[工学]5油样分析技术ppt课件

1、5.1 5.1 油样分析的根本原理油样分析的根本原理5.2 5.2 油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术5.3 5.3 油样光谱分析技术油样光谱分析技术5 5 机械缺点诊断的油样分析技术机械缺点诊断的油样分析技术5.1 5.1 油样分析的根本原理油样分析的根本原理根本原理根本原理: 油样分析包括两部分：油样分析包括两部分： 1 1 光滑剂性能衰败分析理化性能检验光滑剂性能衰败分析理化性能检验 2 2磨损微粒分析摩擦磨损性能检验磨损微粒分析摩擦磨损性能检验一、概述一、概述根本原理根本原理根本分析方法根本分析方法: :1 1油样成分分析油样成分分析2 2磨粒浓度分析磨粒浓度分析3 3磨粒的大小及形貌分

2、析磨粒的大小及形貌分析根本原理根本原理 三种微粒分析的异同之处三种微粒分析的异同之处 一样之处：都可用作铁磁性物质颗粒光谱还一样之处：都可用作铁磁性物质颗粒光谱还可分析其它物质的搜集和分析。可分析其它物质的搜集和分析。 不同之处：在于各自对磨屑的尺寸敏感有所不不同之处：在于各自对磨屑的尺寸敏感有所不同，光谱同，光谱0 01010微米、铁谱微米、铁谱1 1100100微米、磁塞微米、磁塞100100微米微米 敏感范围如以下图所示敏感范围如以下图所示根本原理根本原理 检测效率定义为：检测效率定义为： e=e1e2e3 e=e1e2e3 e1 e1 传输效率，采样与产生之比；传输效率，采样与产生之比

3、； e2 e2 捕捉效率，搜集与采样之比；捕捉效率，搜集与采样之比； e3 e3 指示效率，指示与采样之比；指示效率，指示与采样之比；检测效率100%500.11101001000根本原理根本原理二、油样分析现有方法二、油样分析现有方法 油样分析技术油样分析技术光滑剂衰败分析光滑剂衰败分析磨损微粒分析磨损微粒分析定性简易检测定性简易检测定量目的检测定量目的检测综合目的检测综合目的检测光谱油样分析光谱油样分析铁谱油样分析铁谱油样分析磁磁 塞塞 检检 测测颗粒计数器法颗粒计数器法滤滤 纸纸 法法根本原理根本原理三、油样分析的信息含量三、油样分析的信息含量1.1.信息来源信息来源磨损的严重程度：由磨

4、屑浓度和颗粒大小反映；磨损的严重程度：由磨屑浓度和颗粒大小反映；磨损发生的机理：磨屑大小和形貌反映；磨损发生的机理：磨屑大小和形貌反映；磨损的部位：由磨屑成分反映。磨损的部位：由磨屑成分反映。2.2.磨屑的形貌识别磨屑的形貌识别 磨屑形貌的识别是指利用有关的分磨屑形貌的识别是指利用有关的分析仪器对磨屑的尺寸和外形进展进展分析，进析仪器对磨屑的尺寸和外形进展进展分析，进而判别磨损的机理。该项任务需求实际和实验而判别磨损的机理。该项任务需求实际和实验研讨作为根底。研讨作为根底。根本原理根本原理四、油样分析的步骤四、油样分析的步骤1. 步骤，主要包括：步骤，主要包括：1取样取样2样品制备样品制备3获

5、得数据获得数据4构成诊断结论构成诊断结论根本原理根本原理2. 2. 取样阐明取样阐明1 1取样时机器的形状：运转或刚停机取样时机器的形状：运转或刚停机2 2取样点：回油管路或滤油器前或油标尺套管处，取样点：回油管路或滤油器前或油标尺套管处，防止从死角和底部采样；防止从死角和底部采样；3 3取样周期：新运转间隔短，正常运转长，发现磨取样周期：新运转间隔短，正常运转长，发现磨损后短。最好是经过实验确定。可参考的数据：损后短。最好是经过实验确定。可参考的数据：飞机发动机及液压系统飞机发动机及液压系统50h50h，柴油机，柴油机100100200h200h，齿轮箱齿轮箱200h200h。4 4取样记录

6、：取样记录：根本原理根本原理5.2 5.2 油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术一、铁谱分析与铁谱仪一、铁谱分析与铁谱仪铁谱分析：利用铁谱仪对油样中的磨屑进展铁谱分析：利用铁谱仪对油样中的磨屑进展检测分析，确定磨损类型、程度和部位。检测分析，确定磨损类型、程度和部位。铁谱仪：铁谱分析的关键设备，有直读式、铁谱仪：铁谱分析的关键设备，有直读式、分析式和旋转式。有可分别线和在线两种。分析式和旋转式。有可分别线和在线两种。1. 直读式铁谱仪：直读式铁谱仪：1构造及任务原理：构造见以下图。构造及任务原理：构造见以下图。任务原理：油样经毛细管流入堆积管，在磁任务原理：油样经毛细管流入堆积管，在磁力、重力、重

