论文部分内容阅读
摘要：工业中使用的液压油固体颗粒污染物浓度过高会对机器设备产生磨损，减少设备的使用寿命，因此实时的检测液压油中颗粒污染的程度显得尤为的重要，光阻法对于液体中固态污染物的检测较于其他方法而言检测结果更加的准确，在此基础上，减少测量时的误差，排除掉人为的不利影响因素，对测量的结果进行分析，使得测量的结果更加精确，液压油的使用效率也因此大大提高。
关键词：光阻法；颗粒计数器；测量；影响因素
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：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
汽车工业、航空工业等工程机械领域的不断发展对于液压油的使用越来越广泛，从而对液压油的纯度要求也在不断的提高。液压油在使用过程中，对其中的颗粒污染物的粒径大小都有着严格的规定，油液的污染特别是固态污染物会对发动机以及液压系统造成较大的损害，大大减少了设备的使用寿命。因此减少液压油中的固态杂质是非常有必要的，对设备的保养和液压油的使用效率都是很有帮助的。避免人为的影响因素，以及减少其他因素对测量结果的影响，对整个检测的精确度都有很大的提高。早期的油液污染度检测精确度不高，我国在二十世纪末一直都是引进国外的检测设备，随着科学技术的飞速发展，颗粒计数技术在液压油颗粒污染物的检测方面应用的越来越广泛。本文主要是对光阻法测量过程中的几种常见的影响因素进行分析研究。
1 光阻法测量油液颗粒物的原理
检测原理图如图1。激光传感器由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。激光传感器工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各个方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的的光信号，并将其转化为相应的电信号。
激光传感器的光信号的接收处理。它的基本原理是：激光光源发出平行光束穿过传感器检测区域，然后照射在光电接收器上。光穿过传感器检测区在光电接收器上的投射面积，假设为A，在这个检测区域中，通过的液体流动方向与激光的方向垂直，当油夜中不含颗粒污染物的时候，经过光电转换之后，电路输入一个稳定电压值E。然而，当油夜中有颗粒物通过传感器检测区域的时候，颗粒污染物遮挡了部分的光线，使得照射在光电接收装置的光强度减弱，假设遮挡的面积为a。经过光电转换后的电路输出一个负脉冲，假设在这里负脉冲的强度为e。颗粒通过光束时在光电接收器上产生的投影面积与不透明球形颗粒通过光束时产生的投影面积相同时，球形颗粒物的直径就是该颗粒物的等效直径。负脉冲e可以表示为：
2 颗粒污染物测量结果影响因素的分析
2.1 取样过程中产生的影响
在样品的取样过程中，可能存在各种人为的因素对实验的测量结果产生影响，取样时的操作不规范，样品暴露于空气中时间过久导致样品油液被污染，取样误差过大将会对后面的实验产生影响，影响实验结果的真实性。所以，在实验样品的保存上也是很重要的，有条件的实验室可以购入未开封的新品油液用于实验。用于取样的实验器材必须要以规范的操作方法来清洗，用石油醚清洗管路，来保证样品油液的原始状态。
2.2 油液中气泡对测量结果的影响
实验过程中，仪器中通过的油液不均匀混入气泡将会对实验的结果产生较大样品测试方法的误差和影响。从市售的柴油机润滑油新油中，用取样瓶抽取4份油液样品，本次主要实验了4中消除油液中气泡的方法，有传统方法和比较先进的方法，分别是超声波消除气泡和注射器抽取气泡以及正负压消除气泡。将先准备好的4份样品油液分别用这四种方法来进行气泡的消除。气泡的消除评判标准以没有样品油液溢出，静置数分钟后没有气泡溢出为标准，分别检测出不同粒径大小范围的颗粒数量。
表1是分别用不同的方法消除气泡后，不同粒径大小的颗粒污染物的实验测试结果。
从上表格的测试结果可以看出，对比超声波消除气泡与注射器抽取气泡两种方法的测试结果，超声波消泡的结果要较为精确，对比大于等于5μm粒径以及大于等于7μm粒径大小的颗粒污染物，污染度要小三个个等级，正压法与负压法相比，大于5μm粒径、大于7μm粒径、大于16μm粒径的颗粒污染物都要小一个等級，超声波在大于5μm粒径范围比正压污染度小一个等级，在大于7μm粒径范围比正压法的污染度大一个等级，总结上述测量结果，几种方法都能够有效的消除液压油中的气泡，消除气泡的程度决定了最后污染度测量的结果，所以实质是气泡的数量以及大小对最后的测量结果产生了影响。 2.3 样品通过检测区域的厚度的影响
