DW1油液污染度测试仪滤膜堵塞模型研究

　　目前,液压技术已成为工业机械、工程建设机械以及国防尖端产品不可缺少的重要手段。而随着液压设备的使用数量和种类的增多,出现故障和维修的工作量也愈来愈大。有资料[1]表明, 70% ~80%的液压系统故障都是由于油液污染造成的,因此,液压系统污染控制已成为国内外液压行业和各工业部门普遍关注的问题。

　　要实现有效的污染控制必须随时掌握系统的污染度变化情况,以便采取相应的措施来降低关键元件或设备的故障率。目前用于油液固体颗粒污染度检测的方法有很多[2],可归结为2大类:实验室检测和现场检测。实验室检测包括称重法、显微镜计数法和自动颗粒计数法等;现场检测主要是采用一些便携式的污染度测试仪。DW1油液污染度测试仪[3-4]是适合现场检测的便携式污染度测试仪器。该仪器以滤膜为传感元件,测试时保持滤膜两端的压差一定,当油液通过滤膜时,油液中的颗粒污染物被滤膜收集,使滤膜逐渐堵塞,从而根据流量的衰降情况来检测油液的污染度。该检测法因其测试速度快,准确度高,且不受油液中气泡和水分及油液颜色等的影响在各类测试法中占有重要的位置。

　　1　DW1油液污染度测试仪结构简介

　　DW1油液污染度测试仪的硬件系统包括测试台架、传感器、数据传输和处理电路3大部分。见图1。

　　测试台架包括试验台框架1,控制阀2,反推框架4,调压阀5,压力表6及2个压力腔7,该部分为整个系统提供压力、支撑和固定。传感器部分指传感器位移缸3,该部分结构见图2,主要由滤膜,缸筒及活塞杆组件以及位移传感器组成。其作用是实现对油液污染度信息的采集并将其转换为便于处理的电信号。图1中有2个传感器位移缸,分别表示2种不同的工作状态:双点划线表示的传感器位移缸处于油液污染度检测状态,实线表示的传感器位移缸处于反冲状态,目的是清洗滤膜,为下次实验作准备。数据传输和处理电路封装在实验台架中,通过接口与传感器、计算机和电源联接,其作用是接收传感器部分的输出信号,对其处理后送入单片机,通过信号转换芯片将信号转换为计算机能接受的信号。计算机根据编制的专用软件对信号进行分析,最后显示出油液污染度的检测结果。

　　测试时,被测样液置于压力腔7内,打开控制阀2,调节调压阀5,使一定压力的气体经进气管进入压力腔并作用于被测油液上。在压力的作用下油液通过滤膜进入缸筒并推动活塞杆向外移动,活塞杆的位移量通过位移传感器转变为相应的电量输出。同时,油液中的颗粒污染物被截留在滤膜表面并堵塞滤膜的部分孔口,使得通过滤膜的流量逐渐减小。当滤膜完全堵塞时,流量降低到接近0,这时活塞杆的移动速度也几乎降低到0。油液的污染度不同,通过滤膜的流量衰降速率不同,活塞杆的移动速率也不同。根据对滤膜堵塞过程的分析,可以得到流量衰降与油液污染度之间的数学模型。活塞杆的位移(与通过滤膜的流量有确定关系)信号经位移传感器和单片机处理和转换后输入计算机,计算机根据数学模型编制的软件便可得出油液的污染度等级。