7、力、浮力的作用下，大颗粒的磨屑堆积在入力、浮力的作用下，大颗粒的磨屑堆积在入口出，口出，小颗粒堆积在入口较远处，堆积管下部光源小颗粒堆积在入口较远处，堆积管下部光源透过沉透过沉积管的强弱与堆积的磨屑颗粒体积成正比，积管的强弱与堆积的磨屑颗粒体积成正比，并由光并由光电传感器检测后直接读出。电传感器检测后直接读出。油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术1 1，2-2-光电传感器；光电传感器；3-3-磁铁；磁铁；4-4-光导纤维；光导纤维；5-5-光源；光源；6-6-油杯；油杯；7-7-放大电路；放大电路；8-8-数显安装；数显安装；9-9-压块；压块；10-10-堆积管；

8、堆积管；11-11-毛细管毛细管 2 2性能特点：性能特点： 构造简单，价钱廉价；构造简单，价钱廉价； 分析过程简单；分析过程简单； 稳定性差；稳定性差； 信息量有限，只能提供磨屑体积。信息量有限，只能提供磨屑体积。油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术ZTP-X2型直读式铁谱仪型直读式铁谱仪 油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术主要参数主要参数 磁场：最大磁场梯度磁场：最大磁场梯度5.0T/cm 最大磁通密度最大磁通密度1.5T 堆积管尺寸堆积管尺寸: 3/1.7100mm 毛细管尺寸毛细管尺寸: 1.2/0.8700mm 调调零方式零方式: 自动自动 读数系统读数系统: 31/2 LED 显示显示

9、读数精度读数精度: 0.1 直读数直读数 打印内容打印内容: 日期日期,油样号油样号,Dl,Ds,Is 等等丈量值丈量值 微机通讯微机通讯: RS-232C 串形接口串形接口 电源电源: AC220V50-60Hz 油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术2. 2. 分析式铁谱仪分析式铁谱仪1 1构造及任务原理构造及任务原理系统构造：普通包括系统构造：普通包括制谱仪、光密度读数制谱仪、光密度读数器和双色显微镜器和双色显微镜任务原理任务原理 利用高梯度强磁场将机器光滑油中鉄磁性磨利用高梯度强磁场将机器光滑油中鉄磁性磨粒分别出来，并按其粒度大小顺序地堆积在玻璃粒分别出来，并按其粒度大小顺序

10、地堆积在玻璃片上。然后经过双色显微镜察看磨粒的形状、大片上。然后经过双色显微镜察看磨粒的形状、大小，并进展成份分析，亦可用读数器进展磨粒复小，并进展成份分析，亦可用读数器进展磨粒复盖面积百分比的测定。盖面积百分比的测定。油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术BY11-FTP-X2型型 分析式铁谱仪系统分析式铁谱仪系统 油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术3. 3. 旋转式铁谱仪旋转式铁谱仪油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术旋转式铁谱仪的磁场安装旋转式铁谱仪的磁场安装旋转谱片旋转谱片11驱动轴；驱动轴；22永久磁铁；永久磁铁；33圆形基片；圆形基片；44排油管；排油管；55油样注射输入管；油样注射输入管；6

11、6清洗注射移液管。清洗注射移液管。旋转式铁谱仪旋转式铁谱仪 铁谱显微镜和光密度计铁谱显微镜和光密度计 保温培育箱保温培育箱 正常磨损颗粒正常磨损颗粒 疲劳剥块疲劳剥块 铜磨损颗粒铜磨损颗粒油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术 1旋转式铁谱仪的任务原理旋转式铁谱仪的任务原理 利用磁力和离心力的作用制造环行谱片。处理利用磁力和离心力的作用制造环行谱片。处理了其它两种制片存在的问题：了其它两种制片存在的问题： 先堆积磨屑对流道的堵塞；先堆积磨屑对流道的堵塞； 分析式中微量泵对磨屑形貌的影响。分析式中微量泵对磨屑形貌的影响。 2性能特点性能特点 操作简单，效率高；操作简单，

