測(cè)量區(qū)，使得所述激光照射在所述測(cè)量區(qū)中被檢油樣中的雜質(zhì)顆粒上產(chǎn)生散射光；所述被檢油樣經(jīng)所述油樣泵的輸送作用流過所述樣品池；所述散射光采集裝置采集特定角度的所述散射光，并將采集到的所述散射光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后將所述電信號(hào)輸出至信號(hào)處理器。

所述散射光采集裝置包括光闌、聚光透鏡、光電探測(cè)器和采集卡，通過所述光闌的散射光經(jīng)所述聚光透鏡的會(huì)聚后被所述光電探測(cè)器接收，所述光電探測(cè)器將所述散射光的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后，由所述采集卡將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并輸出至信號(hào)處理器。

所述樣品池中設(shè)置有檢測(cè)區(qū)，所述檢測(cè)區(qū)采用狹長(zhǎng)設(shè)計(jì)，使得每一瞬間只有一個(gè)雜質(zhì)顆粒經(jīng)過所述測(cè)量區(qū)。

所述散射光采集裝置采集特定角度的所述散射光的方式包括同軸采光方式和異軸采光方式。

所述同軸采光方式為：所述散射光采集裝置的光軸與入射光光軸重合，所述散射光采集裝置散射立體角Δθ(Δθ＝θ₂-θ₁)范圍內(nèi)的散射光能。

所述異軸采光方式為：所述散射光采集裝置的光軸與入射光光軸不平行，所述散射光采集裝置采集雜質(zhì)顆粒在散射立體角Δθ(Δθ＝θ₂-θ₁)范圍內(nèi)散射光能。

所述光電探測(cè)器采用具有極高靈敏度的光電探測(cè)器。

所述油樣泵在輸送所述被檢油樣的同時(shí)對(duì)所述被檢油樣進(jìn)行攪拌。

從上面所述可以看出，本實(shí)用新型提供的一種油品質(zhì)量檢測(cè)裝置，通過檢測(cè)被檢油樣中雜質(zhì)顆粒的散射光能實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢油樣中雜質(zhì)顆粒的粒徑大小、數(shù)目和分布的檢測(cè)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)過程精簡(jiǎn)，自動(dòng)化程度高，能夠快速準(zhǔn)確地確定汽輪機(jī)油等油類中雜質(zhì)顆粒的粒徑大小、數(shù)目以及粒徑分布，從而快速準(zhǔn)確地判定汽輪機(jī)油等油類的污染程度，能夠?qū)τ皖惼焚|(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，節(jié)省了大量人力物力。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一種油品質(zhì)量檢測(cè)裝置圖；

圖2(a)為本實(shí)用新型實(shí)施例同軸采光方法示意圖；

圖2(b)為本實(shí)用新型實(shí)施例異軸采光方法示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例同軸采光系統(tǒng)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例異軸采光系統(tǒng)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1同軸采光系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)F-D對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例2異軸采光系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)F-D對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例一種油品質(zhì)量檢測(cè)裝置圖，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種油品質(zhì)量檢測(cè)裝置包括光源1、準(zhǔn)直透鏡2、樣品池3、油樣泵4和散射光采集裝置。光源1產(chǎn)生的激光經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡2的聚焦后穿過樣品池3中的測(cè)量區(qū)，使得所述激光照射在被檢油樣中的雜質(zhì)顆粒上產(chǎn)生散射光；其中，所述油樣經(jīng)油樣泵4的輸送作用流過樣品池3；設(shè)置多個(gè)散射光接收裝置接收不同的特定角度的散射光，所述散射光接收裝置包括光闌9、聚光透鏡10、光電探測(cè)器8和采集卡7。通過光闌9的散射光經(jīng)對(duì)應(yīng)的聚光透鏡10聚焦后被光電探測(cè)器8接收，光電探測(cè)器8將所述散射光的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后，由采集卡7將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并送入信號(hào)處理器6，信號(hào)處理器6對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理后，將處理結(jié)果輸出至輸出設(shè)備5。

準(zhǔn)直透鏡2用來將光源1產(chǎn)生的激光會(huì)聚，在樣品池3中形成一束細(xì)小明亮的束腰，所述測(cè)量區(qū)設(shè)定在所述束腰中；

樣品池3的測(cè)量區(qū)部分經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，所述測(cè)量區(qū)的流道采用狹長(zhǎng)設(shè)計(jì)，使得所述測(cè)量區(qū)的容積足夠小，每一瞬間只有一個(gè)雜質(zhì)顆粒經(jīng)過所述測(cè)量區(qū)。

