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油液监测国内外发展趋势分析

油液监测国内外发展趋势分析

作者:admin    来源:未知    发布时间:2020-07-10 09:47    浏览量:

  一、概况

 

  从最初的理化指标的分析到后来摩擦磨损方面分析代表了油液监测的发展历史。人类运用摩擦、磨损、润滑方面知识的记载,可以追溯到公元前3000多年。但人们对润滑剂的检测却较运用润滑剂的历史短得多,通过润滑剂实现对机器工况和故障的监测与诊断则更晚,追根溯源,首先使用该技术的就是美国空军,1940年,美国在液压系统和航空飞机润滑油回油管路安装了磁塞或过滤器,发现了润滑油中的金属颗粒,第一次以磨损产物的形式为机械零部件磨损提供了视觉证据。美国铁路部门于1941年采用原子发射光谱仪对机车柴油机润滑油进行分析,通过油中的磨损金属颗粒浓度变化,判断机车内燃机的工作状态,预测发动机零件的寿命。1956年,美国海军航空兵采用同样方法监测战机,随后迅速被其他军队和工厂使用,并传播到欧洲各国。从此以后,美国及其他西方国家绝大多数公司都相继采用了油液检测技术,并逐渐从军工企业发展到汽车和其他运输业。如今它已被广泛应用到航空、船舶、港口、汽车、矿山、石化、冶金、核工业、电力等众多领域。
 

  二、油液监测技术的发展

  最初的油液监测只是理化指标如粘度、水分、酸值、闪点、机械杂质等的监测,通常采用石油产品性能指标测定方法对在用润滑剂进行检测,以评价其质量的变化。当时这类分析常作为石油公司产品销售后的技术服务项目而进行。工业化生产的发展使机器越来越大型化、复杂化和连续化,对机器的维修要求越来越高,因此,机器故障诊断技术应运而生,促使了人们积极开发基于油液监测的诊断方法。首先,人们注重了在用润滑油中携带的磨损微粒和污染物微粒,因此,将光谱分析移植用于在用润滑油中磨粒元素和含量的分析,通过获得磨粒元素种类和含量的信息,对取样机器的磨损状况作出解释,这一方法的应用,开拓了油液监测从磨粒这一信息载体获得机器故障的先例。60年代中期,油液颗粒自动计数器成为商品,由此产生了油液监测中颗粒计数法,这种方法可获得一个数字化的分析结果,用于评价取样机器油品污染的程度。70年代初,铁谱技术问世并很快在机器的故障诊断中得到了应用。由于这一技术可以全面地分析磨粒的浓度、尺寸分布、形貌和成分,因而丰富了油液监测中磨粒分析的内涵,并产生了微粒摩擦学的概念。80年代起,油液监测工作者应用红外光谱仪检测在用润滑油添加剂残留程度和污染物包括水、渗漏产物(积炭)、化学冷却剂(乙二醇)以及未燃烧的燃料,以反映由硝化、氧化、硫化引起的润滑油变质情况。尤其是傅立叶变换红外光谱仪的出现,更是促进了油液监测技术这一方面的发展。进入90年代,利用气相色谱和质谱仪测定在用润滑油的组分变化也有报道。综观油液监测技术的发展过程不仅其分析方法在不断增加,而且从在用润滑油中得到的信息也在逐渐扩大。
 

  三、仪器研制与功能完善

  3.1 便携式仪器的研制
 

  1).以润滑油理化分析为主的代表性产品有:YTS-5全自动酸值测定仪、YPW-32全自动水分分析仪、YPV-4粘度分析仪等
 

  2).以污染度分析为主的代表性产品有YJS-170润滑油污染度指数测定仪、YPF系列快速优质分析仪
 

  3).在磨粒分析方面研制过TTL-3型油液含铁量检测仪(铁量仪)、YTZ-5直读式铁谱仪、YTF-6型分析式铁谱仪等
 

  3.2 在线监测仪器的开发
 

  先后出现过不同原理的在线监测仪,在线示踪法磨粒测量仪、在线铁谱仪、声发射磨粒监测技术、超声波磨粒监测方法、利用光学磨粒传感器的实时油液诊断系统、磨粒图像在线识别系统等,这些方法有的已投入实际应用,有的尚是实验室条件下试验样机,与商品化还有一定距离。
 

  3.3 实验室分析仪器功能扩充
 

  实验室油液监测仪器功能的完善和扩充主要侧重于磨粒分析仪器方面。
 

  铁谱技术先后产生了分析铁谱仪,直读铁谱仪,在线铁谱仪和旋转铁谱仪以及颗粒定量仪等产品。以亚泰光电技术有限公司的产品为例,分析铁谱仪已由最初的蠕动泵输送油样改进为由气体压力输送油样的YTF-6型分析铁谱仪。直读铁谱仪的DL和DS测定值可以利用磨损趋势分析软件直接输入计算机的数据库中。YTF-6型铁谱显微镜已取消光密度读数的测量装置,而增加了采集磨粒图像专用的CCD,并研制了与之相配的全球首套智能磨粒识别软件
 

  光谱油料分析方法则主要致力于提高分析颗粒的尺寸范围,以扩大光谱仪的使用场合。
 

  四.研究热点
 

  近年来,油液监测技术领域的研究和开发的热点集中在在线油液监测方法,磨粒自动识别技术和基于油液监测的智能诊断系统这三个方面。
 

  五.油液监测发展方向
 

  现代科学技术特别是计算机技术的飞速发展为油液诊断技术的发展提供了良好的契机,油液监测技术必将朝着集成化、智能化、在线化方面发展。其可能的研究方向为:
 

  5.1 基础研究
 

  1)机器润滑系统中磨粒浓度的数学模型,这里包括磨粒生成机理、运动轨迹、工况负荷变化时磨粒生成与损耗的动态过程等问题。直接测量真实润滑系统中磨粒浓度的变化并找出其规律是很有价值的试验研究。
 

  2)多传感器信息融合思想在油液监测方法之间和油液监测方法与其他监测方法(如振动监测、温度监测、性能参数监测等)之间的应用与发展,以提高油液监测的准确率。
 

  3)磨粒自动识别技术的开拓,努力将信息处理技术、计算机软、硬件技术、人工智能和视觉工程的最新成果与之相结合,针对磨粒的特征,探索识别机制和方法。
 

  4)开发实用、新型、原理集成的在线监测仪器和技术。

 

  5.2 应用研究
 

  1)开发基于多种油液监测方法的故障诊断专家系统,一方面,通过建立不同油液监测方法对不同故障的特征描述的差异(或贡献度不相同),找出故障的敏感参数;另一方面,通过积累实际跟踪监测经验,整理诊断规则,运用模糊诊断、神经网络、人工智能原理实现该系统。
 

  2)建立基于油液监测的设备维修管理决策支持系统和作业优化控制系统。这是把监测、诊断、维修管理、作业控制相结合的发展策略,也是油液监测技术努力追求的未来目标。

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