1、第五章 油樣分析,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 光譜分析 第三節(jié) 鐵譜分析 第四節(jié) 其它油液檢測(cè)技術(shù),第一節(jié) 概述,油樣分析的對(duì)象可以是新油也可以是在用油或用過的舊油，從現(xiàn)代診斷技術(shù)的觀點(diǎn)出發(fā)則主要是對(duì)在用油的分析，其目的首先是判斷油液本身是否合乎使用要求，從而確定合理的換油時(shí)間，更重要的目的是通過油液帶來的種種信息判斷機(jī)器的工作狀態(tài)是否正常。 油樣分析工作分為采樣、檢測(cè)、診斷、預(yù)測(cè)和處理五個(gè)步驟進(jìn)行。 油樣分析技術(shù)的應(yīng)用見表,常采用的三種油樣分析技術(shù)的機(jī)理、分析內(nèi)容及使用的儀器見表 油樣分析技術(shù)及儀器,第二節(jié) 光譜分析,一光譜分析原理 原子是由原子核和繞核運(yùn)動(dòng)的電子組成，在正常情況下原子處于穩(wěn)定狀態(tài)

2、，這種狀態(tài)稱為基態(tài)。每一種元素的原子在躍遷過程中所吸收或發(fā)射的能量以光的形式表現(xiàn)出來，不同的原子或離子吸收或發(fā)射光的波長(zhǎng)都是單一固定的（如圖)用儀器測(cè)出吸收或發(fā)射的光的波長(zhǎng)，可以知道元素的種類；測(cè)出該波長(zhǎng)光的強(qiáng)度變化，可以知道該元素的數(shù)量。前者被稱為原子吸收光譜分析，后者被稱為原子發(fā)射光譜分析。,二發(fā)射光譜分析,原子發(fā)射光譜分析是根據(jù)原子所發(fā)射的光譜來測(cè)定物質(zhì)的化學(xué)組分。 原子發(fā)射光譜分析儀器的主要作用是把不同波長(zhǎng)的輻射按波長(zhǎng)順序進(jìn)行空間排列，獲得光譜。在現(xiàn)代發(fā)射光譜分析中常用的光譜儀有棱鏡攝譜儀、光柵攝譜儀和光電直讀攝譜儀。 圖是美國(guó)Baird公司生產(chǎn)的FAS-2C型直讀式發(fā)射光譜儀的原理圖

3、。,光電直讀光譜儀,三原子吸收光譜技術(shù),原子吸收光譜是根據(jù)氣態(tài)原子對(duì)輻射能的吸收程度確定樣品中分析物的濃度。 原子吸收光譜技術(shù)是將待測(cè)元素的化合物（或溶液）在高溫下進(jìn)行試樣原子化使其變?yōu)樵诱羝?。?dāng)銳線光（單色光或稱特征譜線）源發(fā)射出一束光，穿過一定厚度的原子蒸汽時(shí)，光的一部分被原子蒸汽中待測(cè)元素的基態(tài)原子吸收。通過分光器將其它發(fā)射線分離掉檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量特征譜線減弱后的光強(qiáng)度。根據(jù)光吸收定律就能求待測(cè)元素的含量。,原子吸收光譜儀工作原理圖 1-陰極燈；2-火焰；3-出射狹縫；4-表頭；5-放大器；6-光電管；7-分光器；8-入射狹縫；9-油樣；10-噴霧器；11-燃燒器,PekinElmer原子

4、吸收光譜儀,四X射線熒光光譜儀,X射線熒光光譜儀的激發(fā)源是一種硬X射線。分析元素受激后發(fā)射出具有特征頻率的軟X射線，將它檢出并測(cè)定其強(qiáng)度，便可得知所含元素的種類及含量。 X射線熒光光譜儀的原理如圖。X射線在倫琴管內(nèi)產(chǎn)生，并照射到試樣上。試樣元素二次發(fā)射到分析晶體上，又被分析晶體衍射到一個(gè)蓋格探測(cè)器，最終通過記錄器及計(jì)數(shù)器輸出。分析晶體的平面可以轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)不同波長(zhǎng)輻射的衍射角度。,X射線熒光光譜儀的原理 1-X射線源；2-油樣；3-分析晶體；4-蓋格探測(cè)器；5-記錄器及計(jì)算機(jī),Philips X射線熒光光譜儀,第三節(jié) 鐵譜分析,油液鐵譜分析技術(shù)利用高梯度強(qiáng)磁場(chǎng)的作用，將油樣中所含的機(jī)械磨損微粒

5、有序地分離出來，并借助不同的儀器對(duì)磨屑進(jìn)行有關(guān)形狀、大小、成分、數(shù)量及粒度分布等方面的定性和定量觀測(cè)，從而判斷機(jī)械設(shè)備的磨損狀況，預(yù)測(cè)零部件的壽命。鐵譜技術(shù)的主要內(nèi)容包括油液取樣技術(shù)、鐵譜制譜技術(shù)、磨粒分析技術(shù)等。鐵譜分析技術(shù)中主要使用的儀器是鐵譜儀，鐵譜儀根據(jù)對(duì)磨粒的分離、檢測(cè)的方法不同，分為分析式、直讀式、旋轉(zhuǎn)式、在線式等。,一分析式鐵譜儀（Analytical Ferro graph）,1原理 分析式鐵譜儀的工作原理如圖5-5所示。,圖5-5 分析式鐵譜儀的原理 1-油樣；2-微量泵；3-磁鐵 ；4-鐵譜片；5-廢油,圖5-6 鐵譜片,BY11-FTP-X2型 分析式鐵譜儀 系統(tǒng),2鐵譜

