一.概況
從最初的理化指標(biāo)的分析到后來摩擦磨損方面分析代表了油液監(jiān)測(cè)的發(fā)展歷史。人類運(yùn)用摩擦、磨損、潤滑方面知識(shí)的記載，可以追溯到公元前3000多年。但人們對(duì)潤滑劑的檢測(cè)卻較運(yùn)用潤滑劑的歷史短得多，通過潤滑劑實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器工況和故障的監(jiān)測(cè)與診斷則更晚,追根溯源，首先使用該技術(shù)的就是美國空軍，1940年，美國在液壓系統(tǒng)和航空飛機(jī)潤滑油回油管路安裝了磁塞或過濾器，發(fā)現(xiàn)了潤滑油中的金屬顆粒，第一次以磨損產(chǎn)物的形式為機(jī)械零部件磨損提供了視覺證據(jù)。美國鐵路部門于1941年采用原子發(fā)射光譜儀對(duì)機(jī)車柴油機(jī)潤滑油進(jìn)行分析，通過油中的磨損金屬顆粒濃度變化，判斷機(jī)車內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)，預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)零件的壽命。1956年，美國海軍航空兵采用同樣方法監(jiān)測(cè)戰(zhàn)機(jī)，隨后迅速被其他軍隊(duì)和工廠使用，并傳播到歐洲各國。從此以后，美國及其他西方國家絕大多數(shù)公司都相繼采用了油液檢測(cè)技術(shù)，并逐漸從軍工企業(yè)發(fā)展到汽車和其他運(yùn)輸業(yè)。如今它已被廣泛應(yīng)用到航空、船舶、港口、汽車、礦山、石化、冶金、核工業(yè)、電力等眾多領(lǐng)域。
二.油液監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展
最初的油液監(jiān)測(cè)只是理化指標(biāo)如粘度、水分、酸值、閃點(diǎn)、機(jī)械雜質(zhì)等的監(jiān)測(cè)，通常采用石油產(chǎn)品性能指標(biāo)測(cè)定方法對(duì)在用潤滑劑進(jìn)行檢測(cè)，以評(píng)價(jià)其質(zhì)量的變化。當(dāng)時(shí)這類分析常作為石油公司產(chǎn)品銷售后的技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目而進(jìn)行。工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展使機(jī)器越來越大型化、復(fù)雜化和連續(xù)化，對(duì)機(jī)器的維修要求越來越高，因此，機(jī)器故障診斷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，促使了人們積極開發(fā)基于油液監(jiān)測(cè)的診斷方法。首先，人們注重了在用潤滑油中攜帶的磨損微粒和污染物微粒，因此，將光譜分析移植用于在用潤滑油中磨粒元素和含量的分析，通過獲得磨粒元素種類和含量的信息，對(duì)取樣機(jī)器的磨損狀況作出解釋，這一方法的應(yīng)用，開拓了油液監(jiān)測(cè)從磨粒這一信息載體獲得機(jī)器故障的先例。60年代中期，油液顆粒自動(dòng)計(jì)數(shù)器成為商品，由此產(chǎn)生了油液監(jiān)測(cè)中顆粒計(jì)數(shù)法，這種方法可獲得一個(gè)數(shù)字化的分析結(jié)果，用于評(píng)價(jià)取樣機(jī)器油品污染的程度。70年代初，鐵譜技術(shù)問世并很快在機(jī)器的故障診斷中得到了應(yīng)用。由于這一技術(shù)可以全面地分析磨粒的濃度、尺寸分布、形貌和成分，因而豐富了油液監(jiān)測(cè)中磨粒分析的內(nèi)涵，并產(chǎn)生了“微粒摩擦學(xué)”的概念。80年代起，油液監(jiān)測(cè)工作者應(yīng)用紅外光譜儀檢測(cè)在用潤滑油添加劑殘留程度和污染物包括水、滲漏產(chǎn)物(積炭)、化學(xué)冷卻劑(乙二醇)以及未燃燒的燃料，以反映由硝化、氧化、硫化引起的潤滑油變質(zhì)情況。尤其是傅立葉變換紅外光譜儀的出現(xiàn)，更是促進(jìn)了油液監(jiān)測(cè)技術(shù)這一方面的發(fā)展。進(jìn)入90年代，利用氣相色譜和質(zhì)譜儀測(cè)定在用潤滑油的組分變化也有報(bào)道。綜觀油液監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展過程不僅其分析方法在不斷增加，而且從在用潤滑油中得到的信息也在逐漸擴(kuò)大。
三.儀器研制與功能完善
3.1 便攜式儀器的研制
1).以潤滑油理化分析為主的代表性產(chǎn)品有：YTS-5全自動(dòng)酸值測(cè)定儀、YPW-32全自動(dòng)水分分析儀、YPV-4粘度分析儀等
2).以污染度分析為主的代表性產(chǎn)品有YJS-170潤滑油污染度指數(shù)測(cè)定儀、YPS系列快速優(yōu)質(zhì)分析儀
3).在磨粒分析方面研制過TTL-3型油液含鐵量檢測(cè)儀(鐵量儀)、YTZ-5直讀式鐵譜儀、YTF-6型分析式鐵譜儀等
