光阻法液壓油污染度測量影響因素分析

許磊

摘要：工業(yè)中使用的液壓油固體顆粒污染物濃度過高會對機(jī)器設(shè)備產(chǎn)生磨損，減少設(shè)備的使用壽命，因此實(shí)時(shí)的檢測液壓油中顆粒污染的程度顯得尤為的重要，光阻法對于液體中固態(tài)污染物的檢測較于其他方法而言檢測結(jié)果更加的準(zhǔn)確，在此基礎(chǔ)上，減少測量時(shí)的誤差，排除掉人為的不利影響因素，對測量的結(jié)果進(jìn)行分析，使得測量的結(jié)果更加精確，液壓油的使用效率也因此大大提高。

關(guān)鍵詞：光阻法；顆粒計(jì)數(shù)器；測量；影響因素

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）01-0250-02

Abstract：The excessive concentration of solid particles in the hydraulic oil used in the industry will cause wear and tear to the machine and equipment， and reduce the service life of the equipment. Therefore， the real-time detection of the degree of particle pollution in hydraulic oil is particularly important， light resistance method for the detection of solid pollutants in liquid， compared to other methods， the results are more accurate. On this basis， the error of measurement is reduced， and the artificial adverse factors are eliminated. The result of measurement is analyzed， which makes the result more accurate， and the efficiency of hydraulic oil is greatly improved.

Key words：light blockage；particle counter；measure；influence factor

汽車工業(yè)、航空工業(yè)等工程機(jī)械領(lǐng)域的不斷發(fā)展對于液壓油的使用越來越廣泛，從而對液壓油的純度要求也在不斷的提高。液壓油在使用過程中，對其中的顆粒污染物的粒徑大小都有著嚴(yán)格的規(guī)定，油液的污染特別是固態(tài)污染物會對發(fā)動機(jī)以及液壓系統(tǒng)造成較大的損害，大大減少了設(shè)備的使用壽命。因此減少液壓油中的固態(tài)雜質(zhì)是非常有必要的，對設(shè)備的保養(yǎng)和液壓油的使用效率都是很有幫助的。避免人為的影響因素，以及減少其他因素對測量結(jié)果的影響，對整個檢測的精確度都有很大的提高。早期的油液污染度檢測精確度不高，我國在二十世紀(jì)末一直都是引進(jìn)國外的檢測設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)在液壓油顆粒污染物的檢測方面應(yīng)用的越來越廣泛。本文主要是對光阻法測量過程中的幾種常見的影響因素進(jìn)行分析研究。

1 光阻法測量油液顆粒物的原理

檢測原理圖如圖1。激光傳感器由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，速度快精度高，量程大，抗光、電干擾能力強(qiáng)等。激光傳感器工作時(shí)，先由激光發(fā)射二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各個方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測極其微弱的的光信號，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。

激光傳感器的光信號的接收處理。它的基本原理是：激光光源發(fā)出平行光束穿過傳感器檢測區(qū)域，然后照射在光電接收器上。光穿過傳感器檢測區(qū)在光電接收器上的投射面積，假設(shè)為A，在這個檢測區(qū)域中，通過的液體流動方向與激光的方向垂直，當(dāng)油夜中不含顆粒污染物的時(shí)候，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換之后，電路輸入一個穩(wěn)定電壓值E。然而，當(dāng)油夜中有顆粒物通過傳感器檢測區(qū)域的時(shí)候，顆粒污染物遮擋了部分的光線，使得照射在光電接收裝置的光強(qiáng)度減弱，假設(shè)遮擋的面積為a。經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后的電路輸出一個負(fù)脈沖，假設(shè)在這里負(fù)脈沖的強(qiáng)度為e。顆粒通過光束時(shí)在光電接收器上產(chǎn)生的投影面積與不透明球形顆粒通過光束時(shí)產(chǎn)生的投影面積相同時(shí)，球形顆粒物的直徑就是該顆粒物的等效直徑。負(fù)脈沖e可以表示為：

2 顆粒污染物測量結(jié)果影響因素的分析

2.1 取樣過程中產(chǎn)生的影響

在樣品的取樣過程中，可能存在各種人為的因素對實(shí)驗(yàn)的測量結(jié)果產(chǎn)生影響，取樣時(shí)的操作不規(guī)范，樣品暴露于空氣中時(shí)間過久導(dǎo)致樣品油液被污染，取樣誤差過大將會對后面的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性。所以，在實(shí)驗(yàn)樣品的保存上也是很重要的，有條件的實(shí)驗(yàn)室可以購入未開封的新品油液用于實(shí)驗(yàn)。用于取樣的實(shí)驗(yàn)器材必須要以規(guī)范的操作方法來清洗，用石油醚清洗管路，來保證樣品油液的原始狀態(tài)。

