【正文】 果來判斷零部件磨損狀態(tài)及發(fā)展趨勢，從而達到診斷機器故障的目的。因此，光譜技術已成為機械設備油液監(jiān)測的重要方法之一。光譜技術的局限性在于不能識別磨粒的形貌、尺寸，不能判斷磨損類型。用于油液監(jiān)測與診斷的光譜技術目前主要是原子發(fā)射光譜技術和原子吸收光譜技術。（一）原子發(fā)射光譜技術和儀器 各種元素都是由原子組成的，原子又由原子核及繞核旋轉的電子組成，每個電子處在一定的能級上，具有一定的能量。在正常情況下，原子處于穩(wěn)定狀態(tài)，這種狀態(tài)稱為基態(tài)，當物質受到外界能量（電能、熱能等）作用時，校外電子就躍遷到高能級，處于高能態(tài)的原子很不穩(wěn)定，被稱為激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)原子可存在時間約10s，當它從高能態(tài)躍遷至基態(tài)或較低能級時，多余的能量便以光的形式釋放出來，若使輻射光通過棱鏡或光柵，就能得到按一定波長順序排列的圖譜，即光譜。 氣體的原子或離子，受激發(fā)后輻射的光譜，是一些單一波長的光，即線光譜。利用物質受電能或熱能激發(fā)后輻射出的特征線光譜來判斷物質組成的技術，就是原子發(fā)射光譜技術。根據(jù)特征譜線是否出現(xiàn)來判斷某物質是否存在，根據(jù)特征譜線的強弱來判斷該物質含量的多少。 采用光電直讀光譜儀測定潤滑油中各種金屬元素的濃度，其工作原理是：用電極產生的電火花作光源，激發(fā)油中金屬元素輻射發(fā)光，將輻射出的線光譜由出射狹縫引出，由光電倍增管將光能變成電能，再向積分電容器充電，通過測量積分電容器上的電壓達到測量試油內金屬含量濃度的目的，如果測量和數(shù)據(jù)處理由微機控制，則速度更快。 圖230 是美國Baird公司MOA型直讀式發(fā)射光譜儀的原理圖。它是目前較為先進的潤滑油分析發(fā)射光譜儀。儀器工作原理是：激發(fā)光源采用電弧，一極是石墨棒，另一極是緩慢旋轉的石墨圓盤。石墨圓盤的下半都浸入盛在油盤樣的被分析油樣中，當它旋轉時，便把油樣帶到兩極之間。電弧穿透油膜使油樣中微量金屬元素受激發(fā)發(fā)出特征輻射線，經(jīng)光柵分光，各元素的特征輻射照到相應的位置上，由光電倍增管接受輻射信號，再經(jīng)電子線路的信號處理，便可直接檢出和測定油樣中各元素的含量（ppm）。該儀器分析容量大，精度高，分析可靠，分析速度快。儀器操作簡單，原始油樣不須處理即可直接送檢，環(huán)境條件要求低。特別適合大規(guī)模含有多種材質摩擦副（例如，內燃機發(fā)動機、飛機發(fā)動機等）的設備群體監(jiān)測。圖230 直讀式發(fā)射光譜儀的工作原理（二）原子吸收光譜技術和儀器 原子吸收光譜技術是將待測元素的化合物（或溶液）在高溫下進行試樣原子化，使其變?yōu)樵诱魵?。當銳線光源（單色光或稱特征輻射線）發(fā)射出的一束光，穿出一定厚度的原子蒸氣時，光的一部分被原子蒸氣中待測元素的基態(tài)原子吸收。透過光經(jīng)單色器將其它發(fā)射線分離掉，檢測系統(tǒng)測量特征輻射線減弱后的光強度。根據(jù)光吸收定律就能求得待測元素的含量。圖231 是原子吸收光譜儀工作原理圖。潤滑油試樣經(jīng)過預處理后送入儀器，由霧化器將試液噴成霧狀，與燃料氣及助燃氣一起進入燃燒器的光焰中。在高溫下，試樣經(jīng)去溶劑化作用。揮發(fā)及離解，潤滑油中的待測物質（例如鐵元素）轉變?yōu)樵诱魵?。由待測含量的物質（例如鐵）相同元素做成的空心陰極燈輻射出一定波長（例如鐵元素為3720197。）