本发明涉及环境腐蚀监检测领域，特别是涉及一种薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置及方法。
背景技术：
不同加工环节之间和储运过程中大气环境温湿度的变化可能造成轴承钢/轴承成品表面存在凝结液膜，液膜的存在为轴承腐蚀的发生提供了充分条件，轴承腐蚀的直接后果是产生表面漆锈，从而影响轴承表面状态的均匀性与完整性，进一步影响轴承服役过程中的稳定性、精度和使用寿命。然而，储运过程中大气环境温湿度变化难以觉察，且一定温湿度条件下液膜凝结迅速，如不及时采取措施，短时间就可能引发轴承表面大面积漆锈。因此，开发薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置具有重要意义。
技术实现要素：
基于此，本发明的目的在于提供一种薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置及方法，适用于不同储运大气环境中轴承腐蚀监测，灵敏度高且具有实时监测与预报警功能。
本发明的技术方案是：
一种薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，包括监测模块、信号采集与数据处理模块、机箱及预报警模块，信号采集与数据处理模块固定于机箱内，监测模块连接于信号采集与数据处理模块，信号采集与数据处理模块连接于预报警模块；
监测模块设有温湿度监测部件和薄液膜监测探头，其中：温湿度监测部件曝露于轴承所处环境中，用于监测和采集实时环境温湿度信号；薄液膜监测探头曝露于轴承所处环境中，用于感应和监测因薄液膜存在引起的实时电流信号；
信号采集与数据处理模块设有一级处理器、电流采集部件和二级处理器，并固定于机箱内；其中：一级处理器用于处理温湿度监测部件采集到的环境温湿度实时数据；电流采集部件用于采集薄液膜监测探头监测到的实时电流信号；二级处理器用于处理电流采集部件采集到的实时电流信号；
预报警模块设有预警部件和报警部件，其中：预警部件用于处理一级处理器显示的环境温湿度阈值预警；报警部件用于处理二级处理器显示的电流阈值报警。
所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，所述温湿度监测部件位于所述机箱下面并通过所述机箱底部预留豁口连接于所述一级处理器的输入端；所述预警部件位于所述机箱上面并通过线路穿过所述机箱顶部预留豁口连接于所述一级处理器的输出端。
所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，所述薄液膜监测探头位于所述机箱下方并通过线路穿过所述机箱底部预留豁口连接于所述电流采集部件；所述二级处理器的输入端连接于所述电流采集部件；所述报警部件位于所述机箱上面并通过线路穿过所述机箱顶部预留豁口连接于所述二级处理器的输出端。
所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，所述薄液膜监测探头具有采用轴承钢制成的第一电极以及白铜制成的第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间和外侧通过填充绝缘件固定，薄液膜监测探头的上端面为监测面，第一电极与第二电极的上表面露出并与监测面平齐，第一电极和第二电极分别引出一根探头导线与电流采集部件相连；所述第一电极与所述第二电极均具有两个以上梳齿使得所述第一电极与所述第二电极均呈梳状，所述第一电极的梳齿与所述第二电极的梳齿相互交错。
所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，相邻的所述第一电极与所述第二电极之间具有间隙，并且间隙不大于0.1mm。
一种薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警方法，包括如下步骤：
(1)通过温湿度监测部件监测和采集轴承所处环境的实时环境温湿度信号，并将采集到的实时环境温湿度信号传输至一级处理器，通过一级处理器处理温湿度监测部件采集到的环境温湿度实时数据；
(2)当一级处理器显示温湿度监测部件监测和采集的环境相对湿度达到阈值时，一级处理器将湿度阈值信号传输给预警部件，通过预警部件发出预警响应信号，从而实现预警；
(3)通过薄液膜监测探头采集和监测轴承所处环境的实时电流信号，并将采集到的实时电流信号传输至二级处理器，通过二级处理器处理电流采集部件采集到的电流实时数据；
(4)当二级处理器显示薄液膜监测探头采集和监测的电流达到阈值时，二级处理器将电流阈值传输给报警部件，通过报警部件发出报警响应信号，从而实现报警。
所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警方法，步骤(2)中，预警响应信号发出后，提示轴承曝露环境相对湿度值较高，存在因环境相对湿度较大而造成轴承表面有凝结液膜发生的可能性；此时，需相关人员及时对轴承所处环境进行温湿度调控，以便使得轴承所处环境相对湿度降低至阈值以下。