2.2 油液中氣泡對測量結(jié)果的影響

實(shí)驗(yàn)過程中，儀器中通過的油液不均勻混入氣泡將會對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生較大樣品測試方法的誤差和影響。從市售的柴油機(jī)潤滑油新油中，用取樣瓶抽取4份油液樣品，本次主要實(shí)驗(yàn)了4中消除油液中氣泡的方法，有傳統(tǒng)方法和比較先進(jìn)的方法，分別是超聲波消除氣泡和注射器抽取氣泡以及正負(fù)壓消除氣泡。將先準(zhǔn)備好的4份樣品油液分別用這四種方法來進(jìn)行氣泡的消除。氣泡的消除評判標(biāo)準(zhǔn)以沒有樣品油液溢出，靜置數(shù)分鐘后沒有氣泡溢出為標(biāo)準(zhǔn)，分別檢測出不同粒徑大小范圍的顆粒數(shù)量。

表1是分別用不同的方法消除氣泡后，不同粒徑大小的顆粒污染物的實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果。

從上表格的測試結(jié)果可以看出，對比超聲波消除氣泡與注射器抽取氣泡兩種方法的測試結(jié)果，超聲波消泡的結(jié)果要較為精確，對比大于等于5μm粒徑以及大于等于7μm粒徑大小的顆粒污染物，污染度要小三個個等級，正壓法與負(fù)壓法相比，大于5μm粒徑、大于7μm粒徑、大于16μm粒徑的顆粒污染物都要小一個等級，超聲波在大于5μm粒徑范圍比正壓污染度小一個等級，在大于7μm粒徑范圍比正壓法的污染度大一個等級，總結(jié)上述測量結(jié)果，幾種方法都能夠有效的消除液壓油中的氣泡，消除氣泡的程度決定了最后污染度測量的結(jié)果，所以實(shí)質(zhì)是氣泡的數(shù)量以及大小對最后的測量結(jié)果產(chǎn)生了影響。endprint

2.3 樣品通過檢測區(qū)域的厚度的影響

本次實(shí)驗(yàn)采用長寬相同，不同厚度的矩形玻璃透明實(shí)驗(yàn)皿作為樣品的檢測區(qū)域。

本次分別采用三組不同厚度的實(shí)驗(yàn)皿來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，抽取三份相同的樣品油液以相同的速度分別通過這三組實(shí)驗(yàn)皿來進(jìn)行檢測，根據(jù)不同范圍的粒徑大小數(shù)量來判斷對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，測試結(jié)果如表2所示。

由上表的測量結(jié)果可知，由于厚度不同通過的油液量也不同，所以測量中通過的顆粒污染物也不同，通過的量越多顆粒物理應(yīng)就越多，對比0.4cm與0.6cm厚度的實(shí)驗(yàn)皿，實(shí)驗(yàn)皿越厚，5μm粒徑范圍的顆粒反而少，說明存在誤差，0.4cm到0.8cm厚度16μm粒徑大小的顆粒物越多，粒徑小的顆粒物反而相差不多，說明實(shí)驗(yàn)皿越厚對于越小粒徑的顆粒物產(chǎn)生的誤差越大?？偨Y(jié)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)該選擇合適的且不宜過厚的實(shí)驗(yàn)皿，從而增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，減少測量中的誤差。

3 結(jié)束語

在實(shí)驗(yàn)過程中，首先要確保樣品油液不被污染以及實(shí)驗(yàn)用的儀器的清潔度，設(shè)備的清潔度越清潔，對實(shí)驗(yàn)的測量結(jié)果越精確，產(chǎn)生的誤差越小，這是確保整個實(shí)驗(yàn)?zāi)軠?zhǔn)確的繼續(xù)進(jìn)行的前提條件，在操作過程中不能有外在環(huán)境因素對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，確保每一步的操作規(guī)范，避免產(chǎn)生不必要的實(shí)驗(yàn)誤差，在消除油液中氣泡的方面，超聲波，正負(fù)壓以及注射器抽取都能夠有效地把氣泡消除掉，在實(shí)驗(yàn)儀器的選擇方面要盡可能地選擇合適的實(shí)驗(yàn)器具。不管在什么實(shí)驗(yàn)中，誤差和影響因素都是不可避免的，我們要做的是盡可能地減少誤差，讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果在最大程度上達(dá)到我們預(yù)期的目標(biāo)。

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