在线监测液压系统油液污染度的一种方法

　　0　引言

　　据资料统计,液压元件失效的70%[1]归因于油液污染,液压油中的主要污染物质有固体杂质、水和空气等,其中危害最大的是固体杂质和水.目前在线检测油液污染度的方法,主要有电导法、声导法、光电法和压差分析法等[2].这些方法都能实现在线监测液压油中固体杂质的含量,但是无法在监测固体杂质含量的同时对水含量进行监测.因此,研究线监测液压系统油液中的固体杂质、水含量,对于减少液压元件磨损,实现系统主动维修有着十分重要的意义.

　　1　影响液压油电导率的因素

　　当液压油中含有少量固体杂质或水时,会显著地增加其电导率值,所以不同杂质含量的液压油将对应一个不同的电导率值.

　　1.1　固体杂质对电导率的影响

　　在温度T0条件下,通过配取不同固体杂质含量的液压油,利用电导率仪测量其电导率值R,可以得到固体杂质含量N%变化引起的电导率值变化关系如图1所示.

　　

　　在图1中,Q%是液压油固体杂质含量达到规定的报废标准的值[3];RQ为该杂质含量下液压油的电导率值.

　　1.2　水对电导率的影响

　　在温度T0条件下,通过配取不同水含量的液压油,利用电导率仪测量其电导率值,可以得到水含量M%变化引起的电导率值变化的关系,如图2所示.在图2中,W%是水含量达规定的报废标准[4]的值;RW为水含量为W%时液压油的电导率值.

　　

　　1.3　温度对电导率的影响

　　液压油中电导率的大小和液压油的温度有关,设RT是T温度下液压油的电导率值;RT0为T0温度下液压油的电导率值; 为定值(与液压油的品质相关),液压油的电导率与温度的关系为[5]:

　　R_T=R_T0e ^(T-T0) 　　(1)

　　2　在线监测液压油污染度装置的设计

　　2.1　装置的组成

　　监测装置如图3所示.

　　

　　该装置主要由2位两通电磁阀、节流阀、减压阀、压力表、温度传感器、电导率仪R1、电导率仪R2和滤水元件组成.

　　电磁阀用于实现装置与油液系统的接通或断开;节流阀用于限制进入监测装置中液压油的流量大小;减压阀用于调节进入监测装置中的油液压力;压力表用于测量进入监测装置中油液的压力;温度传感器用于监测油液系统的工作温度;电导率仪R1,R2则分别用于监测液压油在经过滤水元件前后的电导率值;滤水元件用于将进入装置中油液的水滤除.

　　2.2　滤水元件的设计

　　滤水元件中的滤芯选用高吸水树脂颗粒作为滤水介质,它能够很快地吸收比自身重量大数百倍的水形成凝胶,该凝胶在一定压力下仍能保持住水分而不分离出来.它不溶于水,也不溶于有机溶剂和油.在一定压力条件下液压油经过滤芯时,其固体杂质不会停留在滤芯中,进而不会影响固体杂质的含量.