油樣泵4在輸送所述被檢油樣的同時(shí)對(duì)所述被檢油樣進(jìn)行攪拌，使得被檢油樣中的雜質(zhì)顆粒均勻地散布在被檢油樣中，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。由于油類屬于高粘度液體，若沒有該設(shè)計(jì)，被檢油樣難以順利流暢地通過測(cè)量區(qū)，降低檢測(cè)效率。

被檢油樣中的雜質(zhì)顆粒經(jīng)過測(cè)量區(qū)時(shí)，受到激光照射產(chǎn)生散射光，雜質(zhì)顆粒的散射光分布與其粒徑大小密切相關(guān)，粒徑大小不同時(shí)，散射光的空間分布也就不同，因此設(shè)置多個(gè)散射光采集裝置采集特定角度的散射光。所述散射光采集裝置采集散射光的方法分為同軸采光和異軸采光，如圖2(a)所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例同軸采光方法示意圖，如圖2(b)所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例異軸采光方法示意圖。

如圖3所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例同軸采光系統(tǒng)示意圖，雜質(zhì)顆粒位于坐標(biāo)原點(diǎn)O，Z軸為入射光方向，散射光采集裝置的光軸與入射光光軸重合，所述同軸采光系統(tǒng)采集以Z軸為對(duì)稱軸，在散射角由θ₁到θ₂的范圍內(nèi)的散射光能，雜質(zhì)顆粒在散射立體角Δθ(Δθ＝θ₂-θ₁)范圍內(nèi)散射光能為：

其中，I₀是入射光強(qiáng)度，λ是光波長(zhǎng)，r是顆粒到觀察點(diǎn)之間的距離。i₁和i₂是散射強(qiáng)度函數(shù)，二者分別是波長(zhǎng)λ、粒徑D、雜質(zhì)顆粒相對(duì)折射率m和散射角θ的函數(shù)，i₁＝i₁(D,m,θ,λ)，i₂＝i₂(D,m,θ,λ)，已知入射光波長(zhǎng)λ和顆粒的相對(duì)折射率m，給定散射立體角θ₁/θ₂的數(shù)值后，即可得出該同軸采光系統(tǒng)的散射光能與粒徑之間的標(biāo)準(zhǔn)F-D對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線(光能-粒徑對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線)。

將采集到的雜質(zhì)顆粒散射光能與所述標(biāo)準(zhǔn)F-D對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線進(jìn)行比較，即可得出雜質(zhì)顆粒的粒徑大小。

如圖4所示，為本實(shí)用新型異軸采光系統(tǒng)示意圖，雜質(zhì)顆粒位于坐標(biāo)原點(diǎn)O，Z軸為入射光方向，散射光采集裝置的光軸與入射光光軸不平行，采光角θ₁、θ₂偏于Z軸的同一側(cè)，雜質(zhì)顆粒在散射立體角Δθ(Δθ＝θ₂-θ₁)范圍內(nèi)散射光能為:

其中，I₀是入射光強(qiáng)度，λ是光波長(zhǎng)，r是顆粒到觀察點(diǎn)之間的距離。i₁和i₂是散射強(qiáng)度函數(shù)，二者分別是波長(zhǎng)λ、粒徑D、雜質(zhì)顆粒相對(duì)折射率m和散射角θ的函數(shù)，i₁＝i₁(D,m,θ,λ)，i₂＝i₂(D,m,θ,λ)，已知入射光波長(zhǎng)λ和顆粒的相對(duì)折射率m，給定散射立體角θ₁/θ₂的數(shù)值后，即可得出該異軸采光系統(tǒng)的散射光能與粒徑之間的標(biāo)準(zhǔn)F-D對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。

將采集到的雜質(zhì)顆粒散射光能與所述標(biāo)準(zhǔn)F-D對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線進(jìn)行比較，即可得出雜質(zhì)顆粒的粒徑大小。

通過光闌9的散射光經(jīng)對(duì)應(yīng)的聚光透鏡10聚焦后被光電探測(cè)器8接收。單個(gè)雜質(zhì)顆粒的散射光十分微弱，光電探測(cè)器8采用具有高靈敏度和高信噪比的探測(cè)器，能夠?qū)⒚恳粋€(gè)微弱的散射光信號(hào)都檢測(cè)到并且進(jìn)行不失真的放大；采集卡7將光電探測(cè)器8探測(cè)并放大后的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，傳送至信號(hào)處理器6。