本次实验采用长宽相同，不同厚度的矩形玻璃透明实验皿作为样品的检测区域。
本次分别采用三组不同厚度的实验皿来进行实验，抽取三份相同的样品油液以相同的速度分别通过这三组实验皿来进行检测，根据不同范围的粒径大小数量来判断对实验结果的影响，测试结果如表2所示。
由上表的测量结果可知，由于厚度不同通过的油液量也不同，所以测量中通过的颗粒污染物也不同，通过的量越多颗粒物理应就越多，对比0.4cm与0.6cm厚度的实验皿，实验皿越厚，5μm粒径范围的颗粒反而少，说明存在误差，0.4cm到0.8cm厚度16μm粒径大小的颗粒物越多，粒径小的颗粒物反而相差不多，说明实验皿越厚对于越小粒径的颗粒物产生的误差越大。总结以上实验结果，在实验过程中应该选择合适的且不宜过厚的实验皿，从而增加实验结果的准确性，减少测量中的误差。
3 结束语
在实验过程中，首先要确保样品油液不被污染以及实验用的仪器的清洁度，设备的清洁度越清洁，对实验的测量结果越精确，产生的误差越小，这是确保整个实验能准确的继续进行的前提条件，在操作过程中不能有外在环境因素对实验产生干扰，确保每一步的操作规范，避免产生不必要的实验误差，在消除油液中气泡的方面，超声波，正负压以及注射器抽取都能够有效地把气泡消除掉，在实验仪器的选择方面要尽可能地选择合适的实验器具。不管在什么实验中，误差和影响因素都是不可避免的，我们要做的是尽可能地减少误差，让实验结果在最大程度上达到我们预期的目标。
参考文献：
[1] 刘驰.变压器油颗粒检测技术现状[J].现代工业经济和信息化，2016（14）.
[2] 熊丽媛.液体颗粒计数器结果的测量不确定度评定[J].过滤与分离，2015（3）：37-39.
[3] 曾如文，万登攀，李玉忠.液压油固体颗粒污染度检测误差分析及控制[J].液压气动与密封，2015（7）：66-68.
[4] 杨杏弟，吴玉花.液压油污染度测定影响[J].化工管理，2017（5），183.
[5] 龚小龙，田洪祥，孙云岭，等.遮光法颗粒计数器测量结果的影响因素研究[J].润滑与密封，2016，41（8）：133-135.
[6] 路红，张津津.颗粒计数器校准方法与污染度等级标准[J].润滑油，2006（4）：57-60.
[7] 张志军，紀建伟，曲丹丹.一种光阻法颗粒计数器的研制[J].沈阳农业大学学报，2005（6）：742-745.
关键词：光阻法；颗粒计数器；测量；影响因素
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：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
汽车工业、航空工业等工程机械领域的不断发展对于液压油的使用越来越广泛，从而对液压油的纯度要求也在不断的提高。液压油在使用过程中，对其中的颗粒污染物的粒径大小都有着严格的规定，油液的污染特别是固态污染物会对发动机以及液压系统造成较大的损害，大大减少了设备的使用寿命。因此减少液压油中的固态杂质是非常有必要的，对设备的保养和液压油的使用效率都是很有帮助的。避免人为的影响因素，以及减少其他因素对测量结果的影响，对整个检测的精确度都有很大的提高。早期的油液污染度检测精确度不高，我国在二十世纪末一直都是引进国外的检测设备，随着科学技术的飞速发展，颗粒计数技术在液压油颗粒污染物的检测方面应用的越来越广泛。本文主要是对光阻法测量过程中的几种常见的影响因素进行分析研究。
1 光阻法测量油液颗粒物的原理
检测原理图如图1。激光传感器由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。激光传感器工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各个方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的的光信号，并将其转化为相应的电信号。
激光传感器的光信号的接收处理。它的基本原理是：激光光源发出平行光束穿过传感器检测区域，然后照射在光电接收器上。光穿过传感器检测区在光电接收器上的投射面积，假设为A，在这个检测区域中，通过的液体流动方向与激光的方向垂直，当油夜中不含颗粒污染物的时候，经过光电转换之后，电路输入一个稳定电压值E。然而，当油夜中有颗粒物通过传感器检测区域的时候，颗粒污染物遮挡了部分的光线，使得照射在光电接收装置的光强度减弱，假设遮挡的面积为a。经过光电转换后的电路输出一个负脉冲，假设在这里负脉冲的强度为e。颗粒通过光束时在光电接收器上产生的投影面积与不透明球形颗粒通过光束时产生的投影面积相同时，球形颗粒物的直径就是该颗粒物的等效直径。负脉冲e可以表示为：