的特征輻射光，當它通過火焰后，一部分光被待測物質（例如鐵）的基態(tài)原子吸收。測量吸光度后，利用標準系列試樣作出的吸光度——濃度工作曲線圖上，可查出未知油樣待測物質（例如鐵元素）的含量。圖231 原子吸收光譜儀的工作原理1電源，2光源，3試樣，4火焰原子化器，5光學系統(tǒng)，6光電元件，7放大器，8讀數(shù)系統(tǒng) 該技術的優(yōu)點在于分析靈敏度高，適用范圍廣，取樣量少，多采用微機進行數(shù)據(jù)處理，分析精度高，分析功能強，價格適中。但測一種元素需要更換一種元素燈，油樣預處理較發(fā)射光譜儀繁瑣，用燃料氣加熱試樣不方便也不安全（先進的儀器采用石墨加熱爐加熱）。美國生產的PE型系列原子吸收光譜儀，可同時測幾種元素，油作預處理較為簡便，微機處理數(shù)據(jù)，有石墨爐電源與自動取樣器等。（三）油液光譜分析技術的應用 通過油樣光譜分析可以得知油樣含有的各種元素成分。從機械設備潤滑系統(tǒng)中，定期地、持續(xù)地采取油樣并進行光譜分析，就可以獲得反映設備工作狀態(tài)的各種信息及其變化。因此，目前油樣光譜分析技術已廣泛而有效地被應用于監(jiān)測設備零部件磨損趨勢、機械設備的故障診斷，以及大型重要設備的隨機監(jiān)測方面。通過磨合過程的油樣光譜分析，監(jiān)測磨合過程，摩擦副表面元素的變化趨勢，從而可以合理確定最佳磨合規(guī)范。通過油樣光譜分析可以確定合理的換油限，給出油中含水量、添加劑元素變化情況。六、其它油液監(jiān)測技術（一）顯微鏡顆粒計數(shù)技術 該技術最常用，也較簡單。其基本原理是將油樣經(jīng)濾膜過濾，然后將帶污染顆粒的濾膜烘干，放在普通顯微鏡下統(tǒng)計不同尺寸范圍的污染顆粒數(shù)目和尺寸。 該技術的優(yōu)點是能直接觀察和拍攝磨損微粒的形狀、尺寸和分布情況，從而定性了解磨損類型和磨損微粒來源。同時裝備簡單、費用低廉、應用廣泛。世界各國都制訂有顯微計數(shù)法油液顆粒污染物分析標準，國內也制訂有相類似的標準。但操作較費時，人工計數(shù)誤差較大，再現(xiàn)性差，對操作人員技術熟練要求苛刻。（二）自動顆粒計數(shù)技術 隨著顆粒計數(shù)技術的發(fā)展，各種類型的、先進的自動顆粒計數(shù)器研制成功，它們不需從樣液中將固體顆粒分離出來，而是自動地對樣液中的顆粒尺寸測定和計數(shù)。 可以鑒別顆粒的大小，并由計數(shù)器計數(shù)?？梢酝瑫r對不同尺寸范圍內的顆粒計數(shù)，以得到粒度分布的情況。這樣可以測試到大的微粒的發(fā)展趨勢，可以早期預報機器中部件的磨損以至失效?？捎糜趯嶒炇覂冗M行的污染分析以及在線污染監(jiān)測。（三）磁塞技術 磁塞技術是種簡單而有效的油液監(jiān)測與診斷技術。它的基本原理是用帶磁性的探頭插人潤滑系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)的管道內，收集油液中的鐵磁性磨損微粒，再用放大鏡或光學顯微鏡觀察磨損顆粒的大小、數(shù)量和形狀，從而判斷機器零件的磨損狀態(tài)。（四）重量分析技術 重量分析技術是將油樣用濾膜過濾，烘干后稱重，用濾膜過濾前后的重量之差作為油樣中的污染微粒重量. 該技術特別適用于油液中含磨損微粒濃度較大時進行油液分析，所需裝備簡單。但由于磨損微粒重量僅幾毫克甚至零點幾毫克，當外部環(huán)境、過濾方法、油樣稀釋液種類、沖洗條件、烘干條件稍有變化時，就會發(fā)生較大偏差，測試精度較低。另外也不能獲得磨損微粒尺寸分布、形態(tài)等信息，所以只能用于潤滑狀態(tài)粗略判斷。 71 / 1