センサーが発電装置のオイル品質を監視

モバイルおよび固定資産市場には、フィールドユニットがオンデマンドで石油の品質を判断し、石油分析ラボから従来から取得されてきた補完的な石油状態情報を提供できるようにするという重大なニーズがあります。

オフサイトラボでのテストの現在の方法論は、サンプルを出荷するというロジスティックの課題と、情報を迅速かつ情報に基づいた意思決定を行うために担当者に情報を返すのに時間がかかるため、最適ではなく、コストがかかります。

整備士が操作する埋め込み型のポータブルオイル評価デバイスを使用してリアルタイムでオイル品質を判断することにより、操作の柔軟性とオイル品質を迅速にスクリーニングする手段が提供されます。これは、すべての人のケアにリアルタイムの状態ベースの監視製品を提供するプログラムを確立するための鍵です。資産。

オイルの粘度を測定することは、オイルの状態をすばやく判断する方法であり、資産の準備状況を評価する上で重要なパラメーターと見なされます。

SenGenuity ViSmart粘度センサーは、IR分光法やその他のバルク特性センサーを補完し、瞬時のオンライン粘度および温度データを提供でき、非常に広い動作範囲の可動部品がなく、統合のためのユニバーサルプラグアンドプレイ接続を提供します。と他のハンドヘルド製品に。

センサーは10年近く市場に出回っており、現在、工作機械や回転機器業界での油の状態監視からコーティング用途でのプロセス制御に至るまでの市場に設置されています。 ROIのメリットが実現されたのはこれらの厳しい環境であり、現在、石油の状態監視が最も重要なモバイル資産と固定資産について評価されています。

SenGenuityの音波（AW）センサーは、オイルに完全に浸すことができる小さなソリッドステートデバイスであるため、従来の機械的および電気機械的粘度計に比べて多くの利点があり、埋め込まれたOEMまたはエンドユーザーのスポットチェックに瞬時の粘度データストリームを提供しますアプリケーション。

センサーは衝撃や振動、流れの状態の影響を受けないため、過酷な動作条件で使用して、マイナス15度から125度の温度範囲で0から500cPまでの粘度を高精度で測定できます。同時に、センサーの測定値はオイル中の粒子の影響を受けません。

主に実験室での測定用に設計された従来の機械的および電気機械的粘度計は、制御および監視環境に統合するのが困難です。結果として、多くの企業は、定期的なサンプリングから取得した断続的な「スナップショット」データに基づく決定に依存しています。この場合、従来の機器は、温度、せん断速度、およびその他の変数の影響を受ける可能性があります。

石油中の汚染物質（水、溶剤、燃料）は粘度を低下させ、トラック、建設機械、軍用車両、発電設備など、ディーゼル資産の内部コンポーネントに損傷を与えることが知られているため、信頼するだけでなく重要です。スナップショットデータ。

ディーゼル燃料の高い水質汚染レベルは、腐食と孔食の原因であることが示されており、金属摩耗粒子数の増加につながります。残留洗浄溶剤と燃料汚染の存在により、シールが膨潤し、理想的とは言えないエンジン動作状況が発生しました。

粘度をリアルタイムで知ることは、オイルの経年劣化、商業運転中の汚染物質の侵入を測定し、オイルの潤滑特性の喪失による初期の機械的故障を防ぐための大きな利点を提供します。

このケーススタディは、顧客データとともに、固定およびモバイルディーゼル資産への組み込み統合を対象としたSenGenuity ViSmart粘度ねじ式ボルトセンサー（図2）を示しています。

製品テクノロジー

SenGenuityは、単一のセンサーで広いダイナミックレンジ（空気から数千cP）の粘度センサーを提供する独自の方法を開発しました（図1）。

図1.SenGenuityセンサーは、一方の表面に電気変換器があり、もう一方の表面の流体と接触している音響導波管を使用しています。

ViSmartは、スケーラブルなアプリケーション向けのインラインのリアルタイム監視およびプロセス制御システムに統合するための、市販されている、堅牢で信頼性が高く、費用効果の高い弾性表面波ソリッドステート粘度計です（図2）。

図2.SenGenuityソリッドステート低せん断ボルト粘度センサー

センサーには可動部品（表面の原子スケールの振動以外）がなく、振動の周波数が高いため、毎秒数百万の振動が液体の流れの状態に依存せず、振動の影響を受けません。環境。センサーの非常に広い動作温度範囲を可能にする高温電子機器が利用されています。

これらの音響センサーの重要性は、明らかに異なる測定原理にあります。 1つのクラスの機械装置は動粘度（流動）粘度を測定し、もう1つのクラスは固有（摩擦）粘度を測定しますが、音波（AW）センサーは音響インピーダンス（ωρη）1/2を測定します。ここで、ωはラジアン周波数（2πF）です。 、ρは密度、ηは固有粘度です。

粘度測定は、水晶波共振器を液体に接触させて行います。液体の粘度によって、センサーの表面に流体力学的に結合された流体の厚さが決まります。

センサー表面は、周波数ω=2πF、振幅Uで均一に動きます。周波数は設計によって知られており、振幅はセンサーに適用される電気信号の電力レベルによって決定されます。図3に示すように、せん断波が隣接する流体に深さdまで浸透すると、液体の周波数、粘度、密度によってd =（2η/ωρ）1/2として決定されます。