所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警方法，步骤(3)中，当因环境相对湿度较大而造成轴承表面有凝结液膜时，通过薄液膜监测探头感应和监测因环境温湿度变化引发薄液膜存在而引起的实时电流信号；凝结液膜能够将第一电极的一端与第二电极的一端连通；第一电极的另一端以及第二电极的另一端分别通过探头导线连接于电流采集部件，电流采集部件检测第一电极、凝结液膜以及第二电极形成的电路中的电偶电流，并将该电流传输至所述二级处理器。
所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警方法，步骤(4)中，当报警部件发出报警响应信号时，提示实际轴承表面已经发生因曝露环境温湿度变化引发薄液膜凝结而导致的轴承腐蚀，二级处理器根据电流的变化，预测实际储运环境中轴承的腐蚀变化趋势。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，适用于不同大气环境中轴承腐蚀监测，如：轴承钢储运环境、轴承加工过程中周围环境、轴承成品储运环境等环境中薄液膜致轴承腐蚀的监测与预报警和腐蚀性评价等。
2、本发明薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，可以根据不同实际储运环境中污染物种类及浓度确定不同温湿度阈值进行预报警，且可以根据轴承腐蚀情况制定合理的预报警频率。
3、本发明薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，具有结构简单，实验方法可靠，步骤合理，可操作性强，方便实用的优点。
4、本发明薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，适用于储存/运输过程中因环境温湿度变化引发凝结薄液膜而导致的轴承腐蚀监测、预警与报警，具有灵敏度高、预警和报警特点。
附图说明
图1为本发明一实施例薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置示意图；
图2为图1中薄液膜监测探头的结构示意图。
附图标记说明：
10、薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置；110、温湿度监测部件；120、薄液膜监测探头；121、第一电极；122、第二电极；130、监测面；140、探头导线；150、绝缘件；210、机箱；220、一级处理器；230、电流采集部件；240、二级处理器；310、预警部件；320、报警部件。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参见图1所示，本实施例涉及了一种薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置10。该薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置10包括监测模块、信号采集与数据处理模块、机箱以及预报警模块，信号采集与数据处理模块固定于机箱内，监测模块连接于信号采集与数据处理模块，信号采集与数据处理模块连接于预报警模块。
监测模块设有温湿度监测部件110和薄液膜监测探头120，其中：温湿度监测部件110曝露于轴承所处环境中，用于监测和采集实时环境温湿度信号；薄液膜监测探头120曝露于轴承所处环境中，用于感应和监测因薄液膜存在引起的实时电流信号；
信号采集与数据处理模块设有一级处理器220、电流采集部件230和二级处理器240，并固定于机箱210内；其中：一级处理器220用于处理温湿度监测部件110采集到的环境温湿度实时数据；电流采集部件230用于采集薄液膜监测探头120监测到的实时电流信号；二级处理器240用于处理电流采集部件230采集到的实时电流信号；
预报警模块设有预警部件310和报警部件320，其中：预警部件310用于处理一级处理器220显示的环境温湿度阈值预警；报警部件320用于处理二级处理器240显示的电流阈值报警。
参见图1所示，所述一级处理器220固定于所述机箱210内；所述电流采集部件230连接于所述二级处理器240也固定于所述机箱210内。机箱210由有机玻璃板制作而成，有机玻璃板与有机玻璃板之间采用三氯甲烷溶合粘结；机箱210底部预留的相应豁口用于供连接温湿度监测部件110和探头导线140；机箱210顶部预留的相应豁口用于供连接所述预警部件310和所述报警部件320。豁口在需要封闭时，可通过硅橡胶密封。
