油液含氣量檢測設備的設計與實現

孔潔

摘 要：基于X射線精確測量密度特性原理，采用低能量密度的X光線穿透測量油液，采集射線強度轉換計算得出油液中溶解氣游離氣的含氣量。本文介紹了設備工作原理與設備構成及相關使用方法。

關鍵詞：含氣量 液壓油 X射線

中圖分類號：TP271.31 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（a）-0073-01

1 設備概述

在航空航天、重型工業、汽車等領域，經常使用液壓設備，油液中的含氣量對設備運行性能、穩定性、運行壽命等都有較大影響，油液含氣量越來越受到關注。本油液含氣量檢測設備能夠有效測量得出油液中溶解氣與游離氣的總含量，能為研發、試驗、生產等提供重要參考數據。

2 工作原理

該設備基于X射線精確的密度測量特性，取運行中的機械系統的油樣進入到測量腔室進行精確的密度測量。設備中的測量腔室通過非常低的X射線來在線測量油液中的含氣量。測量腔室外帶有隔離層，在任何工作狀態下都不會有放射泄漏。腔室中帶有溫度和壓力采集探頭，系統后續進行溫度和壓力補償。含氣量在特定的標準狀態下（20 ℃，1 bar）計算并顯示。

3 設備構成

油液含氣量檢測設備有便攜式電腦，移動測試車兩大主體。便攜式電腦帶有專用軟件，具有操控設備、數值計算、圖形顯示等功能。移動測試車包括：測量部分、液壓部分及電氣部分。

測量部分包括：測量腔室、X射線源、X射線檢測器、溫度傳感器、壓力傳感器及攝像機等。測量腔是一個帶有兩個觀察窗的緊湊腔室，一個用來測量X射線；另一個用過可視設備觀測液體流動。其中，X射線源和檢測器分別位于測量腔觀察窗的兩側。

液壓部分主要包括：調速電機、液壓泵、手動換向閥、液壓接頭及軟管等。接入油液為手動換向閥置于左位，由變頻調速泵吸油帶動油液流動。手動換向閥置于右位，系統接入壓力油液，通常采用可調減壓閥在入口前端調壓。

電氣部分主要包括：短路保護器、電源濾波，電子控制單元。電子控制單元的高壓供電卡為X射線源供電，模數轉換卡將傳感器信號轉化為對應數字量，運動控制卡控制電機轉速從而調解液壓泵流量，接口卡完成與便攜計算機的數據通訊。

4 實現與總結

設備在首次使用前，需要對指定油液進行校準。在100%空氣狀態下進行測量采集，在100%油液下分別進行溫度校準測量采集，建立信號強度、含氣量、溫度之間的函數關系，系統保存為校準文件。測試油液測量時，加載保存的校準文件，通過采集X射線信號強度，計算給出當前含氣量值，同時給出標準標準狀態下（20 ℃，1 bar）的含氣量值，采用圖形界面顯示，具備格式化保存測量數據。

油液含氣量檢測設備能夠在線或者離線狀態下有效測量油液中的含氣量，對系統設備試驗、生產運行等領域具有良好的應用前景。