Online-Analyse der Flüssigkeitseigenschaften reduziert die Nachfrage nach Öl

Konservative Ölwechselintervalle schützen die Leistung und Gesundheit von Motoren, Getrieben, Hydraulikflüssigkeitssystemen, Getrieben und anderen geschmierten Betriebsmitteln. Die weltweite Nachfrage und der dramatische Preisanstieg bei Öl belasten jedoch die Wartungsbudgets und schmälern die Betriebsgewinne der Fahrzeug- und Ausrüstungsbesitzer. Um die Nachfrage zu senken und gleichzeitig Maschinen zu schützen und die Betriebsgewinne zu verbessern, müssen wir das weltweit begrenzte Ölangebot intelligenter nutzen. Ablassintervalle sollten und können mit einem effektiven Online-Echtzeitsensor für die Flüssigkeitseigenschaften sicher verlängert werden. Zustandsabhängige Ölwechselintervalle reduzieren nicht nur den Ölverbrauch und die Wartungskosten, sondern bieten zusätzlichen Schutz für Fahrzeuge und Geräte durch die sofortige Erkennung von Verunreinigungen, die in Schmierstoffe und Öle eindringen. Um dieses Ziel zu erreichen, muss die Online-Sensorleistung umfassend sein.

Fluid Property Analyzer (FPA)

Online-Multiparametersensor erkennt Ölverunreinigungen und -abbau
Measurement Specialties hat einen Online-Sensor entwickelt, der direkt und gleichzeitig die Viskosität, Dichte, Dielektrizitätskonstante und Temperatur von Flüssigkeiten misst. Dieser multiparametrische Fluid Property Analyzer FPA2400BST (FPA) kann Verunreinigungen und das Abbauprofil von Ölen und Schmierstoffen erkennen und sogar die Kraftstoffqualität bestimmen, um den Motorbetrieb zu optimieren. Ölverunreinigungen und -abbau verändern die wichtigen physikalischen Eigenschaften des Produkts. Dadurch kann der Sensor zustandsbasierte Ablassintervalle unterstützen, um einen Echtzeitschutz der Betriebsmittel zu bieten und Fahrzeug- und Ausrüstungsbesitzern dabei zu helfen, Ausfallzeiten von Anlagen zu reduzieren und den Betriebsgewinn zu verbessern.

So wie sich ein Labor auf mehrere analytische Tests stützt, um den Zustand von Flüssigkeiten wie Öl zu beurteilen, verlässt sich die FPA auf ihre Messung der vielfältigen physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten, um ihren Zustand zu bestimmen. Verunreinigungen wie Ruß, Wasser, Ethylenglykol-Kühlmittel und Kraftstoff im Motoröl lassen sich leicht anhand ihres Einflusses auf die Viskosität, Dichte und Dielektrizitätskonstante des Öls erkennen. Auch die Öloxidation verändert diese Eigenschaften nachweisbar.

Die vom FPA durchgeführten Multiparametermessungen sind der Schlüssel zu einer effektiven Überwachung des Flüssigkeitszustands. Einzelparametersensoren wie Leitfähigkeitssensoren oder akustische Viskositätssensoren, die nur eine einzige physikalische Eigenschaft messen, bieten kein ausreichendes Auflösungsvermögen, um das Ölalter und die Schadstoffbelastung zuverlässig zu bestimmen.

Wenn beispielsweise Standard-Dieselkraftstoff Nr. 2 das Motoröl aufgrund von Kolben-Blow-by, Kraftstoffeinspritzung nach der Verbrennung zum Zuführen eines Abgasnachbehandlungssystems oder einer undichten Hochdruck-Common-Rail verunreinigt, verursacht der Dieselkraftstoff die die Viskosität des Motoröls sinkt. Die Verunreinigung des Kraftstoffs führt jedoch zu keiner Änderung der Dielektrizitätskonstante oder der Dichte des Öls. Der FPA kann dieses Ereignis leicht erkennen und zeigt eine bemerkenswerte Abnahme der gemessenen Viskosität und keine Änderung der Dichte und Dielektrizitätskonstante im alternden Öl.

Wenn ein Motor dagegen durch ein Leck an der Zylinderkopfdichtung mit Kühlmittel verunreinigt wird, führt das Kühlmittel selbst in geringen Konzentrationen zu einer dramatischen Zunahme der elektrischen Eigenschaften und einer Erhöhung der Dichte des Öls, während sich die Viskosität nicht merklich ändert es sei denn, es würde ein katastrophales Ereignis eintreten. Die FPA erkennt Kühlmittel im Öl frühzeitig, indem anormale Änderungen der Dielektrizitätskonstante und Dichte erkannt werden, jedoch keine gemessene Änderung der Viskosität bei niedrigen Kühlmittelkonzentrationen. Die schnelle Erkennung eines Kühlmittellecks kann eine Schlammbildung oder einen katastrophalen Ausfall des Motors verhindern.

Diese beiden Beispiele verdeutlichen die Notwendigkeit eines Multiparametersensors, der direkte, gleichzeitige und Echtzeitmessungen der wichtigen physikalischen Eigenschaften von Öl durchführen kann, um Ölverunreinigungen und Ölverschlechterung im Motor effektiv und zuverlässig zu erkennen. Gleiches gilt für einfachere Systeme wie Getriebe, Getriebe und Hydraulikanlagen. Einzelparameter-Sensoren für elektrische Eigenschaften oder akustische Viskositätssensoren liefern nicht das erforderliche Auflösungsvermögen, um Ölverschmutzung und -verschlechterung effektiv zu überwachen. Die FPA isoliert die Erkennung üblicher Verunreinigungen im Vergleich zum Alterungsprofil des Öls, um zustandsabhängige Ölwechselintervalle zu unterstützen.