2 颗粒污染物测量结果影响因素的分析
2.1 取样过程中产生的影响
在样品的取样过程中，可能存在各种人为的因素对实验的测量结果产生影响，取样时的操作不规范，样品暴露于空气中时间过久导致样品油液被污染，取样误差过大将会对后面的实验产生影响，影响实验结果的真实性。所以，在实验样品的保存上也是很重要的，有条件的实验室可以购入未开封的新品油液用于实验。用于取样的实验器材必须要以规范的操作方法来清洗，用石油醚清洗管路，来保证样品油液的原始状态。
2.2 油液中气泡对测量结果的影响
实验过程中，仪器中通过的油液不均匀混入气泡将会对实验的结果产生较大样品测试方法的误差和影响。从市售的柴油机润滑油新油中，用取样瓶抽取4份油液样品，本次主要实验了4中消除油液中气泡的方法，有传统方法和比较先进的方法，分别是超声波消除气泡和注射器抽取气泡以及正负压消除气泡。将先准备好的4份样品油液分别用这四种方法来进行气泡的消除。气泡的消除评判标准以没有样品油液溢出，静置数分钟后没有气泡溢出为标准，分别检测出不同粒径大小范围的颗粒数量。
表1是分别用不同的方法消除气泡后，不同粒径大小的颗粒污染物的实验测试结果。
从上表格的测试结果可以看出，对比超声波消除气泡与注射器抽取气泡两种方法的测试结果，超声波消泡的结果要较为精确，对比大于等于5μm粒径以及大于等于7μm粒径大小的颗粒污染物，污染度要小三个个等级，正压法与负压法相比，大于5μm粒径、大于7μm粒径、大于16μm粒径的颗粒污染物都要小一个等級，超声波在大于5μm粒径范围比正压污染度小一个等级，在大于7μm粒径范围比正压法的污染度大一个等级，总结上述测量结果，几种方法都能够有效的消除液压油中的气泡，消除气泡的程度决定了最后污染度测量的结果，所以实质是气泡的数量以及大小对最后的测量结果产生了影响。 2.3 样品通过检测区域的厚度的影响
本次实验采用长宽相同，不同厚度的矩形玻璃透明实验皿作为样品的检测区域。
本次分别采用三组不同厚度的实验皿来进行实验，抽取三份相同的样品油液以相同的速度分别通过这三组实验皿来进行检测，根据不同范围的粒径大小数量来判断对实验结果的影响，测试结果如表2所示。
由上表的测量结果可知，由于厚度不同通过的油液量也不同，所以测量中通过的颗粒污染物也不同，通过的量越多颗粒物理应就越多，对比0.4cm与0.6cm厚度的实验皿，实验皿越厚，5μm粒径范围的颗粒反而少，说明存在误差，0.4cm到0.8cm厚度16μm粒径大小的颗粒物越多，粒径小的颗粒物反而相差不多，说明实验皿越厚对于越小粒径的颗粒物产生的误差越大。总结以上实验结果，在实验过程中应该选择合适的且不宜过厚的实验皿，从而增加实验结果的准确性，减少测量中的误差。
3 结束语
在实验过程中，首先要确保样品油液不被污染以及实验用的仪器的清洁度，设备的清洁度越清洁，对实验的测量结果越精确，产生的误差越小，这是确保整个实验能准确的继续进行的前提条件，在操作过程中不能有外在环境因素对实验产生干扰，确保每一步的操作规范，避免产生不必要的实验误差，在消除油液中气泡的方面，超声波，正负压以及注射器抽取都能够有效地把气泡消除掉，在实验仪器的选择方面要尽可能地选择合适的实验器具。不管在什么实验中，误差和影响因素都是不可避免的，我们要做的是尽可能地减少误差，让实验结果在最大程度上达到我们预期的目标。
参考文献：
[1] 刘驰.变压器油颗粒检测技术现状[J].现代工业经济和信息化，2016（14）.
[2] 熊丽媛.液体颗粒计数器结果的测量不确定度评定[J].过滤与分离，2015（3）：37-39.
[3] 曾如文，万登攀，李玉忠.液压油固体颗粒污染度检测误差分析及控制[J].液压气动与密封，2015（7）：66-68.
[4] 杨杏弟，吴玉花.液压油污染度测定影响[J].化工管理，2017（5），183.
[5] 龚小龙，田洪祥，孙云岭，等.遮光法颗粒计数器测量结果的影响因素研究[J].润滑与密封，2016，41（8）：133-135.
[6] 路红，张津津.颗粒计数器校准方法与污染度等级标准[J].润滑油，2006（4）：57-60.
[7] 张志军，紀建伟，曲丹丹.一种光阻法颗粒计数器的研制[J].沈阳农业大学学报，2005（6）：742-745.