参见图1所示，所述温湿度监测部件110曝露于轴承所处环境中用于监测和采集实时环境温湿度信号，所述温湿度监测部件110位于所述机箱210下面并通过所述机箱210底部预留豁口连接于所述一级处理器220的输入端；所述一级处理器220用于处理所述温湿度监测部件110采集到的环境温湿度实时数据；所述预警部件310位于所述机箱210上面并通过线路穿过所述机箱210顶部预留豁口连接于所述一级处理器220的输出端，所述预警部件310根据所述一级处理器220显示的环境相对湿度阈值信号实现预警功能。
参见图1所示，所述薄液膜监测探头120曝露于轴承所处环境中用于感应和监测因薄液膜存在引起的实时电流信号，所述薄液膜监测探头120位于所述机箱210下方并通过线路穿过所述机箱210底部另一预留豁口连接于所述电流采集部件230；所述二级处理器240的输入端连接于所述电流采集部件230，用于处理所述电流采集部件230采集到的实时电流信号；所述报警部件320位于所述机箱210上面并通过线路穿过所述机箱210顶部另一预留豁口连接于所述二级处理器240的输出端，所述报警部件320根据所述二级处理器240显示的电流阈值信号实现报警功能。
参见图2所示，所述薄液膜监测探头120为柱状结构，其上具有采用轴承钢制成的第一电极121以及白铜制成的第二电极122，所述第一电极121与所述第二电极122之间和外侧通过填充绝缘件150固定，绝缘件150可以为环氧树脂绝缘填充材料，薄液膜监测探头120的上端面为监测面130，第一电极121与第二电极122的上表面露出并与监测面130平齐，第一电极121和第二电极122分别引出一根探头导线140与电流采集部件230相连。所述第一电极121与所述第二电极122均具有两个以上梳齿使得所述第一电极121与所述第二电极122均呈梳状，所述第一电极121的梳齿与所述第二电极122的梳齿相互交错，相邻的所述第一电极121梳齿与所述第二电极122梳齿之间具有间隙，以避免第一电极121与第二电极122的直接接触，该间隙大小影响薄液膜监测探头120的精度，间隙不大于0.1mm，精度高。
本实施例涉及薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置在用于薄液膜致轴承腐蚀监测与预报警时，涉及了一种薄液膜致轴承腐蚀监测方法。
一种薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警方法，包括如下步骤：
参见图1所示，通过所述温湿度监测部件110监测和采集轴承所处环境的实时环境温湿度信号，并能够把采集到的实时环境温湿度信号传输至一级处理器220，通过所述一级处理器220处理温湿度监测部件110采集到的环境温湿度实时数据；
当一级处理器220显示温湿度监测部件110监测和采集的环境相对湿度达到阈值时，一级处理器220将湿度阈值信号传输给预警部件310，通过预警部件310发出预警响应信号，从而实现预警。
预警响应信号发出后，提示轴承曝露环境相对湿度值较高，存在因环境相对湿度较大而造成轴承表面有凝结液膜发生的可能性；此时，需相关人员及时对轴承所处环境进行温湿度调控，以便使得轴承所处环境相对湿度降低至阈值以下；
若处理不及时或处理不当，轴承表面将发生液膜凝结现象，液膜的存在为轴承腐蚀的发生提供了充分条件，大大增加了轴承发生腐蚀的可能性，进而导致薄液膜致轴承腐蚀的发生；
制备薄液膜监测探头120，其中薄液膜监测探头120具有采用轴承钢制成的第一电极121以及白铜制成的第二电极122。将第一电极121和第二电极122通过绝缘件150嵌设于薄液膜监测探头120上端的监测面130处，监测面130的表面轻微打磨直至露出两个电极表面，第一电极121的上端面与第二电极122的上端面均与监测面130平齐，用酒精清洗除油后，干燥器内放置24后即可用于实验。
参见图1所示，当因环境相对湿度较大而造成轴承表面有凝结液膜时，通过薄液膜监测探头120感应和监测因环境温湿度变化引发薄液膜存在而引起的实时电流信号；凝结液膜能够将第一电极121的一端与第二电极122的一端连通；第一电极121的另一端以及第二电极122的另一端分别通过探头导线140连接于电流采集部件230，电流采集部件230检测第一电极121、凝结液膜以及第二电极122形成的电路中的电偶电流，电流采集部件230将薄液膜监测探头120监测和采集到的实时电流信号传输至二级处理器240，二级处理器240用于处理电流信号并监测电流阈值；当二级处理器240显示电流达到阈值时，二级处理器240将电流阈值信号传输至报警部件320，从而实现报警。
当报警部件320发出报警响应信号时，提示实际轴承表面已经发生因曝露环境温湿度变化引发薄液膜凝结而导致的轴承腐蚀；
所示二级处理器240根据电流的变化，预测实际储运环境中轴承的腐蚀变化趋势。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述。然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，其特征在于，包括监测模块、信号采集与数据处理模块、机箱及预报警模块，信号采集与数据处理模块固定于机箱内，监测模块连接于信号采集与数据处理模块，信号采集与数据处理模块连接于预报警模块；
