影响自动颗粒计数器测试准确性的参数

1、影响自动颗粒计数器测试准确性的参数李立志周毅普洛帝（普洛帝中国服务中心，陕西西安710100）摘要：从仪器计数的工作原理可知，通过颗粒传感器的取样体积、流速和液样浓度、颗粒传感器的分辨能力、颗粒传感器的测试尺寸与所对应的阀值电压的关系与能否准确测试液样中颗粒尺寸和数量密切相关。Abstract:from the working principle of the instrument counts, through the relationship between the test particle size sensor sampling volume, flow rate and liqui

2、d concentration, particle sensor resolution, the particle sensor and the corresponding threshold voltage and canaccurately measure the liquid particles in size and is closely related to the number of.从仪器计数的工作原理可知，通过颗粒传感器的取样体积、流速和液样浓度、颗粒传感器的分辨能力、颗粒传感器的测试尺寸与所对应的阀值电压的关系与能否准确测试液样中颗粒尺寸和数量密切相关。取样体积取样体积是指液

3、体自动颗粒计数器每次进行颗粒计数的实际体积，它直接影响着颗粒计数的结果，因此，取样体积准确与否，对液体自动颗粒计数器的最终测试结果有着重要影响。采用液体自动颗粒计数器测试液体的固体颗粒污染度时，每次的实际取样体积往往很小，而绝大多数的固体颗粒污染度等级都是按照每100ml 液体中颗粒数来划分等级的，因此，若取样体积不准确，在判定固体颗粒污染度等级时，往往会将测试误差放大。目前在国内使用的绝大多数液体自动颗粒计数器，对于取样体积的控制准确度，都可以做到小于3%，完全可以满足普遍的测试要求，而绝大多数的液体自动颗粒计数器，其实际取样体积都是可以调整的，对于无法调整的，通过实际测试器取样体积，液可以

4、作为系统误差在测试结果中扣除。重合误差极限为了保证测试结果的准确性，从理论上讲，同一时间内在传感器的传感区内应该只有一个颗粒出现，若有多个颗粒同时出现时，将会引起计数误差。当传感器的传感区同时出现多个颗粒时，能够使液体自动颗粒计数器的技术误差小于5%时颗粒的最高浓度，称为液体自动颗粒计数器的重合误差极限。其值越高，则以其的性能越好。液体自动颗粒计数器重合误差极限的大小，决定于传感器传感区的物理尺寸和所测试液样的颗粒尺寸分布。从理论上讲，传感区的物理尺寸越小，则重合误差越高，但是由于受到流速以及测试动态范围的限制，传感区的物理尺寸不可能做的过小，因此，液体自动颗粒计数器的重合误差极限有一定的范围

5、，不可能太高。重合误差极限决定了液体自动颗粒计数器所能检测颗粒的最高浓度，因此，在日常测试过程中,若发现颗粒浓度超出了传感器的重合误差极限，则应对所检测的液样进行稀释，以降低颗粒浓度，但稀释液样时，容易产生两个主要问题。首先，稀释液中所包含的颗粒将直接反应在颗粒计数结果中；其次，稀释过程中的任何误差，都将引起颗粒计数结果的误差，并被放大。因此，稀释液样时，应当非常小心，所采用的稀释液应当非常干净，至少应达到GJB420A-0级或更好，并应与所测试的液体相容，同时其光学特性也应与校准时所采用的标准悬浮液的光学特性相适应。另外，由于稀释液样后的检测结果，最终要换算为实际液样的颗粒数，因此稀释液样时

6、，还要精确测试稀释比。鉴于稀释液样的诸多问题，因此一般情况下应尽量避免稀释液样。重合误差极限与浓度极限在本质上式一样的，但是，由于不同的颗粒计数器生产厂家对浓度极限的定义不同，因此在实际使用中，浓度极限值往往高于重合误差极限，如美国HIAC/ROYCO公司生产的液体自动颗粒计数器，将计数误差等于10%时颗粒的最高浓度定义为浓度极限。因此，HIAC/ROYCO公司在仪器说明书中给出的浓度极限为18000颗粒数/l，而经实际测试，其生产的某HRLD150型颗粒传感器，重合误差极限为10800颗粒数/ml,其生产的某HRLD400型颗粒传感器，重合误差极限10174颗粒数/ml，其生产的某HRLD1

