液压系统油液污染度在线监测的光导法

在线监测液压系统油液污染度的一种方法
叶川;李建华
【期刊名称】《机械与电子》
【年(卷),期】2010(000)001
【摘要】针对液压系统油液中,固体杂质、水等污染物的存在而导致液压元件失效的问题,设计了液压油污染度的在线监测装置, 通过找出影响液压油电导率变化的因素,监测液压油电导率的变化,实现了对油液中固体杂质含量和水含量的在线监测,为系统的主动维修提供了可靠数据.
【总页数】3页(P50-52)
【作者】叶川;李建华
【作者单位】西北工业大学机电学院,陕西,西安,710072;西北工业大学机电学院,陕西,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.4
【相关文献】
1.浅谈控制液压系统油液污染度的意义和方法 [J], 孔祥安
2.液压系统油液污染度模糊故障诊断方法 [J], 彭铁华
3.高炉炉前液压系统油液污染度的在线监测 [J], 张志军;王维;常艳军;连项峰
4.飞机液压系统装配中油液污染度控制方法的分析 [J], 王娜;王晓东;胡雅玲;范昱;冯彬;
5.飞机液压系统装配中油液污染度控制方法的分析 [J], 王娜;王晓东;胡雅玲;范昱;冯彬
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污染度等级液压系统液压系统的油液污染监测与控制造成液压系统油液污染的污染源有两个。

一是外部污染源：固体杂质、水分、油分及空气等进入液压系统，造成的液压油污染；二是内部污染源：油液在系统中不断循环，会发生物理和化学性能的变化，或因相关零部件的磨损而产生的油液污染。

对液压系统油液进行污染监测，从而确保元件的使用寿命，延长相应故障的时间间隔。

1污染控制的原理液压系统中元件的污染耐受度和油液的污染度之间存在着矛盾。

它严重影响着液压元件的工作可靠性和使用寿命。

改善的方法可以从对液压元件在设计参数、结构和材质等方面进行改进，来提高元件耐污染性能；同时，可以采取一些控制污染的措施，使系统油液的污染度保持在关键液压元件的污染耐受度内。

实践证明，这是一种比较实用的方法。

控制液压系统油液污染的方法可以采取清洗元件或系统和使用高效能的滤油器等有效措施来实现。

同时，尽量避免污染物侵入系统。

2油液污染控制的措施2.1 液压系统和元件的清洗液压元件的残留污染物在加工或装配过程中不可避免的存在着，这就决定了必须采取有效措施进行清洗。

对元件和系统清洗的目的就是提高油液的清洁度，最大限度地减少或消除设备的早期故障。

反之，没有得到合理清洗的元件接入系统后，污染物对元件运动表面的切削、粘着、冲蚀以及机械振动，往往会导致系统响应缓慢、控制失灵甚至造成元件提前失效。

比如研磨或划伤零件表面产生的磨屑，会堵塞控制孔口，甚至导致运动副卡死等。

2.1.1 对液压元件的清洗对元件的清洗净化，应该从最初的制造工序开始，尤其彻底清除由装配带来的污染物,确保元件的清洁度。

对元件净化的过程，可分为铸件的清理、加工零件的粗洗和精洗。

常采用喷丸或在旋转筒中翻滚等方法来清除铸件表面粘结的型砂和氧化物。

也可使用化学方法清洗。

清除加工残留物、腐蚀物和油脂等则是粗洗的主要过程。

精洗的对象则是对于元件清洁度要求极高的零件，一般可以采用超声波清洗和蒸汽浴清洗。

超声波清洗的原理是利用激烈的超声波冲击力，对在超声波槽内浸泡的元件，实行超声波冲击，使得零件表面的污染物脱离而进行的清洗。

矿山机械液压油污染在线监测系统设计摘要：液压系统的早期故障诊断维护在很大程度上取决于油液监测信号的品质，通过对其进行实时在线监测，可为按质换油提供合理建议。

光散射法测量技术具有设备成本低，精度较高的特点，监测系统报警后，可现场提取油液试样再进行精度更高的离线检测，为设备的预防性维护提供重要依据。

文章给出了双参考监测系统示意，分析了油液监测精度的影响因素，提出了相应的对策。

关键词：矿山机械；液压油污染；监测引言：随着现代化科学技术的迅猛发展，电子技术、计算机技术和液压传动融合程度的不断提高，液压系统在矿山机械中的应用也越来越普遍。

液压油质量以及被污染情况对液压系统工作状态的影响较大，特别是液压油污染给矿山机械液压系统造成的负面影响更是不容忽视。

笔者在此所阐述的矿山机械液压油污染在线监测系统可以实时监测液压油质量，一旦液压油污染达到预先设定的标准，系统将会自动发出警报，并及时采取清洁处理措施，确保设备运行的正常性。