12、效率高； 制片本钱低；制片本钱低； 精度高。精度高。二、铁谱分析的普通程序二、铁谱分析的普通程序1.采样；采样；2.制谱；制谱；3.观测与分析定量、定性；观测与分析定量、定性；4.结论结论油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术三、铁谱的定性分析三、铁谱的定性分析1.1.铁谱片的双色显微镜察看与分铁谱片的双色显微镜察看与分析析 铁谱显微镜用来察看和分析铁谱显微镜用来察看和分析铁铁谱片上微粒的形貌、大小、成分谱片上微粒的形貌、大小、成分以以及测定微粒覆盖面积百分数光密及测定微粒覆盖面积百分数光密度度值。具有透射和反射两种光源，值。具有透射和反射两种光源，利利用不同微粒在透射和反射光作用用不同微粒在透射和

13、反射光作用下下所显现的不同颜色进展察看分析。所显现的不同颜色进展察看分析。 光路表示图如右图所示：光路表示图如右图所示：透射光源反射光源聚光镜载物台及铁谱片3 4 5双路镜3-光密度计4-照相机5-目镜物镜折射镜油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术几种光源的作用几种光源的作用1白色反射光白色反射光 可察看磨粒的形貌、尺寸和色泽。如在可察看磨粒的形貌、尺寸和色泽。如在白色反射光照射下，铝基合金磨粒呈白色，白色反射光照射下，铝基合金磨粒呈白色，铜基合金磨粒呈金黄色或红褐色；钢磨粒铜基合金磨粒呈金黄色或红褐色；钢磨粒根据受热效应不同，呈黄蓝之间的色泽。根据受热效应不同，呈

14、黄蓝之间的色泽。油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术2白色透射光白色透射光 白色透射光用来判别磨粒的透光性，化白色透射光用来判别磨粒的透光性，化分透明的、半透明的和不透明的磨粒。游离分透明的、半透明的和不透明的磨粒。游离金属磨粒对白色透射光的消光率极大亚微米金属磨粒对白色透射光的消光率极大亚微米级厚度的磨粒也不会透光，因此呈黑色。而级厚度的磨粒也不会透光，因此呈黑色。而大多数其它元素和一切化合物磨粒均是透明大多数其它元素和一切化合物磨粒均是透明或半透明的。因此，显示的光强可以作为资或半透明的。因此，显示的光强可以作为资料性质的特征。料性质的特征。油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术3双色照明双色照明

15、双色照明是利用红色反射光和绿色透射双色照明是利用红色反射光和绿色透射光同时照射，不透光的游离金属磨粒只反光同时照射，不透光的游离金属磨粒只反射红光，因此呈红色。化合物磨粒对绿色射红光，因此呈红色。化合物磨粒对绿色透射光的衰减程度不同呈绿色或黄色，利透射光的衰减程度不同呈绿色或黄色，利用此特性便可对其进展鉴别。用此特性便可对其进展鉴别。4偏振光偏振光 主要用于非金属磨粒的鉴别。主要用于非金属磨粒的鉴别。油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术2.2.铁谱片的扫描电镜察看与分析铁谱片的扫描电镜察看与分析 由于铁谱显微镜的放大倍数不超由于铁谱显微镜的放大倍数不超越越10001000倍，对于小磨粒难以观测，因

16、此利倍，对于小磨粒难以观测，因此利用扫描显微镜进展观测，且结合用扫描显微镜进展观测，且结合 x x 射线射线能谱分析仪还能分析磨粒的成分。但需留能谱分析仪还能分析磨粒的成分。但需留意的是电子显微镜费用较高，通常是先利意的是电子显微镜费用较高，通常是先利用铁谱显微镜先分析。用铁谱显微镜先分析。油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术3. 3. 铁谱片的加热分析铁谱片的加热分析 经过察看铁谱片的磨粒加热后生经过察看铁谱片的磨粒加热后生成的氧化膜的不同回火色来鉴别磨粒的资成的氧化膜的不同回火色来鉴别磨粒的资料成分，用以判别磨损的详细零件。详细料成分，用以判别磨损的详细零件。详细可查有关资料。可查有关资料。油

17、样铁谱分析技术油样铁谱分析技术四、铁谱分析的定量目的四、铁谱分析的定量目的 目前无一致规范，常用：磨损烈度指数目前无一致规范，常用：磨损烈度指数 直读式：直读式：Is=(DL+Ds )(DL-Ds ) 分析式：分析式：Is=(AL+As )(AL-As ) 式中：式中：DL大磨粒读数大磨粒读数(直读式入口处直读式入口处); Ds小小磨粒读数磨粒读数(离入口离入口5mm); AL大磨粒所占磨粒覆盖大磨粒所占磨粒覆盖面积百分数面积百分数; As小磨粒所占磨粒覆盖面积百分数。小磨粒所占磨粒覆盖面积百分数。 五、铁谱分析的特点五、铁谱分析的特点优点优点检测效率高、检测磨屑尺寸范围大，所获信息多检测效率