7、00型颗粒传感器，重合误差极限为8841.2颗粒数/ml。流速极限液体自动颗粒计数器在正常工作时，所测试的液体应以一定的速度通过传感器的窗口。在颗粒通过传感器的窗口时，由于受光电检测装置和前置放大器频率响应的限制，若速度过高，传感器输出地脉冲幅值尚未达到最大值时颗粒已离开传感区（如图3-4所示），以致来不及形成完整的电信号，因而测出的颗粒数将小于颗粒的实际尺寸，而且连续颗粒之间间隔可能很小，自动颗粒计数器也很难将它们区分为单个颗粒进行计数；若速度过低时，同一个颗粒在传感区停留的时间过长，有可能会造成重复计数，因而测出的颗粒数将会多于实际的颗粒数。校准和分析液样时采用的通过传感器的流速，称为液体

8、自动颗粒计数器的工作流速。从理论上来讲，液体自动颗粒计数器应始终工作在工作流速下，而且仪器所使用的每一流速都应该校准，但是在实际工作中，液体自动颗粒计数器不可能绝对工作在工作流速下，而是工作在一个流速范围内。以工作流速测得的颗粒数与流速上下限时所测颗粒数之间的差值大于等于5%时，流速的上下限即为仪器的流速极限。从使用的角度出发，样液自动颗粒计数器正常工作时，样液通过传感器的流速必须始终调节在流速极限范围内，经验上，以工作流速偏差±10%为最佳。如果使用其它流速，则必须对计数器重新再新的流速下进行尺寸校准。测试过程中若因液样粘度过大，达不到工作流速时，则应对液样进行稀释或加热，以降低液

9、样的粘度，但是在加热液样时，通过传感器窗口液样的最高温度不能超过65，否则,将引起计数误差。分辨力液体自动颗粒计数器是将颗粒的大小转变为光强度的变化，从而来检测颗粒尺寸的。理论上讲，从光源发出的光束经过平行光管聚焦后照射在传感器的窗口上，窗口中光的强度应是非常均匀且处处一致的，从而对于相同尺寸的颗粒，引起的光强度的变化都是相同的，产生的脉冲电压的幅值也是一样的。但是，限于光电检测装置的性能，颗粒传感器窗口中光的强度并非绝对均匀一致，故而液体自动颗粒计数器会将尺寸相同的颗粒误认为不同尺寸的颗粒，同时也会将尺寸相近的不同颗粒误认为同一个颗粒，从而引起计数误差。仪器区分不同尺寸颗粒的能力，称为液体自

10、动颗粒计数器的分辨力。对不同尺寸的颗粒，计数器的分辨力是不同的，颗粒尺寸越大，分辨力越好；颗粒尺寸越小分辨力越差。校准曲线自动颗粒计数器是将颗粒的投影面积转换为脉冲电压进行测试的，因而在颗粒的投影直径与相应的脉冲电压幅值之间存在着严格的一一对应关系，这一对应关系便是传感器的校准曲线。目前，自动颗粒计数器的校准方法主要有两种。一种是采用多分散的油中颗粒标准物质（ACFTD或ISO MTD）进行的校准，另一种是采用单一尺寸的乳胶球(LATEX进行的校准，因此，相应的校准曲线便有多条。对校准曲线上的同一粒径而言，由于采用的校准方法不同，所得到的相应阀值也是不同的，且在这些校准曲线之间一般没有固定的比例关系，相互之间不能进行转换。因此，在使用校准曲线时，一定要弄清楚应该采用哪一条校准曲线，不能用错。一般而言，液压行业绝大部分采用的都是