1矿山机械液压油污染的来源危害1.1液压油氧化变质山机机械在工作时，液压系统由于各种压力损失产生大量的热量，使系统液压油温度上升，系统温度过高时液压油容易氧化，氧化后会生成有机酸，有机酸会腐蚀金属元件，还会生成不溶于油的胶状沉淀物，使液压油的粘度增大，抗磨性能变差。

1.2液压油中混入水分和空气液压油新油有吸水性，含有微量水分；液压系统停止工作时系统温度降低，空气中的水气凝结成水分子混入油中。

液压油中混入水分后，将降低液压油的粘度，并促使液压油氧化变质，还会形成水气泡，使液压油的润滑性能变差还会产生气蚀。

液压油能溶解部分空气，有时还会吸入气泡。

空气混入液压油中可加快液压油氧化变质，还会引起噪声、气蚀、振动等。

1.3液压油中混入颗粒污物液压系统及元件在加工、装配、储运中将污物混入系统中：使用中漏气或漏水后形成不溶物；使用中金属零部件磨损后产生的磨屑：空气中灰尘的混入等，这些都易形成液压油中的颗粒污物。

液压系统油液污染监控与分析对液压系统油液监测中的的污染监控越来越成为日常维护的重要环节，对于保障设备正常运行和防止重大故障的发生起着积极的作用。

01对油液中金属磨屑的监控与分析75%~85%的系统故障归因于系统中的颗粒污染。

而在油液的颗粒污染物中，金属磨屑占有20%-70%比率。

金属磨屑主要来自于元件的磨损，因而对油液中的金属磨屑进行检测可以获得有关系统内元件磨损的信息。

油液中金属磨屑的种类、形貌和含量等信息可反映元件的磨损形式、部位和程度，并能预测可能发生的故障和元件的剩余寿命，为采取必要的维修措施提供依据。

由此可见，对油液中的金属磨屑的监测是液压元件磨损检测和故障诊断的有效方法和措施。

对油液中金属磨屑的检测通常可采用光谱分析、铁谱分析、颗粒计数分析、常规理化分析和磁塞检测等方法。

并对原始数据进行数据处理、特征信息提取、以及图表分析、趋势分析和综合评价。

光谱分析能够方便地检测出油液中各种金属元素的含量；铁谱分析法可以利用显微镜观察磨屑的形貌和尺寸，可分辨磨屑的种类；颗粒计数法可直接读出不同大小颗粒的数值，直观、方便；利用光密度计可检测磨屑的相对含量；磁塞法是利用设置在系统中的磁性元件拦截和吸附油液中的金属磨屑。

当金属磨屑积累到一定量时，会通过控制系统发出电信号。

02对油液监测中的污染监控与分析对液压系统油液污染的控制，无论是防止污染物进入系统，还是采用合理的技术手段对油液进行过滤净化，都不能完全去除系统油液中的污染物。

在确定元件的污染耐受度之后，定期对油液的污染度进行检测，采取合理、有效的措施控制，确保油液的清洁度。

使得系统油液的污染度与关键液压元件的污染耐受度之间达到一定平衡。

唯有如此，元件的寿命和可靠性才能得以保证。

对油液监测中的污染监测是液压系统日常维护工作的重要环节。

定期的检测与维护，能够有效防止故障的发生。

按工况检测结果进行维修是经济而有效的方法。

一般采用便携式监测仪器对设备进行实时监测，如振动、噪声监测、温度监测，对油液污染度的颗粒含量分析或铁谱分析。

液压油液污染度的快速检测及其控制发表时间：2017-05-15T14:27:31.300Z 来源：《电力设备》2017年第4期作者：林安琦[导读] 摘要：液压油污染后，直接影响到液压系统的工作性能和液压元件的使用寿命，另外还影响到液压系统是否能正常工作。

