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時間:2022-11-14 21:56:11
按照工作原理,目前在流體污染控制行業(yè)油液顆粒度檢測儀主要分為遮北型、光散射型、油網(wǎng)堵察型、電阻型利圖像分析型等五種。
(1)遮光型
一部分光被顆粒遮擋,引起光強度的交化,而被遮擋的光最與殺粒的大水成正比,因此,通過測量顆粒通過傳感器時遮擋的光的強度和務
車,可以得到顆粒的大小和數(shù)量。該類儀器是一種嚴格意義上的液體顆粒計數(shù)器,可將液樣中的岡休顆粒逐不計數(shù)并記錄下來。其測量下限為 Iyum,測量上限依據(jù)傳感器的結構可以x到毫米級,龍其對( 1 ~ 100)wm之間的顆粒,具有非常高的測量精度,正好與污染度等致的顆粒尺寸范圍相對應。另外,它可通過測量少量的波樣,在幾分鐘內迅速得到結果,謝開速度快,同時對顆粒派度要求低,波樣中僅有百萬分之一即可檢測出來,因此,該類儀器成為目前液體顆粒污染分析中應用最廣泛的儀器。但是,該類儀器的應用也有局限性,其要求測量的液體是平透明的和均質的,任何形成光學界面的成份,例如乳化液、兩相液休、菠體泥合物、游離水和空氣等,都將被當作顆粒記錄下來。
該類儀器采用的光源主要有白光和激光光源。隨著電 子技術的發(fā)展,激光光源由于壽命可長達10萬小時,且光強均勻,穩(wěn)定性好,抗干擾能力強,已逐步取代了白光光源。
目前國內外在用的顆粒污染度測量儀器絕大多數(shù)為遮光原理,如德國 PAMAS 公司的
SBSS-C、德國 KLOTZ 公司的 SLC-1.0、美國 HIAC/ROYCO 公司的 8011、武漢奇績電子等,均為此類儀器。
(2)光散射型
當光束射向懸浮在液體中的顆粒時,如圖4-14所示,一部分光被吸收,而另一部分光被散射。被散射的光包括入射光束中被衍射、折射和反射的部分。通過測定散射光強隨散射角的變化,可以確定顆粒的尺寸及其分布。沒有被反射或散射的光束被光闌阻擋并吸收,當液體中無顆粒時,光束完全被光闌阻擋并吸收。該原理最大的優(yōu)點是測量下限較低,可達0.1um,但是限于檢測器的安裝數(shù)量,其測量上限一般較低,僅為25μ,測量范圍較窄。若擴大其測量范圍,必須增加檢測器的數(shù)量,因此測量范圍大的儀器,體積龐大,結構復雜,價格昂貴。
該類儀器多用在要求檢測1um以下顆粒的工業(yè)領域,如電子、醫(yī)藥、空氣凈化等行業(yè)的高純凈水清洗控制、潔凈間空氣清潔度檢測等,測量的介質多為空氣和水基液體。近年來,隨著流體污染控制技術的發(fā)展,光散射液體顆粒計數(shù)器在油液顆粒污染和過濾性能檢測技術領域也逐步獲得應用,如美國PMS公司(Particle Measuring Systems)生產(chǎn)的LiQuilaz系列液體顆粒計數(shù)器、美國HIAC/ROYCO公司生產(chǎn)的MC-O5顆粒傳感器、德國PAMAS公司新研制的SLS-25/25顆粒傳感器等,即為此類儀器。研究表明,該類儀器對顆粒的折射率比較敏感,對于校準采用的二氧化硅和聚苯乙烯乳膠顆粒具有非常好的測量一致性,但是在檢測實際液壓系統(tǒng)的油樣時,尤其是潤滑油樣,由于含有炭黑、磨損金屬等或黑或亮的顆粒存在,其檢測結果要比實際顆粒數(shù)量少一倍左右。
另外,國內粒度分析行業(yè)大量使用的激光粒度分析儀,雖然采用的也是光散射原理,也可用于檢測液樣中顆粒的尺寸分布,但是該儀器僅能從總量上分析,進而測定出各種尺寸顆粒所占的百分比,無法對被測試液樣中不同尺寸的顆粒逐個計數(shù),同時要求被測液樣中顆粒濃度不能太低,因此不適用于流體污染控制行業(yè)顆粒污染度的檢測。
(3)濾網(wǎng)堵塞型