信號(hào)處理器6對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，根據(jù)接收到的數(shù)字信號(hào)強(qiáng)度大小，根據(jù)數(shù)字信號(hào)強(qiáng)度與散射光能強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)比采光系統(tǒng)的F-D對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線，得到當(dāng)前時(shí)刻被檢油樣中通過測(cè)量區(qū)的雜質(zhì)顆粒的粒徑，同時(shí)對(duì)不同粒徑大小的雜質(zhì)顆粒的數(shù)量分別進(jìn)行計(jì)數(shù)，將不同粒徑大小的雜質(zhì)顆粒數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類整理，待被檢油樣全部通過檢測(cè)區(qū)后，得到被檢油樣中的雜質(zhì)顆粒數(shù)目以及雜質(zhì)粒徑大小的分布情況，并將上述雜質(zhì)顆粒數(shù)目以及雜質(zhì)粒徑大小的分布情況輸出至輸出設(shè)備5。

輸出設(shè)備5將上述雜質(zhì)顆粒數(shù)目以及雜質(zhì)粒徑大小的分布情況輸出顯示，并將其與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，當(dāng)某一粒徑大小的雜質(zhì)顆粒數(shù)目高于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，輸出設(shè)備5發(fā)出預(yù)警。

從上面所述可以看出，本實(shí)用新型提供的一種油品質(zhì)量檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)過程精簡(jiǎn)，自動(dòng)化程度高，能夠快速準(zhǔn)確地確定汽輪機(jī)油等油類中雜質(zhì)顆粒的粒徑大小、數(shù)目以及粒徑分布，從而快速準(zhǔn)確地判定汽輪機(jī)油等油類的污染程度，能夠?qū)τ皖惼焚|(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，節(jié)省了大量人力物力。

實(shí)施例1：

本實(shí)用新型實(shí)施例1一種油品質(zhì)量檢測(cè)裝置采用同軸采光系統(tǒng)采集所述雜質(zhì)顆粒的散射光，如圖5所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例1同軸采光系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)F-D對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線圖，其中三條曲線分別代表不同折射率的雜質(zhì)顆粒的散射光能隨顆粒粒徑大小的變化而發(fā)生的改變。本實(shí)用新型實(shí)施例1一種油品質(zhì)量檢測(cè)裝置通過檢測(cè)被檢油樣中的雜質(zhì)顆粒的散射光能，對(duì)比所述本實(shí)用新型實(shí)施例1同軸采光系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)F-D對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線圖與實(shí)際測(cè)得的雜質(zhì)顆粒的散射光能，對(duì)所述雜質(zhì)顆粒進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并歸類，得出被檢油樣中的雜質(zhì)顆粒粒徑分布及數(shù)量分布，從而得出被檢油樣的污染程度；對(duì)被檢油樣進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量以提高測(cè)量準(zhǔn)確性，降低測(cè)量統(tǒng)計(jì)誤差，并由輸出設(shè)備輸出結(jié)果；當(dāng)被檢油樣的污染程度高于預(yù)設(shè)的值時(shí)，輸出設(shè)備發(fā)出預(yù)警。

實(shí)施例2：

本實(shí)用新型實(shí)施例2一種油品質(zhì)量檢測(cè)裝置采用多個(gè)異軸采光系統(tǒng)采集所述雜質(zhì)顆粒的散射光，如圖6所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例2異軸采光系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)F-D對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線圖，其中三條曲線反映了相同折射率的雜質(zhì)顆粒的散射光以不同角度接收時(shí)接收到的散射光能隨雜質(zhì)顆粒粒徑變化而發(fā)生的改變。將散射光采集裝置以某一角度采集到的雜質(zhì)顆粒散射光能與標(biāo)準(zhǔn)F-D對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線圖中對(duì)應(yīng)角度的曲線圖進(jìn)行對(duì)比，對(duì)所述雜質(zhì)顆粒進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并歸類，得出被檢油樣中的雜質(zhì)顆粒粒徑分布及數(shù)量分布；將以其他角度采集到的數(shù)據(jù)以相同的方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸類，多個(gè)角度下得出的雜質(zhì)顆粒粒徑分布和數(shù)量分布數(shù)據(jù)取平均值，得出被檢油樣的污染程度，由輸出設(shè)備輸出結(jié)果；當(dāng)被檢油樣的污染程度高于預(yù)設(shè)的值時(shí)，輸出設(shè)備發(fā)出預(yù)警。

所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：以上任何實(shí)施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開的范圍(包括權(quán)利要求)被限于這些例子；在本實(shí)用新型的思路下，以上實(shí)施例或者不同實(shí)施例中的技術(shù)特征之間也可以進(jìn)行組合，并存在如上所述的本實(shí)用新型的不同方面的許多其它變化，為了簡(jiǎn)明它們沒有在細(xì)節(jié)中提供。因此，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。