具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

往复式压缩机故障的润滑失效机理主要表现如下特点：

(1)压缩气体污染(闪点、黏度偏低)，填料函、刮油环等部位磨损；

(2)密封泄漏，表现为润滑油液污染，如聚丙烯压缩机的三乙基铝污染，表现为润滑油中Al元素含量高；

(3)腐蚀磨损，并伴随剥落，如轴瓦磨损，表现为润滑油中Cu、Pb含量较高。

润滑油液携带磨损状态特征信息和润滑油液失效状态特征信息。因此，润滑油液本身的状态会影响设备的运行，而润滑油液的参数指标变化可以反映设备润滑、摩擦和磨损等运行状态。

摩擦副的相对运动是产生机械振动的一个内部原因，而振动是摩擦副工作状态的一种外部表现。在实际生产过程中，往往通过设备的振动参数来表征设备运行状态，判断设备是否存在异常。由于往复式压缩机的工作原理，不适于安装振动监测系统，因此可基于磨损参数与振动参数的相关度，通过磨损参数，得到振动参数，进而明确设备运行状态。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种往复式压缩机润滑油液在线监测振动诊断方法的流程示意图。如图1所示，所述方法包括如下步骤：

步骤101，实时获取运行中的所述往复式压缩机的润滑油液中的元素的磨损量；

步骤102，根据所述元素的磨损量，得到所述元素的磨损量中指定元素的相对磨损量；

步骤103，根据设定时间段内的所述指定元素的相对磨损量，得到所述往复式压缩机的累积相对振动参量；

步骤104，根据所述累积相对振动参量与故障阈值之间的比较结果，确定所述往复式压缩机的运行状态。

其中，所述元素可包括铁、铜、铅等所述往复式压缩机设备中的可检测的元素。

另外，可在所获取的元素中设定一种元素为指定元素，并利用所述指定元素最终确定所述往复式压缩机的运行状态。

在步骤102中，从所述元素的磨损量中提取所述指定元素的磨损量，例如，所述指定元素为铁元素，则从众多元素的磨损量中提取铁元素的磨损量。然后，根据下述公式(1)得到所述元素的磨损量中所述指定元素的相对磨损量：

其中，f_at为所述元素的磨损量中所述指定元素a的相对磨损量，x_at为在t时刻所述指定元素a的磨损量，x_it为在t时刻第i个元素的磨损量，n为元素的个数，所述指定元素a在n个元素内。

也就是说，所述指定元素a的相对磨损量，就是在t时刻所述指定元素a的磨损量与在t时刻n个元素的磨损量之和的比值。

由于元素的磨损量是实时获取的，因此，所述指定元素的相对磨损量也是实时确定的，在累积了设定时段段内的所述指定元素的相对磨损量之后，就可以得到所述往复式压缩机的累积相对振动参量。即，在步骤103中，获取所述设定时间段内的所述指定元素的相对磨损量，然后，根据下述公式(2)，得到所述往复式压缩机的累积相对振动参量：

其中，为所述往复式压缩机的累积相对振动参量，λ为预设比例系数，为第t_i时刻所述指定元素a的相对磨损量，t_n为所述设定时间段，为在所述设定时间段内所述指定元素a的相对磨损量的最小值。

在步骤104中，判断所述累积相对振动参量是否大于或等于所述故障阈值。当所述累积相对振动参量大于或等于所述故障阈值时，确定所述往复式压缩机的运行状态为故障状态，并提示故障维修，当所述累积相对振动参量小于所述故障阈值时，确定所述往复式压缩机的运行状态为正常运行状态。

其中，所述故障阈值根据往复式压缩机运行所允许的最大振动值对应的累积相对振动参量确定。

另外，还可根据所述指定元素确定出现故障的位置，例如，所述往复式压缩机的哪一处结构的元素含量为所述指定元素，从而可以更加快速地定位故障位置进行维修。

在本发明实施例中，通过在线监测手段获取往复式压缩机的润滑油液中的元素的磨损量，从而确定其运行状态，解决了现有技术中对于离线检测手段中不能实时反映设备状态的问题；可大范围同步监测，检测效率高；传感器自动检测，避免人为检测带来的不确定因素；采样品获取后直接进行分析，确定结果，无需放置，避免存放环境对结果的影响；润滑过程中直接获取采样品，保证油液状态的准确性。另外，本发明实施例相对于现有技术中在线监测的单一指标，本发明实施例采集了众多元素的磨损量，并依据众多元素的磨损量得到指定元素的相对磨损量，从而确定所述往复式压缩机的运行状态，可整体判断设备的运行状态。