监测模块设有温湿度监测部件和薄液膜监测探头，其中：温湿度监测部件曝露于轴承所处环境中，用于监测和采集实时环境温湿度信号；薄液膜监测探头曝露于轴承所处环境中，用于感应和监测因薄液膜存在引起的实时电流信号；
信号采集与数据处理模块设有一级处理器、电流采集部件和二级处理器，并固定于机箱内；其中：一级处理器用于处理温湿度监测部件采集到的环境温湿度实时数据；电流采集部件用于采集薄液膜监测探头监测到的实时电流信号；二级处理器用于处理电流采集部件采集到的实时电流信号；
预报警模块设有预警部件和报警部件，其中：预警部件用于处理一级处理器显示的环境温湿度阈值预警；报警部件用于处理二级处理器显示的电流阈值报警。
2.根据权利要求1所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，其特征在于，所述温湿度监测部件位于所述机箱下面并通过所述机箱底部预留豁口连接于所述一级处理器的输入端；所述预警部件位于所述机箱上面并通过线路穿过所述机箱顶部预留豁口连接于所述一级处理器的输出端。
3.根据权利要求1所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，其特征在于，所述薄液膜监测探头位于所述机箱下方并通过线路穿过所述机箱底部预留豁口连接于所述电流采集部件；所述二级处理器的输入端连接于所述电流采集部件；所述报警部件位于所述机箱上面并通过线路穿过所述机箱顶部预留豁口连接于所述二级处理器的输出端。
4.根据权利要求1所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，其特征在于，所述薄液膜监测探头具有采用轴承钢制成的第一电极以及白铜制成的第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间和外侧通过填充绝缘件固定，薄液膜监测探头的上端面为监测面，第一电极与第二电极的上表面露出并与监测面平齐，第一电极和第二电极分别引出一根探头导线与电流采集部件相连；所述第一电极与所述第二电极均具有两个以上梳齿使得所述第一电极与所述第二电极均呈梳状，所述第一电极的梳齿与所述第二电极的梳齿相互交错。
5.根据权利要求4所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警装置，其特征在于，相邻的所述第一电极与所述第二电极之间具有间隙，并且间隙不大于0.1mm。
6.一种权利要求1至5之一所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)通过温湿度监测部件监测和采集轴承所处环境的实时环境温湿度信号，并将采集到的实时环境温湿度信号传输至一级处理器，通过一级处理器处理温湿度监测部件采集到的环境温湿度实时数据；
(2)当一级处理器显示温湿度监测部件监测和采集的环境相对湿度达到阈值时，一级处理器将湿度阈值信号传输给预警部件，通过预警部件发出预警响应信号，从而实现预警；
(3)通过薄液膜监测探头采集和监测轴承所处环境的实时电流信号，并将采集到的实时电流信号传输至二级处理器，通过二级处理器处理电流采集部件采集到的电流实时数据；
(4)当二级处理器显示薄液膜监测探头采集和监测的电流达到阈值时，二级处理器将电流阈值传输给报警部件，通过报警部件发出报警响应信号，从而实现报警。
7.根据权利要求6所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警方法，其特征在于，步骤(2)中，预警响应信号发出后，提示轴承曝露环境相对湿度值较高，存在因环境相对湿度较大而造成轴承表面有凝结液膜发生的可能性；此时，需相关人员及时对轴承所处环境进行温湿度调控，以便使得轴承所处环境相对湿度降低至阈值以下。
8.根据权利要求6所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警方法，其特征在于，步骤(3)中，当因环境相对湿度较大而造成轴承表面有凝结液膜时，通过薄液膜监测探头感应和监测因环境温湿度变化引发薄液膜存在而引起的实时电流信号；凝结液膜能够将第一电极的一端与第二电极的一端连通；第一电极的另一端以及第二电极的另一端分别通过探头导线连接于电流采集部件，电流采集部件检测第一电极、凝结液膜以及第二电极形成的电路中的电偶电流，并将该电流传输至所述二级处理器。
9.根据权利要求6所述的薄液膜致轴承腐蚀的高灵敏度监测与预报警方法，其特征在于，步骤(4)中，当报警部件发出报警响应信号时，提示实际轴承表面已经发生因曝露环境温湿度变化引发薄液膜凝结而导致的轴承腐蚀，二级处理器根据电流的变化，预测实际储运环境中轴承的腐蚀变化趋势。
技术总结