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目前更换液压油常用定期换油的方法，即根据液压系统的结构特性、运行条件和油品质量，按确定的周期换油。但是这种方法容易出现该换油时没有换、不必换油时却进行了油液的维护的形象，造成人力物力的浪费和设备运转寿命缩短。一般的大型施工设备（如塔带机）的液压系统都是很庞大的，系统中液压油的油容量少则几个立方，多则数十个立方，
本文着重研究液压油的品质监测。塔带机工作环境恶劣，为能够做到现场检测其品质，根据课题要求，我们研制了在线式液压油品质监测系统。这套系统主要是监测油品的粘度和温度的变化，通过这两个参数反映油的综合性能，对油品进行实时的监测，利用单片机AT89C52进行现场分析、显示和报警，大大增强了传感器的功能。 2 测量原理 石英晶体微天平（QCM）早在1964年就被用于气相环境下的微质量监测，但是将石英晶体运用于液体环境中是近十年来才发展起来的。QCM是在石英晶体白片的两面镀上一层金属作为两极，由外部的一个电子振荡器来驱动，当在两极加上一定频率的电场时，QCM会以一定的频率振荡，这个频率是由电极上的质量及液体的粘度和密度决定的。利用QCM进行油品品质监测的机理是基于石英晶体的剪切波与液压油中的减幅剪切波耦合所建立的一种简单的物理模型[1]，其推导结果是： ΔF=-F(-3/2)(ρ1η1)1/2(πUqρq)1/2 (1) 其中，ΔF是QCM浸入液体后频率的变化值，F是QCM的固有频率，Uq和ρq为石英晶体的弹性模量和密度，ρ1、η1为液体的密度和粘度。（1）式可简化为（2）式，K是一个常数，即ΔF与(ρ1η1)1/2成正比关系。 ΔF=-K(ρ1η1)1/2 （2） 在现场使用时，只要把QCM传感器探头接入液压系统监测点（油液管道或油箱里），就可以在线监测油品的精度以及温度的变化情况。在关键的大型液压设备中可以根据需要在多个监测点安装多个传感器探头，以全面了解整个系统的油品变质状况。 |
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2019-10-24 15:09:40
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4 系统软件设计
软件设计采用模块化设计思想，系统主要由以下模块组成：主程序模块、显示子程序模块、温度测量子程序模块、滤波子程序模块、QCM频率测量模块、标定子程序模块、X25045的串行E2PROM读写模块、通讯子程序模块等。图4是主程序流程图。 该监测系统可实时地监测现场液压油品的粘度和温度的变化。根据现场可实验可得出以下结论：利用MAX913为核心的振荡电路使QCM能在液压油中很好地起振，稳定性好；利用QCM传感器对液压油品质进行在线监测，保证了液压系统的可靠性，并且能大幅降低维护费用，对今后液压系统油液质量分析进一步实现自动化有着重要的意义。 |
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