另外，为了实现对往复式压缩机的故障预警，在确定所述往复式压缩机的运行状态为正常运行状态之后，还可以根据所述累积相对振动参量与所述故障阈值之间的差值，确定所述往复式压缩机的运行状态是否临近故障。即确定所述累积相对振动参量与所述故障阈值之间的差值，然后判断所述差值是否大于或等于预警阈值。当所述差值大于或等于所述预警阈值时，提示所述往复式压缩机故障预警，即所述往复式压缩机可能即将出现故障，并根据所述指定元素确定预警位置，例如，所述往复式压缩机的哪一处结构的元素含量为所述指定元素，从而可以更加快速地定位预警位置并进行维修。

其中，所述预警阈值根据往复式压缩机运行所允许的最大振动值对应的累积相对振动参量确定。

另外，为了更好地了解所述往复式压缩机的运行趋势，当所述差值小于所述预警阈值时，可根据所述累积相对振动参量绘制所述往复式压缩机的运行状态的趋势曲线。也就是说，在确定多个设定时间段的累积相对振动参量之后，若是所述累积相对振动参量与所述故障阈值之间的差值小于所述预警阈值，则可由多个设定时间段对应的累积相对振动参量绘制所述往复式压缩机的运行状态的趋势曲线。

另外，在本发明实施例的一种实施方式中，还可以综合多参数，确定润滑油液的剩余寿命，即当所述往复式压缩机的新润滑油液投入使用时，获取油液中的初始水分参量、初始粘度参量、所述指定元素的初值磨损量，以及润滑油液失效时的失效水分参量、失效粘度参量、所述指定元素的失效磨损量，还有获取运行中的所述往复式压缩机的润滑油液中的当前水分参量、当前粘度参量、所述指定元素的当前磨损量以及所述润滑油液的当前使用时间。然后，根据下述公式(3)，确定所述往复式压缩机的润滑油液的剩余寿命：

其中，N为所述往复式压缩机的润滑油液的剩余寿命，w₀为所述初始水分参量，v₀为所述初始粘度参量，f₀为所述指定元素的初值磨损量，w_s为所述失效水分参量，v_s为所述失效粘度参量，f_s为所述指定元素的失效磨损量，w为所述当前水分参量，v为所述当前粘度参量，f为所述指定元素的当前磨损量，t为所述润滑油液的当前使用时间。

在确定所述往复式压缩机的润滑油液的剩余寿命之后，判断所述剩余寿命是否小于或等于更换阈值，当所述剩余寿命小于或等于所述更换阈值时，提示更换所述往复式压缩机中的润滑油液，若所述剩余寿命大于所述更换阈值，则可继续使用所述润滑油液。例如，所述更换阈值为1年时，当所述剩余寿命小于或等于1年时，则提示更换所述润滑油液。

通过本发明实施例，可以实现对厂区内的所有往复式压缩机的运行状态的监测，避免离线多点人为采样检测结果的不确定性，以及分析时效低的问题，实时数据监测分析，提早发现设备的故障信息，及时预警，避免非计划停工和事故发生，保障设备安全运行。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种往复式压缩机润滑油液在线监测振动诊断系统的结构示意图。如图2所示，所述系统20包括：数据采集装置21，其被配置为实时获取运行中的所述往复式压缩机的润滑油液中的元素的磨损量；控制器22，其被配置为执行如下操作：根据所述元素的磨损量，得到所述元素的磨损量中指定元素的相对磨损量；根据设定时间段内的所述指定元素的相对磨损量，得到所述往复式压缩机的累积相对振动参量；根据所述累积相对振动参量与故障阈值之间的比较结果，确定所述往复式压缩机的运行状态。

其中，如图3所示，所述数据采集装置21包括：油路循环模块31，其被配置为将运行中的所述往复式压缩机中的润滑油液从油池中提取出来，并将提取出来的润滑油液送至传感器；所述传感器22，其被配置为实时获取提取出来的润滑油液中的元素的磨损量。所述传感器可为多参数融合传感器，即可检测多种元素的传感器。

其中，如图4所示，所述油路循环模块31可包括取油口、取油管道、进油口、内部油路管道、出油口、回油管道、回油口、控制阀和流量泵，取油口和回油口均连接到油池内，完成油液的循环流动，实现对油液的实时采集，控制阀和流量泵则控制取油口所提取的油液的流量，内部油路管道将提取的油液送至传感器。