Robuste Sensortechnologie funktioniert in feindlichen Umgebungen
Der Fluid Property Analyzer verwendet einen mechanischen Stimmgabel-Resonator, dessen Verfahren zur gleichzeitigen und direkten Messung von Viskosität, Dichte und Dielektrizitätskonstante patentiert ist. Der Sensor wird werksseitig mit rückführbaren NIST-Standards kalibriert und ist für seine Messungen nicht auf die Korrelation mit Labormethoden angewiesen. Der Sensor kann direkt in Hochdruck-, High-Flow-Leitungen oder Prozessströme sowie in Flüssigkeitsbehälter eingebaut werden. Die Messgenauigkeit und Präzision des Sensors werden nicht durch statische oder sich ändernde Flüssigkeitsströme oder Druck beeinflusst. Das Sensorelement hat Flüssigkeiten in einem breiten Anwendungsbereich effektiv überwacht, einschließlich Drücke über 5.000 psi, Temperaturen von minus 60 bis 150 Grad Celsius und extreme Vibrationen bis zu 46 Grms. Diese Sensoren haben während Tausenden von Betriebsstunden bei Hydraulikflüssigkeit, Getriebeöl, On- und Offroad-Nutzfahrzeugmotoren und einer Vielzahl von industriellen Anwendungen eine hervorragende Leistung bewiesen. Der Sensor ist beständig gegen Verschmutzung und korrosiven Abbau durch Materialien wie Partikel, Kraftstoff, Ethylenglykol, Verschleißmetalle, Säuren und Basen.

Laborqualitätsleistung in einem Online-Sensor
Die Qualität der von FPA gemessenen Viskositäts-, Dichte- und Dielektrizitätskonstanteneigenschaften ist im Vergleich zu den gleichen Werten günstig, die mit standardmäßigen analytischen Laborinstrumenten gemessen werden. Die robuste Leistung eines Online-Sensors zum Nachweis einer vergleichbaren Leistung mit Laborinstrumenten bietet Fahrzeug- und Gerätebesitzern die Möglichkeit, sich auf die absoluten Messwerte der FPA zu verlassen, um das Ölalter, den Zustand oder die Schadstoffbelastung zu bestimmen oder die Erstellung anspruchsvoller Anlagen zu unterstützen Zuverlässigkeitsalgorithmen, die zu aktiven Feedbackschleifen zur Prozessüberwachung führen können, um die Gerätesteuerung und -diagnose zu verbessern.

Schlussfolgerung
Der FPA2400BST ist ein leistungsstarkes Sensorprodukt, dessen Fähigkeit, die Viskosität, Dichte, Dielektrizitätskonstante und Temperatur von Flüssigkeiten direkt und gleichzeitig zu messen, seit fast 10 Jahren in einem breiten Anwendungsspektrum getestet wurde. Basierend auf der patentierten Stimmgabeltechnologie überwacht der Sensor die direkte und dynamische Beziehung zwischen mehreren physikalischen Eigenschaften, um die Qualität, den Zustand und die Schadstoffbelastung von Flüssigkeiten wie Motoröl, Kraftstoff, Getriebe- und Bremsflüssigkeit, Hydraulik- und Getriebeölen, Kältemitteln und Lösungsmitteln zu bestimmen .

Die multiparametrische Analysefunktion verbessert die Algorithmen zur Flüssigkeitscharakterisierung. Die FPA bietet Inline-Überwachung von Flüssigkeiten für eine breite Palette von Aftermarket-Installationen, einschließlich Flüssigkeitsbehältern, Prozessleitungen und druckbeaufschlagten Leitungen mit hohem Durchfluss für Anwendungen wie HLK&R, Kompressoren, Industrieanlagen und Turbinen. Die FPA-Konnektivität und Kommunikation mit verteilten oder Fahrzeugsteuerungssystemen wird durch eine der optionalen RS232/485-, USB-, CAN 2.0B- oder 2.0A- und analogen Konfigurationen erreicht. Eine einfache grafische Benutzeroberfläche läuft auf Standard-PC-Hardware und ermöglicht eine einfache Einrichtung und Bedienung des FPA, wenn er nicht an automatisierte verteilte Steuerungs- oder Fahrzeugsteuerungssysteme angeschlossen ist. Remote-Installationen und -Anwendungen werden mit integrierten Datenprotokollierungsfunktionen unterstützt.

Über die Autoren:
Mark Uhrich ist Director of Business Development für Fluideigenschaftssensoren und Lisa Bernasconi ist Produktmarketing-Ingenieurin für Fluideigenschaftssensoren bei Measurement Specialties Inc. Measurement Specialties entwickelt und produziert Sensoren zur Messung von Fluideigenschaften, Druck/Kraft, Position, Vibration, Temperatur und Feuchtigkeit . Für weitere Informationen besuchen Sie www.meas-spec.com, senden Sie eine E-Mail an [email protected] oder rufen Sie 757-766-1500 oder +33 (0)561 194 543 an.