발전 장비의 오일 품질을 모니터링하는 센서

이동식 및 고정 자산 시장에는 현장 장치가 필요에 따라 오일 품질을 결정하고 전통적으로 오일 분석 실험실에서 얻은 보완 오일 상태 정보를 제공할 수 있도록 권한을 부여해야 하는 중대한 요구가 있습니다.

현재 오프사이트 실험실에서 테스트하는 방법은 샘플을 배송해야 하는 물류 문제와 신속하고 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 직원에게 정보를 다시 제공하는 데 걸리는 시간 지연으로 인해 최적화되지 않고 비용이 많이 듭니다.

정비사에 의해 운영되는 내장형 및 휴대용 오일 평가 장치를 통해 실시간으로 오일 품질을 결정하는 것은 모든 사람의 관리를 위한 실시간 상태 기반 모니터링 제품을 제공하기 위한 프로그램을 수립하는 핵심인 운영 유연성과 오일 품질을 선별하는 신속한 수단을 제공합니다. 자산.

오일의 점도를 측정하는 것은 오일 상태를 결정하는 빠른 방법이며 자산 준비 상태를 평가하는 데 중요한 매개변수로 간주됩니다.

IR 분광법 및 기타 벌크 특성 센서를 보완할 수 있는 SenGenuity ViSmart 점도 센서는 즉각적인 온라인 점도 및 온도 데이터를 제공할 수 있으며 매우 넓은 작동 범위에서 움직이는 부품이 없으며 통합을 위한 범용 플러그 앤 플레이 연결을 제공합니다. 및 기타 휴대용 제품에 적용됩니다.

센서는 거의 10년 동안 시장에 출시되었으며 현재 공작 기계 및 회전 장비 산업의 오일 상태 모니터링에서 코팅 응용 분야의 공정 제어에 이르기까지 다양한 시장에 설치되어 있습니다. 이러한 엄격한 환경에서 ROI 이점이 실현되었으며 현재 오일 상태 모니터링이 가장 중요한 모바일 및 고정 자산에 대해 평가되고 있습니다.

SenGenuity의 음파(AW) 센서는 오일에 완전히 잠길 수 있는 작은 고체 상태 장치이기 때문에 기존의 기계식 및 전기기계식 점도계에 비해 많은 이점을 제공합니다. 신청.

센서는 충격이나 진동 또는 흐름 조건의 영향을 받지 않으므로 가혹한 작동 조건에서 사용하여 0~500cP의 점도를 영하 15~125도의 온도 범위에서 높은 정확도로 측정할 수 있습니다. 동시에 센서 측정은 오일의 미립자에 의해 영향을 받지 않습니다.

주로 실험실 측정용으로 설계된 기존의 기계 및 전기 기계 점도계는 제어 및 모니터링 환경에 통합하기가 어렵습니다. 결과적으로 많은 기업은 기존 기기가 온도, 전단율 및 기타 변수의 영향을 받을 수 있는 주기적 샘플링에서 얻은 간헐적인 "스냅샷" 데이터를 기반으로 한 결정에 의존합니다.

기름의 오염 물질(물, 용제, 연료)은 점도를 저하시키고 디젤 자산의 내부 구성 요소를 손상시키는 것으로 알려져 있습니다. 트럭, 건설 장비, 군용 차량, 발전 장비 등 스냅샷 데이터.

디젤 연료의 높은 수질 오염 수준은 부식 및 구멍의 원인으로 밝혀져 금속 마모 입자 수가 증가합니다. 잔류 세척 솔벤트와 연료 오염으로 인해 씰이 부풀어 오르고 엔진 작동 상황이 이상적이지 않습니다.

실시간 점도 정보는 오일의 노화, 상업 작업 중 오염 물질의 유입을 측정하고 오일 윤활 특성의 손실로 인한 초기 기계적 고장을 방지하는 데 상당한 이점을 제공합니다.

이 사례 연구는 고객 데이터와 함께 고정식 및 이동식 디젤 자산에 내장된 통합을 목표로 하는 SenGenuity ViSmart 점도 나사식 볼트 센서(그림 2)를 보여줍니다.

제품 기술

SenGenuity는 단일 센서에서 넓은 동적 범위(공기에서 수천 cP)의 점도 센서를 제공하는 고유한 방법을 개발했습니다(그림 1).

그림 1. SenGenuity 센서는 한 표면에 전기 변환기가 있고 다른 표면에서 유체와 접촉하는 음향 도파관을 사용합니다.

