光阻法液壓油污染度測量影響因素分析

許磊

摘要：工業中使用的液壓油固體顆粒污染物濃度過高會對機器設備產生磨損，減少設備的使用壽命，因此實時的檢測液壓油中顆粒污染的程度顯得尤為的重要，光阻法對于液體中固態污染物的檢測較于其他方法而言檢測結果更加的準確，在此基礎上，減少測量時的誤差，排除掉人為的不利影響因素，對測量的結果進行分析，使得測量的結果更加精確，液壓油的使用效率也因此大大提高。

關鍵詞：光阻法；顆粒計數器；測量；影響因素

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：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

汽車工業、航空工業等工程機械領域的不斷發展對于液壓油的使用越來越廣泛，從而對液壓油的純度要求也在不斷的提高。液壓油在使用過程中，對其中的顆粒污染物的粒徑大小都有著嚴格的規定，油液的污染特別是固態污染物會對發動機以及液壓系統造成較大的損害，大大減少了設備的使用壽命。因此減少液壓油中的固態雜質是非常有必要的，對設備的保養和液壓油的使用效率都是很有幫助的。避免人為的影響因素，以及減少其他因素對測量結果的影響，對整個檢測的精確度都有很大的提高。早期的油液污染度檢測精確度不高，我國在二十世紀末一直都是引進國外的檢測設備，隨著科學技術的飛速發展，顆粒計數技術在液壓油顆粒污染物的檢測方面應用的越來越廣泛。本文主要是對光阻法測量過程中的幾種常見的影響因素進行分析研究。

1 光阻法測量油液顆粒物的原理

檢測原理圖如圖1。激光傳感器由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優點是能實現無接觸遠距離測量，速度快精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。激光傳感器工作時，先由激光發射二極管對準目標發射激光脈沖。經目標反射后激光向各個方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學系統接收后成像到雪崩二極管上。雪崩光電二極管是一種內部具有放大功能的光學傳感器，因此它能檢測極其微弱的的光信號，并將其轉化為相應的電信號。

激光傳感器的光信號的接收處理。它的基本原理是：激光光源發出平行光束穿過傳感器檢測區域，然后照射在光電接收器上。光穿過傳感器檢測區在光電接收器上的投射面積，假設為A，在這個檢測區域中，通過的液體流動方向與激光的方向垂直，當油夜中不含顆粒污染物的時候，經過光電轉換之后，電路輸入一個穩定電壓值E。然而，當油夜中有顆粒物通過傳感器檢測區域的時候，顆粒污染物遮擋了部分的光線，使得照射在光電接收裝置的光強度減弱，假設遮擋的面積為a。經過光電轉換后的電路輸出一個負脈沖，假設在這里負脈沖的強度為e。顆粒通過光束時在光電接收器上產生的投影面積與不透明球形顆粒通過光束時產生的投影面積相同時，球形顆粒物的直徑就是該顆粒物的等效直徑。負脈沖e可以表示為：

2 顆粒污染物測量結果影響因素的分析

2.1 取樣過程中產生的影響

在樣品的取樣過程中，可能存在各種人為的因素對實驗的測量結果產生影響，取樣時的操作不規范，樣品暴露于空氣中時間過久導致樣品油液被污染，取樣誤差過大將會對后面的實驗產生影響，影響實驗結果的真實性。所以，在實驗樣品的保存上也是很重要的，有條件的實驗室可以購入未開封的新品油液用于實驗。用于取樣的實驗器材必須要以規范的操作方法來清洗，用石油醚清洗管路，來保證樣品油液的原始狀態。

2.2 油液中氣泡對測量結果的影響

實驗過程中，儀器中通過的油液不均勻混入氣泡將會對實驗的結果產生較大樣品測試方法的誤差和影響。從市售的柴油機潤滑油新油中，用取樣瓶抽取4份油液樣品，本次主要實驗了4中消除油液中氣泡的方法，有傳統方法和比較先進的方法，分別是超聲波消除氣泡和注射器抽取氣泡以及正負壓消除氣泡。將先準備好的4份樣品油液分別用這四種方法來進行氣泡的消除。氣泡的消除評判標準以沒有樣品油液溢出，靜置數分鐘后沒有氣泡溢出為標準，分別檢測出不同粒徑大小范圍的顆粒數量。

表1是分別用不同的方法消除氣泡后，不同粒徑大小的顆粒污染物的實驗測試結果。

從上表格的測試結果可以看出，對比超聲波消除氣泡與注射器抽取氣泡兩種方法的測試結果，超聲波消泡的結果要較為精確，對比大于等于5μm粒徑以及大于等于7μm粒徑大小的顆粒污染物，污染度要小三個個等級，正壓法與負壓法相比，大于5μm粒徑、大于7μm粒徑、大于16μm粒徑的顆粒污染物都要小一個等級，超聲波在大于5μm粒徑范圍比正壓污染度小一個等級，在大于7μm粒徑范圍比正壓法的污染度大一個等級，總結上述測量結果，幾種方法都能夠有效的消除液壓油中的氣泡，消除氣泡的程度決定了最后污染度測量的結果，所以實質是氣泡的數量以及大小對最后的測量結果產生了影響。endprint

2.3 樣品通過檢測區域的厚度的影響

本次實驗采用長寬相同，不同厚度的矩形玻璃透明實驗皿作為樣品的檢測區域。

本次分別采用三組不同厚度的實驗皿來進行實驗，抽取三份相同的樣品油液以相同的速度分別通過這三組實驗皿來進行檢測，根據不同范圍的粒徑大小數量來判斷對實驗結果的影響，測試結果如表2所示。

由上表的測量結果可知，由于厚度不同通過的油液量也不同，所以測量中通過的顆粒污染物也不同，通過的量越多顆粒物理應就越多，對比0.4cm與0.6cm厚度的實驗皿，實驗皿越厚，5μm粒徑范圍的顆粒反而少，說明存在誤差，0.4cm到0.8cm厚度16μm粒徑大小的顆粒物越多，粒徑小的顆粒物反而相差不多，說明實驗皿越厚對于越小粒徑的顆粒物產生的誤差越大。總結以上實驗結果，在實驗過程中應該選擇合適的且不宜過厚的實驗皿，從而增加實驗結果的準確性，減少測量中的誤差。

3 結束語

在實驗過程中，首先要確保樣品油液不被污染以及實驗用的儀器的清潔度，設備的清潔度越清潔，對實驗的測量結果越精確，產生的誤差越小，這是確保整個實驗能準確的繼續進行的前提條件，在操作過程中不能有外在環境因素對實驗產生干擾，確保每一步的操作規范，避免產生不必要的實驗誤差，在消除油液中氣泡的方面，超聲波，正負壓以及注射器抽取都能夠有效地把氣泡消除掉，在實驗儀器的選擇方面要盡可能地選擇合適的實驗器具。不管在什么實驗中，誤差和影響因素都是不可避免的，我們要做的是盡可能地減少誤差，讓實驗結果在最大程度上達到我們預期的目標。

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