基于介电特性的润滑油快速检测方法

论文摘要

润滑油是应用于各种类型机械设备以保护机械及加工件的液体润滑剂,广泛应用于船舶、车辆等的发动机、压缩机及传动部件,其主要作用可归纳为润滑、冷却、清洁、密封和防腐五个方面。润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分,决定着润滑油的基本性质,添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足。针对润滑油快速检测的市场需求,本文深入研究了基于介电特性的润滑油快速检测机理,设计了新型数字式油品电容传感器,研制了基于嵌入式系统的润滑油快速检测仪,设计了基于LabVIEW的润滑油快速检测上位机管理系统,进行了润滑油检测实验,验证了仪器的实用性。本文共分为六章：第一章介绍了润滑油的构成、应用及重要性,总结了润滑油的现有检测方法,指出了润滑油快速检测的重要意义,介绍了本文的研究背景、主要研究内容及本文的结构。第二章探讨了基于介电特性的润滑油质量检测原理,设计了以AD7745为电容／数字转换核心的插杆式数字油品电容传感器,建立了传感器电路模型,分析了检测影响因素。第三章设计了润滑油快速检测仪,介绍了仪器的数据处理单元、人机接口单元、基于最小二乘法曲线拟合的温度补偿方法、油品检测结果判定方法和仪器低功耗设计五个模块。第四章设计了基于LabVIEW的上位机管理系统,建立了通信协议,通过基于LabVIEW的润滑油快速检测仪上位机管理系统可实现油品数据采集、结果判定和数据保存。第五章通过实验检测了仪器的重复性、分辨率、温度补偿效果及上位机管理系统功能,并对实验结果进行了分析。最后总结了本文的创新和不足,展望了润滑油快速检测仪的应川i,』景,指出了下一步的研究工作

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 润滑油的作用及影响
• 1.1.1 润滑油及其作用
• 1.1.2 劣质润滑油的影响
• 1.2 现有润滑油检测方法
• 1.2.1 润滑油组成
• 1.2.2 润滑油检测方法及仪器
• 1.2.3 现有润滑油检测方法的不足
• 1.3 本文研究的意义
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 基于介电特性的数字式油品电容传感器设计
• 2.1 插杆式油品电容传感器检测机理
• 2.1.1 电介质
• 2.1.2 润滑油的介电特性检测
• 2.1.3 平板电极电容传感器影响因素分析
• 2.2 数字式油品电容传感器构成与等效电路
• 2.2.1 传感器的构成
• 2.2.2 传感器等效电路
• 2.3 油品电容检测
• 2.3.1 常规电容检测电路设计
• 2.3.2 数字式电容传感器电路设计
• 2.3.3 传感器接口设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 润滑油快速检测仪设计
• 3.1 润滑油快速检测仪总体设计
• 3.2 基于MSP430F149的数据处理模块
• 3.2.1 信息处理单元MSP430F149
• 3.2.2 系统电源设计
• 3.2.3 电压监测
• 3.3 仪器人机接口设计
• 3.3.1 键盘管理
• 3.3.2 液晶显示
• 3.3.3 通信接口RS-232
• 3.4 润滑油检测的温度补偿方法研究
• 3.4.1 温度采集
• 3.4.2 基于最小二乘法的补偿曲线拟合
• 3.5 油品检测结果判定
• 3.6 仪器的低功耗设计
• 3.6.1 硬件电路低功耗设计
• 3.6.2 软件低功耗设计
• 3.7 本章小结
• 第4章 基于LabVIEW的仪器上位机管理
• 4.1 通信协议
• 4.1.1 数据帧格式
• 4.1.2 上位机与仪器的通信过程
• 4.2 上位机软件平台
• 4.2.1 虚拟仪器及LabVIEW简介
• 4.2.2 LabVIEW的优势
• 4.2.3 LabVIEW的程序结构
• 4.3 上位机管理程序设计
• 4.3.1 界面设计
• 4.3.2 初始化模块
• 4.3.3 VISA串口子VI设计
• 4.3.4 油品检测程序设计
• 4.3.5 数据保存程序设计
• 4.4 应用程序与安装程序生成
• 4.5 本章小结
• 第5章 实验与结果分析
• 5.1 仪器重复性检测
• 5.1.1 传感器制作
• 5.1.2 重复性检测实验方案
• 5.1.3 重复性检测实验数据与结果分析
• 5.2 温度补偿效果检测实验
• 5.2.1 温度补偿实验方案
• 5.2.2 温度补偿实验与数据分析
• 5.3 仪器的上位机控制
• 5.4 真假润滑油鉴别实验
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录