具体实施方式为，将现场ZG1/2堵头拧开后配上球阀(ZG1/2)和一个转接头(φ8卡套)，通过φ8不锈钢油管连接到取油口，φ8不锈钢管需要用管卡固定。另外，在回油口所指位置上打一个孔然后焊接一个1/2英寸的管座，并配上球阀(ZG1/2)和转接头(φ8卡套)，通过φ8的不锈钢油管连接到回油口，φ8不锈钢管需要用管卡固定。上述油路循环模块的设置方式仅作为示例说明，并不用于限定本发明实施例的润滑油液的提取方式，只要能实时获取运行中的往复式压缩机的润滑油液即可。

进一步地，所述控制器根据所述元素的磨损量，得到所述元素的磨损量中指定元素的相对磨损量包括：从所述元素的磨损量中提取所述指定元素的磨损量；根据得到所述元素的磨损量中所述指定元素的相对磨损量f_at，其中，x_at为在t时刻所述指定元素a的磨损量，x_it为在t时刻第i个元素的磨损量，n为元素的个数，所述指定元素a在n个元素内。

进一步地，所述控制器根据设定时间段内的所述指定元素的相对磨损量，得到所述往复式压缩机的累积相对振动参量包括：获取所述设定时间段内的所述指定元素的相对磨损量；根据得到所述往复式压缩机的累积相对振动参量其中，λ为预设比例系数，为第t_i时刻所述指定元素a的相对磨损量，t_n为所述设定时间段，为在所述设定时间段内所述指定元素a的相对磨损量的最小值。

进一步地，所述控制器根据所述累积相对振动参量与故障阈值之间的比较结果，确定所述往复式压缩机的运行状态包括：判断所述累积相对振动参量是否大于或等于所述故障阈值；当所述累积相对振动参量大于或等于所述故障阈值时，确定所述往复式压缩机的运行状态为故障状态，并提示故障维修；当所述累积相对振动参量小于所述故障阈值时，确定所述往复式压缩机的运行状态为正常运行状态。

进一步地，在所述确定所述往复式压缩机的运行状态为正常运行状态之后，所述控制器还用于执行如下操作：确定所述累积相对振动参量与所述故障阈值之间的差值；判断所述差值是否大于或等于预警阈值；当所述差值大于或等于所述预警阈值时，提示所述往复式压缩机故障预警，并根据所述指定元素确定预警位置。

进一步地，所述控制器还用于执行如下操作：当所述差值小于所述预警阈值时，根据所述累积相对振动参量绘制所述往复式压缩机的运行状态的趋势曲线。

进一步地，所述传感器，还被配置为当所述往复式压缩机的新润滑油液投入使用时，获取油液中的初始水分参量、初始粘度参量、所述指定元素的初值磨损量，以及润滑油液失效时的失效水分参量、失效粘度参量、所述指定元素的失效磨损量；获取运行中的所述往复式压缩机的润滑油液中的当前水分参量、当前粘度参量、所述指定元素的当前磨损量；所述控制器还用于执行如下操作：在获取到所述初始水分参量、初始粘度参量、所述指定元素的初值磨损量、润滑油液失效时的失效水分参量、失效粘度参量、所述指定元素的失效磨损量、运行中的所述往复式压缩机的润滑油液中的当前水分参量、当前粘度参量、所述指定元素的当前磨损量以及所述润滑油液的当前使用时间之后，根据确定所述往复式压缩机的润滑油液的剩余寿命N，其中，w₀为所述初始水分参量，v₀为所述初始粘度参量，f₀为所述指定元素的初值磨损量，w_s为所述失效水分参量，v_s为所述失效粘度参量，f_s为所述指定元素的失效磨损量，w为所述当前水分参量，v为所述当前粘度参量，f为所述指定元素的当前磨损量，t为所述润滑油液的当前使用时间。上述传感器还可包括水分传感器和粘度传感器，分别用于检测水分参量和粘度参量。

另外，需要说明的是，上述初始水分参量、初始粘度参量、所述指定元素的初值磨损量，是在向油池注入标准油液之后，通过流量泵和控制阀取定量标准油液进行油路的冲洗之后，采集得到的标准油液的参数信息。

进一步地，在所述确定所述往复式压缩机的润滑油液的剩余寿命之后，所述控制器还用于执行如下操作：判断所述剩余寿命是否小于或等于更换阈值；当所述剩余寿命小于或等于所述更换阈值时，提示更换所述往复式压缩机中的润滑油液。

需要说明的是，本系统的操作过程，与实施例一的方法步骤相一致，故相关实施细节及效果可参考实施例一，在此则不再赘述。

实施例三

本发明实施例三提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行如上述实施例一所述的往复式压缩机润滑油液在线监测振动诊断方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、系统和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。