颗粒计数

颗粒计数

背景

颗粒计数是所有设备状态监测的关键环节,无论是由于外部污染还是设备磨损产生的颗粒,有许多工具可以监控并跟踪颗粒污染的数量和严重程度。选择哪种颗粒计数技术取决于具体的应用场景和颗粒的类型。例如,保持液压系统清洁非常关键,即使非常少的污垢进入也会堵塞执行器和阀门,从而导致系统过早失效。不同于液压系统,具有大量活动部件的齿轮和传动系统将能够承受更多的颗粒。

颗粒计数有哪些技术?

► 直接成像法

如左图所示,直接成像系统集成了配备有CCD阵列的固态激光器以实现粒子直接成像。

激光源照亮样品,光学透镜将激光放大。CCD摄像机捕获样品的图像并将其存储在存储器中。

这些图像将被用来进行颗粒的形貌和尺寸分析。每个图像的等效圆直径或ECD将会被计算出来,并得出颗粒计数和尺寸分布情况以及ISO代码。除了颗粒形态外,直接成像系统还提供其它格式的颗粒计数输出, 但ISO 4406是最常见的一种。

直接成像系统捕获实际磨损颗粒轮廓的能力,允许其“自动铁谱”功能进行磨损颗粒分类。所有大于20 μ的颗粒都由神经网络分类,如分类为切割,疲劳,严重滑动,非金属,游离水和纤维。识别磨损颗粒的类型并提供颗粒计数、大小分布和每种异常磨损的严重程度,是对其它技术(如铁磁监测和分析铁谱)的补充。 Spectro LaserNet 220 and 230 具有此功能.

I成像系统可以识别所有大于20μ的颗粒,并区分固体颗粒,水滴和油中的气泡。从测量的颗粒数中去除水和气泡的数量,以产生真实的纯颗粒数。

► 光阻法颗粒计数

传统光阻粒子计数器的工作原理如下图所示。光源(通常是激光)穿过样品。光被粒子部分阻挡,到达光电探测器阵列的光变少,引起的电压变化与粒子面积成正比。光电探测器技术与车库开门器使用的原理相同。

传统的光阻粒子计数器有几个固有的设计缺陷。光电探测器的结果包含由油样中的水和气泡引起的测量误差。使用超声波搅拌正确制备样品有助于减少气泡对颗粒计数的影响。对于含水的样品(“乳白色”的油样含有水),通常需要“水剥离”溶剂才能获得更准确的计数结果。水的存在会导致颗粒计数结果出现重大误差。

► 孔堵塞颗粒计数

孔堵塞颗粒计数器可以在现场实现在用润滑油的颗粒计数。其采用细网将颗粒积聚起来。这种颗粒计数器基于恒定流量或恒定压力设计。恒流仪器在保持流量恒定的情况下测量整个网格的压降。恒压仪器在保持压力恒定的情况下测量流量的变化。

典型的孔堵塞网格会产生一个或两个 ISO 代码。由于产生的数据有限,商业实验室很少使用孔阻塞粒子计数器,但在样品中水,烟灰或添加剂的干扰非常多的情况下,孔隙阻塞颗粒计数器可以发挥很大作用。

总结

正如以上所述,颗粒分析有三种主要技术,孔堵塞,光阻和直接成像技术。每种技术都有其独特的优点和缺点,选择哪种技术取决于特定的应用环境。颗粒分析是设备状态监测的一个非常重要的方面,选择的工具类型取决于是打算将其用于机器特定磨损颗粒分析还是用于基本颗粒计数清洁度控制。还应考虑水、添加剂和烟炱等干扰物的浓度和严重程度,这都将影响最终的选择。

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