18、高、检测磨屑尺寸范围大，所获信息多; ;定性分析与定量分析相结合，提高了诊断的可靠性；定性分析与定量分析相结合，提高了诊断的可靠性；可对磨损缺点做出早期诊断。可对磨损缺点做出早期诊断。局限性局限性对突发性缺点不能进展有效的监测；对突发性缺点不能进展有效的监测；检测结果与分析人员的阅历关系有关；检测结果与分析人员的阅历关系有关；对采样要求高；对采样要求高；对非铁磁性磨损磨粒的检测效果欠佳。对非铁磁性磨损磨粒的检测效果欠佳。油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术六、铁谱技术的运用六、铁谱技术的运用1.齿轮磨损；齿轮磨损；2.各种机械的液压系统；各种机械的液压系统；3.煤矿井下设备。煤矿井下设备。油样铁谱

19、分析技术油样铁谱分析技术 铁谱技术在煤矿机械诊断系统中的构建铁谱技术在煤矿机械诊断系统中的构建 给出了基于铁谱技术的煤矿机械磨损检测系给出了基于铁谱技术的煤矿机械磨损检测系统的构建模型，讨论了机械设备的铁谱诊断技术统的构建模型，讨论了机械设备的铁谱诊断技术要点，在要点，在 VB 环境下，利用检测数据构建并求解环境下，利用检测数据构建并求解了磨损颗粒分布的数学模型，在了磨损颗粒分布的数学模型，在 MATLAB 环境环境下，实现了磨粒图像的自动识别。下，实现了磨粒图像的自动识别。油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术 一种新的机械磨损测试方法一种新的机械磨损测试方法铁谱技术，运用于铁谱技术，运用于内燃机

20、车柴油机监测，在不拆解机械的情况下，可以内燃机车柴油机监测，在不拆解机械的情况下，可以了解光滑油的形状，判别柴油机的异常磨损情况。了解光滑油的形状，判别柴油机的异常磨损情况。 铁谱技术在内燃机车柴油机监测中的运用铁谱技术在内燃机车柴油机监测中的运用光谱、铁谱技术在大山选矿厂设备维修中的运用光谱、铁谱技术在大山选矿厂设备维修中的运用 在机械设备的诸多缺点中，光滑系统缺点占有很在机械设备的诸多缺点中，光滑系统缺点占有很大比例。由于油液中的磨粒携带着机器运转形状的大大比例。由于油液中的磨粒携带着机器运转形状的大量信息，经过运用光谱、铁谱技术对这些信息的处置量信息，经过运用光谱、铁谱技术对这些信息的处

21、置,能准确判别设备光滑、磨损情况，及时排除缺点隐患能准确判别设备光滑、磨损情况，及时排除缺点隐患,确保设备平安可靠运转。确保设备平安可靠运转。 油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术铁谱技术在采煤机形状监测与缺点诊断中的运用与研讨铁谱技术在采煤机形状监测与缺点诊断中的运用与研讨 采煤机在井下处于满负荷、超强度运转形状采煤机在井下处于满负荷、超强度运转形状,缺点率较高。井下空间及维修条件有限，频繁检缺点率较高。井下空间及维修条件有限，频繁检修或改换采煤机零部件直接影响平安消费，停机修或改换采煤机零部件直接影响平安消费，停机给消费带来经济损失。铁谱技术运用于采煤机形给消费带来经济损失。铁谱技术运用于采煤

22、机形状监测，不仅能减少维修次数，提高设备利用率，状监测，不仅能减少维修次数，提高设备利用率，而且拓展了铁谱技术的现场运用。三河尖煤矿运而且拓展了铁谱技术的现场运用。三河尖煤矿运用铁谱技术跟踪监测用铁谱技术跟踪监测 MG200-W1采煤机运转工况，采煤机运转工况，了解采煤机运转形状，判别、发现事故隐患，也了解采煤机运转形状，判别、发现事故隐患，也为同类设备的铁谱监测与诊断提供参考。为同类设备的铁谱监测与诊断提供参考。油样铁谱分析技术油样铁谱分析技术油样光谱分析技术油样光谱分析技术一、原理一、原理 光谱分析是利用原子和分子的发射与吸收光光谱分析是利用原子和分子的发射与吸收光谱进展物质的化学组成及含量的分析。是根据各谱进展物质的化学组成及含量的分析。是根据各原子和分子都有本人特定的谱线进展的。可对磨原子和分子都有本人特定的谱线进展的。可对磨损发生的部位及严重程度进展判别。损发生的部位及严重程度进展判别。 光谱分析包括原子吸收光谱分析和原子发射光谱分析包括原子吸收光谱分析和原子发射光谱分析。光谱分析。 油样光谱分析技术油样光谱分析技术原子吸收光