基于灰色理论和介电常数测量的润滑油监测技术的研究.pdfVIP

合 成 润 滑 材 料 2009年 36卷第4期 SYNTHETICLUBRICANTS 15 文章编号：1672—4364(2009)04—0015—40 基于灰色理论和介 电常数测量的 润滑油监测技术的研究 肖建伟 杨定新 胡 政 杨拥民 (国防科学技术大学机 电工程与 自动化学院，长沙 410073) 摘要：设计了一种测量介电常数的电容传感器，构建 了润滑油在线监测实验系统 ，并在该实验系统上对不同铁粉 含量的润滑油的介电常数进行了监测。运用灰色预测理论建立实验数据模型，计算结果显示该模型可用于在线监测 润滑油的品质 ，为及时更换润滑油提供 了依据 。 关键词：灰色理论：介电常数；润滑油；在线监测 中图分类号 ：TH 117．2 文献标识码：A 润滑油老化或被污染，润滑油中的极性分子和 其 中：为电介质 的相对介 电常数 。 颗粒物含量发生变化，润滑油的介 电常数也随之改 如果能够测量出有电介质时电容器的电容，就 变，介 电常数是一个反映润滑油老化、被污染 以及 可以计算得到其相对介电常数 J。 磨损状况的综合参数 。介 电常数法润滑油监测 由上述 (2)式可以看出，介 电常数与 电容成正 技术就是通过监测管路 中的在用润滑剂 (或工作介 比关系。介电常数法润滑油监测是将润滑油介电常 质)的介电常数变化，评价润滑油的污染程度 ，获得 数的变化转化为电容传感器 电容值的变化而达到 磨损故障等信息，确定换油或维修时机。介 电常数 监测 目的。当润滑油从 电容器 中流过时，电容器 电 法在线润滑油监测可以在不停机、不解体的情况下 容值的变化则反映了润滑油作为电介质发生的介 进行。 电常数的变化。 对于润滑系统而言，影响润滑油介电常数的因 1．1 电容传感器设计 素很多，且诸多因素对变化量的影响有大有小，它 为了便于清洗并容易与润滑油管路连接，将传 们之间的关系不明确，变化量和外界因素之间的关 感器设计为圆柱形玻璃管式电容传感器，如图1所 系很难用确定的函数模型来解释等，因而将润滑系 示 统作为灰色系统来研究，将介 电常数作为灰变量， 运用灰色预测模型，即 GM(GreyMode1)模型进行 趋势预测 。 1 介电常数法润滑油监测原理 介电常数，又称 电容率，对于平行板电容器，可 通过测量其电容值来计算介电常数，根据 电磁学的 相关理论 ，平行板电容器电容理论值为 ： c= (1) 图1 玻璃管式电容传感器结构 其中：S表示 电容器单极板的面积； d表示两个极板之间的间距； 圆柱形玻璃管式电容传感器 由内、外半径分别 s。为真空中的介 电常数，且 。=8．85×10 F／m。 当电容器内充满介 电常数为 的均匀电介质 基金项 目：部委级国家重点基金项 目，项 目编号：B2820060069。 时，其电容值可表示为： 收稿 日期 ：2009—08—3l 作者简介 ：肖建伟 (1981一)，男，硕士研究生，研究方 向为机器 c，： ：gc