図3.この図は、センサーの断面を示しており、下面にトランスデューサー、上面に液体分子（金のボール）を示しています。

音響粘度は、水晶振動子から流体への電力損失を使用して計算されます。測定単位は音響粘度（AV）であり、ρη、（g / cm3•cP）（密度×動的粘度）に等しくなります。

音波共振器は、その厚さを通して定在波をサポートします。波のパターンは、下面の電極（液体から密閉されている）と相互作用し、上面の流体と相互作用します。

液体の大部分は音響信号の影響を受けず、薄層（ミクロンまたはマイクロインチのオーダー）が振動面によって移動します。また、傷がつきにくく耐摩耗性のある独自のハードコート表面があり、センサーを極限環境で操作できるようにし、ViSmartセンサーをモバイルおよび固定のオイル状態および燃料品質ベースの監視アプリケーションに適した候補にすることができます。資産市場。

顧客のアプリケーションとデータ

電気通信およびデータ企業業界の第三世界の国の顧客は、遠く離れた場所に戦略的で重要な発電設備を持っています。ロジスティクスの課題は、頻繁に現場を訪問する必要がないことです。サイトは遠隔地にあるため、電力や電気通信のグリッドの一部ではなく、天候による損傷、機器の誤動作、破壊行為、資産の盗難の影響を受けやすくなっています。

リモートサイト監視ソリューションプロバイダーと提携することで、ViSmartセンサーは、ソリューションパッケージ全体の一部として、これらの通信およびデータエンタープライズインフラストラクチャに存在する発電機セットに存在する石油および燃料の品質を安全かつ信頼性の高い方法で監視できます。

お客様の目標は2つありました。まず、オイルの品質が時間の経過とともに公称動作性能パラメータ内にあるかどうかを識別し、オイル交換間隔を改善できるかどうかを判断できるようにしたいと考えていました（現在、オイルは150〜200時間ごとに交換されます）。

粘度の読み取り値が重要なインジケーターパラメーターとして識別されました（ViSmartセンサーも温度を測定することに注意することが重要です）。二次的な目標は、センサーが不特定の石油が発電機セットに導入されたイベントを確実に識別することでした。

第二に、顧客は、水または灯油のいずれかが原因で燃料ラインに汚染があったかどうかを特定する必要がありました。ここでも、粘度の読み取り値が重要な指標パラメーターとして特定されました。

テスト条件を設定し、実際のオイルサンプルは、商用購入電力（出力定格22 kVA、220V / 60Hzで18kW）の代わりに連続電力（可変負荷）を供給する発電機セットから取得しました。図4では、温度の関数としてのバージンと使用済み15W40オイルの粘度の関係が観察されています。使用済みオイルの稼働時間は150時間です。公称粘度の変化がはっきりと観察され、オイルを交換する必要はありません。

図4.新品および中古の15W40の粘度-温度データ

同じ設定の一部として、ViSmartセンサーがオイルの種類を区別できるかどうかを確認するために、さまざまなグレードのオイルの粘度値をチェックしました。さらに、15W40で指定された発電機セット機器にさまざまな種類のオイルが導入され、誤ったオイルが存在する場合にセンサーがイベントを顧客に通知できるかどうかが判断されました。データは図5に示され、40℃の温度で取得され、石油の状態の違いを明確に示しています。

図5a。摂氏40度でのさまざまなオイル状態状態のさまざまな粘度値

図5b。摂氏40度でのさまざまなオイル状態状態のさまざまな粘度値（詳細）

粘度データも100℃で取得されました。また、さまざまなオイル状態の状態での差異が観察されます（図6を参照）。複数の温度で取得された粘度データを使用して、オイルの状態を判断し、動作パラメータ内にあるかどうかを確認できます。

図6.100℃でのさまざまなオイル状態状態のさまざまな粘度値

発電設備の同じ設定の一部として、燃料の汚染と組み合わされたディーゼル燃料の粘度がさまざまな温度で測定されました。汚染は水と灯油で構成され、すべての条件は摂氏25度と40度で測定されました。図7のデータが明確に示しているように、ViSmartは燃料の粘度を監視し、それが性能パラメータの範囲内にあることを確認できます。

図7.25℃と40℃でのさまざまな燃料品質状態のさまざまな粘度値

上記のすべてのデータは、リモート監視ステーションで採用された単純なロジックと、警告およびアラーム条件により、取得したオイルと燃料の粘度と温度が、発電装置がダウンタイムなしで確実に機能するために必要な適切な条件を監視できることを示しています。 。

メリット

ViSmart粘度センサーは、現場での操作に簡単に適用したり、装置に直接取り付けて粘度を継続的に監視したりできるため、整備士は数分でオイルや燃料をテストできます。

これは、リアルタイムの粘度データを提供することでラボのオイル分析テストの負担を補完し、ロジスティックコストの合理化を可能にします。また、頑丈な防振および耐衝撃センサーのキャリブレーションが不要なため、過酷な産業環境に設置すると、メンテナンスコストが非常に低くなります。

センサーは現在、商業部門の24時間年中無休のアプリケーションで使用されており、意思決定機能のためのリアルタイムデータ転送が可能です。リアルタイムのインラインネジ付きボルトセンサーは、オイルや燃料に完全に浸すことができ、スポットチェックや継続的な監視に簡単に使用できます。

リアルタイムの粘度データを提供し、センサーを継続的に使用することで、実際のフィールドアプリケーションで重要な決定を下すために必要な情報が担当者に提供され、ラボから取得した他の油質パラメータデータストリームを補完しながら、機械の寿命とメンテナンススケジュールを延長できます。