ViSmart는 확장 가능한 애플리케이션을 위한 인라인 실시간 모니터링 및 공정 제어 시스템에 통합하기 위한 견고하고 안정적이며 비용 효율적인 상용 표면 탄성파 고체 점도계입니다(그림 2).

그림 2. SenGenuity 솔리드 스테이트 저전단 볼트 점도 센서

센서에는 움직이는 부분(표면의 원자 규모 진동 제외)이 없으며 진동의 높은 주파수로 인해 초당 수백만 개의 진동으로 인해 액체의 흐름 조건과 무관하며 액체의 진동 영향에 영향을 받지 않습니다. 환경. 고온 전자 장치가 사용되어 센서의 작동 온도 범위가 매우 넓습니다.

이러한 음향 센서의 중요성은 확연히 다른 측정 원리에 있습니다. 기계 장치의 한 클래스는 운동학적(흐름) 점도를 측정하고 다른 클래스는 고유(마찰) 점도를 측정하는 반면, 음파(AW) 센서는 음향 임피던스(ωρη)1/2를 측정합니다. 여기서 ω는 라디안 주파수(2πF)입니다. , ρ는 밀도이고 η는 고유 점도입니다.

점도 측정은 수정 진동자 공진기를 액체와 접촉시켜 이루어집니다. 액체의 점도는 센서 표면에 유체 역학적으로 결합된 유체의 두께를 결정합니다.

센서 표면은 진폭 U인 주파수 ω=2πF에서 균일하게 움직입니다. 주파수는 설계에 의해 알려져 있고 진폭은 센서에 적용된 전기 신호의 전력 레벨에 의해 결정됩니다. 전단파가 인접한 유체로 깊이 d까지 침투할 때, 그림 3과 같이 d=(2η/ωρ)1/2로 액체의 주파수, 점도 및 밀도에 의해 결정됩니다.

그림 3. 이 그림은 아래쪽 표면에 변환기를 표시하고 위쪽 표면에 액체 분자(금구)를 보여주는 센서의 단면을 보여줍니다.

음향 점도는 수정 공진기에서 유체로의 전력 손실을 사용하여 계산됩니다. 측정 단위는 음향 점도(AV)이며 ρη, (g/cm3 • cP)(밀도 곱하기 동적 점도)입니다.

음파 공진기는 두께를 통해 정상파를 지원합니다. 파동 패턴은 하부 표면의 전극(액체로부터 완전히 밀봉됨)과 상호 작용하고 상부 표면의 유체와 상호 작용합니다.

액체의 대부분은 음향 신호의 영향을 받지 않으며 얇은 층(미크론 또는 마이크로 인치 정도)은 진동하는 표면에 의해 이동됩니다. 또한 센서가 극한 환경에서 작동할 수 있도록 하고 ViSmart 센서가 모바일 및 고정식 오일 상태 및 연료 품질 기반 모니터링 애플리케이션에 적합한 후보가 되도록 긁힘 방지 및 내마모성이 있는 독점 하드 코팅 표면이 있습니다. 자산 시장.

고객 애플리케이션 및 데이터

통신 및 데이터 엔터프라이즈 산업의 제3세계 국가에 있는 고객은 멀리 떨어진 위치에 전략적이고 중요한 발전 장비를 보유하고 있습니다. 물류 문제는 자주 현장 방문을 수행할 필요가 없다는 것입니다. 사이트가 멀리 떨어져 있기 때문에 전력 또는 통신 그리드의 일부가 아니므로 날씨 손상, 장비 오작동, 기물 파손 및 자산 도난에 취약합니다.

원격 사이트 모니터링 솔루션 제공업체와 협력하여 ViSmart 센서는 전체 솔루션 패키지의 일부로 이러한 통신 및 데이터 엔터프라이즈 인프라에 있는 발전기 세트에 있는 오일 및 연료의 품질에 대한 안전하고 안정적인 모니터링을 제공할 수 있습니다.

고객의 목표는 두 가지였습니다. 첫째, 오일 품질이 시간 경과에 따른 공칭 작동 성능 매개변수 내에 있는지 식별하고 오일 교환 간격을 개선할 수 있는지 여부를 결정할 수 있기를 원했습니다(현재 오일은 150~200시간마다 교환).

