油液状态在线监测与自维护技术的研究

　　引言

　　现代液压技术的应用和发展使油液的污染监测和控制的重要性更为突出。有关资料表明，油液污染是系统发生故障及液压元件过早磨损或损坏的主要原因，由此引起的损失约占液压系统故障损失的 70% ～80% 。液压系统的故障大约有 75% 是由于油液污染造成的，油液污染已成为液压系统最主要的故障根源。

　　本文介绍了一种将在线监测技术和污染控制技术结合起来的自维护技术，解决现场油液污染给系统带来的一系列问题。

　　1 污染度在线监测

　　1. 1 污染度在线监测手段

　　自动颗粒计数器因其具有计数速度快、准确度高和操作简便等优点，在油液污染分析中应用日益广泛，已成为油液中颗粒污染物分析的主要仪器。现有的在线监测技术按工作原理分主要有遮光型、微孔阻尼型、电磁型等几种类型。通过检测油液中颗粒污染物的尺寸分布和浓度来确定液压系统的油液污染度等级，评定过滤器的过滤精度，以及检测元件的清洁度等。遮光型颗粒计数器的工作原理是: 当油液流经具有狭窄通道的传感器时，磨粒的遮光作用使光电元件接受的光量减弱，使其输出电压产生脉冲信号。由于被遮挡的光量与磨粒的投影面积成正比，故输出脉冲电压的幅值直接反映磨粒的大小，因而可测出磨粒的分布。利用这种原理研制的颗粒计数器具有反映迅速、精度高、污染度测量范围广的优点。

　　微孔阻尼型颗粒计数器的工作原理是: 当油液样品流经一精确标定过的滤网时，大于网眼的颗粒都沉积下来，由于微孔的阻挡作用，流量便会降低，最后小颗粒填充在大颗粒的周围，从而进一步阻滞了液流，结果形成一条流量随时间而变化的曲线。利用专门的数学程序可把该曲线转换为颗粒大小分布曲线。利用这种原理研制的颗粒计数器最大的优势在于能不受水分、气泡和油液变色的影响，稳定性能好。

　　电磁型颗粒计数器的工作原理是: 利用传感器产生梯度的磁场分布，大小颗粒层积在不同的区域，通过计数获得油液中颗粒的分布情况进而判定油液的污染度状况。利用这种原理研制的颗粒计数器能较好地反映油液中铁磁性颗粒的含量，不足之处在于无法确定非铁磁性颗粒的数量和分布状况。

　　为验证现有颗粒计数器的精确度，选择了其中一种遮光型颗粒计数器进行试验，对不同污染度等级的油液进行测试，结果与实验室离线颗粒计数器进行对比，试验结果如图1、2 所示，分别对颗粒计数器在线监测和实验室离线监测在大颗粒数和小颗粒数进行了对比，通过换算后两者的油液污染度等级数十分接近，当污染度达到 NAS12 级以上时，会产生1 ～ 2 个等级的误差，小于这个等级则完全吻合。产生误差的原因是两者分别采用了 ISO 4406 和 ISO 11943 两种新旧不同的污染度评定国际标准[1]，其次仪器本身有一定的系统误差。