當被測液樣通過濾網(wǎng)時,液樣中的顆粒被濾網(wǎng)攔截,使濾網(wǎng)逐漸堵塞。若濾網(wǎng)兩端的壓差一定,則通過濾網(wǎng)的流量隨著濾網(wǎng)堵塞而逐漸減小;若通過濾網(wǎng)的流量一定,則濾網(wǎng)兩端的壓差逐漸增大,而流量或壓差的變化與液樣的污染程度有關。因此,通過檢測與流量或壓差有關的參數(shù),可以半定量地確定液樣的顆粒污染度。其系統(tǒng)結構和工作原理如圖4-15所示。目前,可供選擇的標準濾網(wǎng)有5μm、10μm和15μm三種。
油液污染度檢測儀該類儀器不是嚴格意義上的液體顆粒計數(shù)器,無法對顆粒真實計數(shù),僅能根據(jù)檢測的參數(shù),與校準時采用的標準顆粒的尺寸分布進行比較,進而估算出被測液樣的顆粒尺寸分布,因此,該類儀器在檢測實際流體系統(tǒng)的液樣時,由于被測液樣與標準顆粒的尺寸分布往往不同,檢測結果的誤差較大,尤其是大顆粒。使用經(jīng)驗表明,該類儀器每次使用后,濾網(wǎng)必須反向沖洗干凈,才能保證檢測結果的重復性。但是,該原理檢測速度快,無須對液樣稀釋,且結果不受游離水、空氣、兩相液體等影響,因此在檢測含水油樣、乳化液等時,具有一定的優(yōu)勢。
目前國內使用的美國Entek Ird公司生產(chǎn)的DCA油液污染度檢測儀和美國PALL公司生產(chǎn)的PCM100清潔度監(jiān)測儀,即為典型的濾網(wǎng)堵塞型測量儀器。
(4)電阻型
當懸浮在導電液體中的顆粒通過一尺寸已知的小孔管時,取代相同體積的導電液體,在恒電流設計的電路中導致小孔管內外兩電極間電阻發(fā)生瞬時變化,產(chǎn)生電壓脈沖,因此,通過檢測脈沖信號的大小和次數(shù)即可得到顆粒的大小和數(shù)量。該測量原理又稱為小孔電阻原理或庫爾特原理。根據(jù)采用不同的小孔孔徑,該類儀器目前可測量的顆粒尺寸范圍為0.4~1200μm。
該原理通過逐個對顆粒進行測量和計數(shù)得到顆驗尺寸分布,屬于絕對測量方法,測量精度和分辨力均非常高,特別適用于顆粒尺寸分布比較窄的標準顆粒或顆粒濃度比較低的應用場合。如液壓污染控制行業(yè)使用的標準試驗粉塵和聚苯乙烯乳膠顆粒的粒度分布控制,均采用該類儀器。但是,由于該類儀器要求所檢測的液體為導電液體,用于檢測礦物型油液還存在困難,因此在流體污染控制油液污染分析中應用較少,主要用于醫(yī)藥、粉體加工等檢測水基液體的行業(yè)和領域。
(5)圖像分析型
油液污染度檢測儀該類儀器目前多采用數(shù)字CCD快速成像技術,對通過一狹窄流道中的被測液體進行拍照成像,然后采用軟件自動識別并統(tǒng)計顆粒的尺寸分布。其測量原理的實質是光學顯微鏡計數(shù)法,測量下限一般為2μm。該類儀器由于采用成像技術,因此依據(jù)所帶的測量軟件,可方便測量數(shù)量濃度、最大直徑、當量投影直徑、比表面積等各種顆粒物理參數(shù),同時還可以對顆粒進行形貌分析,區(qū)分顆粒種類(如金屬顆粒、纖維、氣泡、水滴等)和成因(如切削、疲勞、粘著等)。但是,該類儀器需要對顆粒先拍照后統(tǒng)計,無法對通過的顆粒逐個計數(shù),因此易造成重復計數(shù)或漏計數(shù),測量重復性稍差。另外,由于拍照中的顆粒處于流動狀態(tài),限于光電器件的反應速度,易因顆粒拖尾造成測量誤差。
目前國內使用的美國超譜公司(Spectro Incorporated)和洛克希德·馬丁公司(LockheedMartin)與美國海軍研究實驗室合作開發(fā)的LaserNet Fines--C自動磨損顆粒分析儀、成都以太航空保障工程技術有限責任公司生產(chǎn)的ZXY-Ⅱ(T)油液污染度檢測儀即為典型的圖像分析型液體顆粒計數(shù)器。
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