一個比較成熟和完整的油液監測系統基本由潤滑油常規理化分析、 原子光譜分析、紅外光譜分析、鐵譜鐵量分析、顆粒計數等主要技術所組成。
1.常規理化分析
潤滑油的常規理化分析是指采用油品的物理化學化驗方法對潤滑油的各種理化指標進行測定,需要分析的項目一般為粘度、水分、閃點、酸度(值)和機械雜質等。各類潤滑油在這些項目上都有各自的正常值控制標準。
粘度是評定潤滑油使用性能的重要指標。這是因為只有正常的粘度才可保證摩擦副在良好的潤滑狀態下工作。粘度過大,會增加摩擦阻力;粘度過小, 會降低油膜的支撐能力。油膜建立不起來,自然會導致機械磨損狀態的惡化。
水分是潤滑油質量的另一個重要的指標。潤滑油含水可造成乳化和破壞油膜,從而降低潤滑效果而增加磨損,同時還可能加速對摩擦副的腐蝕和使潤滑油質量劣化。特別是對加有添加劑的油品,含水會使添加劑乳化、沉降或分解而失去效用。
酸度(值)也是控制潤滑油使用性能的重要指標之一。它表明了油品中含有酸性物質的數量。酸值大的潤滑油容易造成對摩擦副的腐蝕。潤滑油在使用一段時間后的氧化變質,也表現在酸值增大。 因此,由酸值大小可以判斷在用潤滑油的變質程度。
機械雜質是指存在于潤滑油中所有不溶于溶劑(如汽油、苯)的沉淀狀或懸浮狀物質,多由砂子、粘土、炭渣、金屬屑等組成。它既能反映機械磨損和污染情況,同時也會由于它的異常存在,增加摩擦副的磨損和堵塞油濾器。
以上這幾個指標是衡量潤滑油使用性能最簡易的常用尺度。
2.原子光譜分析
光譜分析技術可以用于各種樣品的化學成分分析。自從在方法上解決了對潤滑油樣品分析的技術問題之后,便很快地被應用于機器潤滑油中所含各種微量元素濃度的測定。常用的原子光譜分析技術有原子發射光譜技術、原子吸收光譜技術、X射線熒光光譜技術等等。在油液監測范疇里的原子光譜分析,主要是以原子發射光譜法為主要手段。通過發射光譜儀的測試,能迅速、準確地得到潤滑油中各元素的種類及含量值。通過數據積累,掌握數據的規律,就可判斷摩擦副的磨損狀況。
其常用的表征參量為:氧化、硝化、硫酸鹽、抗磨劑損失、燃油稀釋、水污染和積炭污 染等。

3.紅外光譜分析
利用紅外光譜分析技術可獲知潤滑油中水分、積炭、硫化物、氧化物和抗 磨劑等的變化。從廣義上講,各種電磁輻射都有光譜。由原子的核外電子能級躍遷所形成的光譜,屬原子光譜,,而由分子的振動一轉動能級躍遷形成的光譜, 為分子光譜。因其波長通常出現在紅外區段,故稱作紅外光譜。
油液紅外光譜分析涉及油液內不同分子結構物質的變化內因。其常用的 表征參量為:氧化、硝化、硫酸鹽、抗磨劑損失、燃油稀釋、水污染和積炭污染等。
4.鐵譜分析
鐵譜分析技術是利用高梯度強磁場將機器潤滑油中所含磨損微粒按其粒度大小有序地分離出來,通過對磨粒形態、大小、成分、濃度和粒度分布等方面 進行定性定量觀測,得到有關摩擦磨損狀態的重要信息。
鐵譜分析的創新之處在于它能鑒別機械摩擦副在不同磨損狀態下所產生的各種特征磨損微粒。它著重于對金屬磨粒的形貌、大小及成分的微觀分析,直觀地獲得機械主要摩擦副表面的磨損情況。當磨粒的大小在數微米以上時,應用鐵譜技術判斷故障,其優越性得到了很好的體現。

5.鐵量分析
鐵量分析為精確測定油液中鐵磁性磨屑提供了一種高新技術手段,測量油樣中鐵磁性磨粒的PQ指數,油樣中的鐵磁性顆粒通過線圈傳感器的電磁場產生電勢差,將電勢差的差值信號轉化為電信號,電信號通過信號處理轉化為PQ值,以此測量油液中鐵磁性磨損顆粒的濃度。利用鐵量分析可以在磨損早期就檢測到磨損零件,通過更換可以避免產生嚴重損失。
1.6顆粒計數
顆粒計數器是評定油液中固體顆粒(包括機械磨損微粒)污染程度的一項重 要技術。它的特點是把油樣中的顆粒進行粒度測量,并按預選的粒度范圍進行 計數,從而得到有關顆粒粒度分布方面的重要信息。通過與標準對比,獲得對油液污染度的評價。

各種油液監測技術特點比較
任何一種技術都有它自己的局限性,也就是有不同的適用范圍。以上介紹的幾種可用于機械故障診斷的潤滑油分析技術各具特點,但任何一種單一的方法都不可能全面地給出分析研究所需的信息和數據。 在實際監測中,人們在努力發掘一種檢測技術潛力的同時,必須尋求多種檢測技術的聯合使用。例如,普遍釆用常規理化分析、鐵譜技術和光譜技術的聯合使用。
在這三種技術的聯合運用中,理化分析主要通過測量油品的粘度、閃點、 積炭、總堿值等指標來分析潤滑油的狀況以判斷是否有機械雜質增加、酸值增 加或粘度下降等油品劣化現象。
光譜分析的特點能快速準確提供潤滑油中20余 種元素的濃度,但由于只對小粒子敏感和不能給出其他方面(如粒子的大小、 分布、形貌及其數量等)的特征,難以獲得必要的磨損類別和嚴重程度的信息。
鐵譜技術的特點正好與它們互補。鐵譜分析特別適用于較大磨粒的檢測,對潤 滑磨損故障診斷的機理有較強的解釋性。通過對機械設備所產生磨損顆粒的形 狀、尺寸、顏色、數量及粒度分布等方面進行定性、定量監測,能夠獲得大量 豐富的故障隱患信息。它尤其對分析異常磨損故障機理和預防早期、突發性故 障有較大的優勢。
光譜分析速度快,數據準確,適合于大量油樣的數據采集。 但是它所檢測的潤滑油中所含元素濃度,反映的是所有摩擦副磨損顆粒累積的含量,而不能反映磨粒的具體尺寸、形貌方面的信息。另一方面,鐵譜分析雖然具有其他檢測手段所不具備的優點,但分析速度慢,在磨粒識別、磨損類型及磨損程度分析、故障判斷等方面,鐵譜技術較大程度依賴于有專業技術人員經驗的積累。
實踐表明,光譜分析、鐵譜鐵量分析等油液監測手段都有其自身的特點,它們各有長處和不足。如果將這些監測技術聯合應用,互為補充,充分 發揮各自的特長,就能使機械故障預報準確率得到進一步提高。所以,這些技術所涉及的設備是構成一個油液監測實驗室的基本硬件要素。
主要油液監測技術的比較

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