（大唐新能源试验研究院内蒙古赤峰市 024000）摘要：液压油污染后，直接影响到液压系统的工作性能和液压元件的使用寿命，另外还影响到液压系统是否能正常工作。

液压系统多数故障与液压油受到污染有关，因此分析液压油的污染原因和想办法控制液压油的污染是十分重要的。

本文介绍了几种实用的油液检测及控制方法，可用于液压设备的日常维护。

关键词：液压油液；污染度；快速检测；控制一、液压油的污染原因1.1液压系统内部产生的污染。

液压系统内部在长时间使用后会不断地产生污垢，而直接进入液压油里，如过滤材料脱落的颗粒，金属和密封材料的磨损颗粒，以及油液因油温升高氧化变质而生成的胶状物等。

1.2系统使用前产生的污染。

液压系统的管道及液压元件内的切屑、磨料、焊渣、型砂、灰尘等污垢在系统使用前未被冲洗干净，在液压系统工作时，这些污垢就进入到液压油里。

1.3液压系统外部产生的污染。

外界的灰尘、砂粒等在液压系统工作的过程中通过往复伸缩的活塞杆，流回油箱的泄漏油等进入液压油里。

另外，在检修时，稍不注意也会使灰尘、棉绒等进入到液压油里。

二、液压油液被污染后对液压传动系统所造成的主要危害（1）固体颗粒和胶状生成物堵塞过滤器，使液压泵吸油不畅、运转困难，产生噪声；堵塞阀类元件的小iL或缝隙，使阀类元件动作失灵；（2）微小固体颗粒会加速有相对滑动零件表向的磨损，使液压元件不能正常工作；同时，它也会划伤密封件，使泄漏流量增加；（3）水分和空气的混入会降低液压油液的润滑能力，并加速其氧化变质；产生气蚀，使液压元件加速损坏；使液压传动系统出现振动、爬行等现象。

三、检测方法下面针对油液几项关键的性能指标，介绍几种便捷的测试方法。

液压油污染度的测定质量污染度的测定是利用微孔滤膜将一定体积的液压油过滤，称取微孔滤膜过滤前后的质量，滤膜的质量差与过滤液压油的体积之比便为液压油的质量污染度。

国际标准ISO 4405规定了液压油质量污染度的测定方法和步骤。

颗粒污染度的测定有显微镜计数法、自动颗粒计数器计数法两种定量方法，此外还有显微镜比较法、滤网堵塞法两种半定量方法。

（1）显微镜计数法显微镜计数法是利用微孔滤膜将一定体积的液压油过滤，液压油中的颗粒收集于滤膜的表面上，然后将滤膜制成试片，在光学显微镜下对试片上的颗粒进行人工计数，从而计算出液压油的颗粒污染度。

ISO 4407规定了显微镜计数法的操作方法与步骤。

（2）自动颗粒计数器计数法采用遮光原理和激光光源的自动颗粒计数器是液压油颗粒污染度测定的主要仪器。

其工作原理是让被测试液压油通过一面积狭小的透明传感区，激光光源发出的激光沿与液压油流向垂直的方向透过传感区，透过传感区的光信号由光电二极管转换为电信号。

若液压油中有一个颗粒通过，则光源发出的激光有一部分被该颗粒遮挡，使光电二极管接收到的光量减弱，于是产生一个电脉冲。

电脉冲的幅度与颗粒的投影面积成正比，即与颗粒的大小成正比，电脉冲的数量即为颗粒的数量。

自动颗粒计数器必须经过标定后才能使用。

ISO 11171详细规定了自动颗粒计数器的标定方法和步骤。

需要注意的是，液压油中的水分与气泡会影响自动颗粒计数器固体颗粒计数的准确性，计数时需注意消除二者的影响。

目前，中国市场上出现的自动颗粒计数器主要有在线式、便携式和实验室使用等三种类型，国外生产厂家主要有美国太平洋科学仪器公司、Klotz、Vikcers、Pall、Hydac公司等。

（3）显微镜比较法显微镜比较法也是先将液压油进行过滤，再将过滤液压油的滤膜制成能在显微镜下观察的试片，然后在显微镜同一视场下对试片与不同污染度等级的标准样片分别进行比较。

当试片与标准样片上的颗粒分布基本一致时，标准样片的污染度等级即为被试液压油的污染度等级。