6、顯微鏡（Ferro scope） 鐵譜顯微鏡是分析式鐵譜儀配套使用的專用分析儀器。它由雙色顯微鏡和鐵譜片讀數(shù)器組成。 3掃描電子顯微鏡（SEM） 4圖像分析儀（Quantimet） 該儀器能夠?qū)﹁F譜片上一矩形區(qū)域內(nèi)的沉積磨屑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 5。鐵譜加熱法（HFA） 鐵譜片加熱法是由鐵譜技術(shù)發(fā)展起來的判斷磨屑成分的簡(jiǎn)易實(shí)用方法。其原理是：厚度不同的氧化層其顏色不同。具體操作是把鐵譜片加熱到3300C,保持90秒，冷卻后放在鐵譜顯微鏡下進(jìn)行觀察。,二直讀式鐵譜儀,直讀式鐵譜儀的工作原理如圖5-7所示。,圖5-7 直讀式鐵譜儀的工作原理 1-油樣管；2-沉積管；3-磁鐵；4-光 導(dǎo)纖維；5-光源；6

7、-光電探頭；7-信號(hào)調(diào)制 ；8-讀出裝置,圖5-8 沉淀管內(nèi)磨粒的排序情況,X2直讀式鐵譜儀,三旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀,旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀保留了分析式鐵譜儀可以分析觀察磨粒形貌、尺寸大小、材質(zhì)成分等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又避免了分析式鐵譜儀制片時(shí)間長(zhǎng)、操作費(fèi)用高、譜片入口區(qū)磨粒堆集嚴(yán)重、油樣需高度稀釋、譜片上有大量污染物和大顆粒被壓碎或不能通過的缺點(diǎn)。,圖5-9旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀原理 1-注射器式輸送管；2-基片固定帶；3-磁頭 4-油樣流向基片；5-驅(qū)動(dòng)軸；6-到清洗瓶； 7-基片定位套；8-洗滌管。,KTP型旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀,四在線式鐵譜儀,在線鐵譜儀由一個(gè)裝在油循環(huán)旁路中的傳感器和一個(gè)磨損分析儀組成。傳感器由從油中分離磨粒和

8、控制油流的硬件組成；磨損分析儀有電子控制與顯示單元，并有可調(diào)濃度的報(bào)警器，報(bào)警器可以在磨粒濃度超過預(yù)定極限時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)。 傳感器中有一高梯度磁場(chǎng)，用來截獲磨損顆粒，由于磨粒的沉淀具有按尺寸分布的特點(diǎn)，傳感器中的有表面效應(yīng)的敏感元件可以定量測(cè)定沉淀的大、小磨粒的數(shù)量。 磨損分析儀把傳感器傳送的測(cè)量值與通過的油樣體積進(jìn)行比較計(jì)算，測(cè)定出磨料濃度和大于5m的微粒的讀數(shù)百分比。每次測(cè)量完畢系統(tǒng)通過沖洗敏感元件并重新開始下一次自動(dòng)循環(huán)測(cè)量過程。測(cè)量時(shí)間間隔取決于磨損顆粒的密度，密度越高，測(cè)量間隔越短，循環(huán)越快，一般測(cè)量間隔從30s到30min不等。,五鐵譜分析方法,磨損顆粒是在機(jī)械中最常見，危害最嚴(yán)重

9、的污染物。其數(shù)量多少、尺寸大小、尺寸分組成分和形貌特征等都直接與機(jī)械零件的磨損狀態(tài)密切相關(guān) . 對(duì)磨損顆粒進(jìn)行鐵譜分析，主要包括形貌分析和定量分析。 1定量分析 定量分析的指標(biāo)有總磨損量（Q）、磨損嚴(yán)重度（L-S）、磨損嚴(yán)重度指數(shù)（Is）、磨粒濃度（WPC）、大磨粒百分比、和累積值曲線等幾種。 2形貌分析 形貌分析是通過對(duì)磨粒形態(tài)的觀察分析，來判斷磨損的類型。磨損機(jī)理不同，摩擦表面會(huì)產(chǎn)生出不同形態(tài)及尺寸特征的磨粒。鋼或合金鋼材質(zhì)組成的摩擦副發(fā)生磨損產(chǎn)生的微粒的特征見表5-4。,第四節(jié) 其它油液檢測(cè)技術(shù),一紅外光譜分析 紅外光譜油液分析是通過測(cè)量各種化合物在紅外光譜區(qū)（波長(zhǎng)2.525m）吸收的特定波長(zhǎng)光線的能量，對(duì)油液中的化合物進(jìn)行定性和定量分析。 特征波數(shù),二自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)技術(shù),自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)可自動(dòng)地對(duì)樣液中的顆粒尺