3.2 在線監(jiān)測(cè)儀器的開發(fā)
先后出現(xiàn)過不同原理的在線監(jiān)測(cè)儀，在線示蹤法磨粒測(cè)量儀、在線鐵譜儀、聲發(fā)射磨粒監(jiān)測(cè)技術(shù)、超聲波磨粒監(jiān)測(cè)方法、利用光學(xué)磨粒傳感器的實(shí)時(shí)油液診斷系統(tǒng)、磨粒圖像在線識(shí)別系統(tǒng)等，這些方法有的已投入實(shí)際應(yīng)用，有的尚是實(shí)驗(yàn)室條件下試驗(yàn)樣機(jī)，與商品化還有一定距離。
3.3 實(shí)驗(yàn)室分析儀器功能擴(kuò)充
實(shí)驗(yàn)室油液監(jiān)測(cè)儀器功能的完善和擴(kuò)充主要側(cè)重于磨粒分析儀器方面。
鐵譜技術(shù)先后產(chǎn)生了分析鐵譜儀，直讀鐵譜儀，在線鐵譜儀和旋轉(zhuǎn)鐵譜儀以及顆粒定量儀等產(chǎn)品。以亞泰光電技術(shù)有限公司的產(chǎn)品為例，分析鐵譜儀已由最初的蠕動(dòng)泵輸送油樣改進(jìn)為由氣體壓力輸送油樣的YTF-6型分析鐵譜儀。直讀鐵譜儀的DL和DS測(cè)定值可以利用磨損趨勢(shì)分析軟件直接輸入計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。YTF-6型鐵譜顯微鏡已取消光密度讀數(shù)的測(cè)量裝置，而增加了采集磨粒圖像專用的CCD，并研制了與之相配的全球首套智能磨粒識(shí)別軟件
光譜油料分析方法則主要致力于提高分析顆粒的尺寸范圍，以擴(kuò)大光譜儀的使用場合。
四.研究熱點(diǎn)
近年來，油液監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的研究和開發(fā)的熱點(diǎn)集中在在線油液監(jiān)測(cè)方法，磨粒自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和基于油液監(jiān)測(cè)的智能診斷系統(tǒng)這三個(gè)方面。
五.油液監(jiān)測(cè)發(fā)展方向
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展為油液診斷技術(shù)的發(fā)展提供了良好的契機(jī)，油液監(jiān)測(cè)技術(shù)必將朝著集成化、智能化、在線化方面發(fā)展。其可能的研究方向?yàn)椋?/span>
5.1 基礎(chǔ)研究
1)機(jī)器潤滑系統(tǒng)中磨粒濃度的數(shù)學(xué)模型，這里包括磨粒生成機(jī)理、運(yùn)動(dòng)軌跡、工況負(fù)荷變化時(shí)磨粒生成與損耗的動(dòng)態(tài)過程等問題。直接測(cè)量真實(shí)潤滑系統(tǒng)中磨粒濃度的變化并找出其規(guī)律是很有價(jià)值的試驗(yàn)研究。
2)多傳感器信息融合思想在油液監(jiān)測(cè)方法之間和油液監(jiān)測(cè)方法與其他監(jiān)測(cè)方法(如振動(dòng)監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、性能參數(shù)監(jiān)測(cè)等)之間的應(yīng)用與發(fā)展，以提高油液監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確率。
3)磨粒自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的開拓，努力將信息處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)、人工智能和視覺工程的最新成果與之相結(jié)合，針對(duì)磨粒的特征，探索識(shí)別機(jī)制和方法。
4)開發(fā)實(shí)用、新型、原理集成的在線監(jiān)測(cè)儀器和技術(shù)。
5.2 應(yīng)用研究
1)開發(fā)基于多種油液監(jiān)測(cè)方法的故障診斷專家系統(tǒng)，一方面，通過建立不同油液監(jiān)測(cè)方法對(duì)不同故障的特征描述的差異(或貢獻(xiàn)度不相同)，找出故障的敏感參數(shù)；另一方面，通過積累實(shí)際跟蹤監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，整理診斷規(guī)則，運(yùn)用模糊診斷、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能原理實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。
2)建立基于油液監(jiān)測(cè)的設(shè)備維修管理決策支持系統(tǒng)和作業(yè)優(yōu)化控制系統(tǒng)。這是把監(jiān)測(cè)、診斷、維修管理、作業(yè)控制相結(jié)合的發(fā)展策略，也是油液監(jiān)測(cè)技術(shù)努力追求的未來目標(biāo)。