점도 판독값이 주요 지표 매개변수로 식별되었습니다(ViSmart 센서도 온도를 측정한다는 점에 유의해야 함). 두 번째 목표는 센서가 발전기 세트에 지정되지 않은 오일이 유입되는 이벤트를 식별하도록 하는 것이었습니다.

둘째, 고객은 물이나 등유로 인해 연료 라인에 오염이 있는지 확인해야 했습니다. 다시, 점도 판독값이 주요 지표 매개변수로 식별되었습니다.

테스트 조건을 설정하고 상업적 구매 전력(22kVA의 출력 정격, 220V/60Hz에서 18kW) 대신 연속 전력(가변 부하에서)을 공급하는 발전 세트에서 실제 오일 샘플을 얻었습니다. 그림 4에서 온도의 함수로 사용된 15W40 오일과 처녀 오일의 점도 사이의 관계가 관찰됩니다. 사용한 오일의 작동 시간은 150시간입니다. 공칭 점도의 변화가 명확하게 관찰되며 오일을 교체할 필요가 없습니다.

그림 4. 신품 및 중고 15W40의 점도-온도 데이터

동일한 설정의 일부로 ViSmart 센서가 오일 유형을 구별하는 능력을 확인하기 위해 점도 값에 대해 다른 등급의 오일을 확인했습니다. 또한 잘못된 오일이 있을 때 센서가 고객에게 이벤트를 알릴 수 있는지 확인하기 위해 15W40으로 지정된 발전 세트 장비에 다양한 유형의 오일이 도입되었습니다. 40℃의 온도에서 획득한 데이터는 그림 5와 같으며, 오일 상태의 차이를 명확하게 보여줍니다.

그림 5a. 섭씨 40도에서 다양한 오일 상태에 대한 다양한 점도 값

그림 5b. 섭씨 40도에서 다양한 오일 상태에 대한 다양한 점도 값(자세히)

점도 데이터도 100℃에서 획득했습니다. 그리고 다시 다른 오일 상태의 차별화가 관찰됩니다(그림 6 참조). 여러 온도에서 얻은 점도 데이터를 사용하여 오일 상태를 결정하고 작동 매개변수 내에 있는지 확인하는 것이 가능합니다.

그림 6. 섭씨 100도에서 다양한 오일 상태에 대한 다양한 점도 값

발전 장비의 동일한 설정의 일부로 다양한 온도에서 연료의 오염과 결합된 디젤 연료의 점도를 측정했습니다. 오염은 물과 등유로 이루어졌으며 모든 조건은 섭씨 25도와 40도에서 측정되었다. 그림 7의 데이터에서 분명히 알 수 있듯이 ViSmart는 연료 점도를 모니터링하고 성능 매개변수 내에 있는지 확인할 수 있습니다.

그림 7. 섭씨 25도 및 40도에서 다양한 연료 품질 상태에 대한 다양한 점도 값

위의 모든 데이터는 경고 및 경보 조건과 함께 원격 모니터링 스테이션에서 사용된 간단한 논리로 얻은 오일 및 연료의 점도 및 온도가 가동 중지 시간 없이 안정적으로 작동하는 발전 장비에 필요한 적절한 조건을 모니터링할 수 있음을 나타냅니다. .

혜택

ViSmart 점도 센서는 현장 작업에 쉽게 적용하거나 점도를 지속적으로 모니터링하기 위해 장비에 직접 설치하여 정비사가 몇 분 안에 오일 또는 연료를 테스트할 수 있도록 합니다.

실시간 점도 데이터를 제공하여 실험실 오일 분석 테스트 부담을 보완하고 물류 비용을 합리화할 수 있습니다. 또한 견고한 진동 및 충격 방지 센서는 보정이 필요하지 않으므로 열악한 산업 환경에 설치하면 유지 관리 비용이 매우 저렴합니다.

센서는 현재 의사 결정 능력을 위한 실시간 데이터 전송과 함께 상업 부문의 연중무휴 애플리케이션에서 사용됩니다. 실시간 인라인 나사식 볼트 센서는 오일 및/또는 연료에 완전히 잠길 수 있으며 단순히 현장 확인 또는 지속적인 모니터링에 사용할 수 있습니다.

실시간 점도 데이터를 제공하고 센서를 지속적으로 사용하면 직원이 실제 현장 적용에서 중요한 결정을 내리는 데 필요한 정보를 제공하여 기계 수명 및 유지 관리 일정을 연장하는 동시에 실험실에서 얻은 다른 오일 품질 매개변수 데이터 스트림을 보완할 수 있습니다.