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铁谱分析技术简介

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铁谱光谱分析

铁谱光谱分析

润滑剂 / 磨粒分析Ray Dalley, PREDICT；常英杰译摘要磨粒分析，特别是铁谱分析是识别和确定维修需求的有效方法。

目前技术的发展方向包括图像分析，在线传感器，便携式筛选工具，自动化油分析筛选工具，评价结果的电子传送，和人工智能。

磨损是机器部件间表面接触的必然结果，如轴、轴承、齿轮、和轴衬等，即使在很好润滑的系统中也是不可避免的。

设备的寿命预期、安全因素、性能等级和维修推荐是基于正常发生的磨损预测的，然而，设计的复杂性、大小尺寸、复杂的装配结构、以及运行条件和环境的变化等因素使得维修或修理的需求（日常和紧急）在不停机的情况下难以评价或发觉。

由于现代设备系统的高速、集成化和自动化，任何停机都会导致生产停止和高代价，因此，非中断性诊断技术诸如油液光谱分析、振动分析、电动机电流分析，和铁谱分析（磨粒分析）越来越多地应用于动力，过程，半导体和制造业。

机器的设计者和制造者越来越多地使用磨损分析作为一个现实的标准来改善诸如压缩机、齿轮、轴承和透平部件这些产品。

本论文介绍磨粒分析技术，结合其他预测维修工具阐述其在工业中的作用。

磨粒分析/铁谱分析铁谱分析是一项对从各种流体中分离出的磨损颗粒进行微观检验和分析的技术。

作为一项预测维修技术起源于二十世纪七十年代中期，它最初用于用磁力沉淀润滑油中的铁磁磨损颗粒，这项技术被成功应用于监测军用飞机发动机、齿轮箱和传动系统的状态。

其成功加速了其他应用的开发，包括方法的修改可用于沉淀润滑剂中的非磁性颗粒，在一个玻璃衬底上定量分析磨损颗粒（铁谱），以及精致油脂溶剂用于重型工业。

用于磨粒分析的三种主要仪器是直读铁谱仪，分析式铁谱仪和铁谱显微镜。

直读(DR) 铁谱仪直读铁谱仪是一个趋势监测仪器，通过对定期采集油样的检查实行状态监测。

DR直读铁谱仪是一个紧凑的便携式测试仪器，容易使用甚至可以被非技术人员操作，它定量测量铁磁磨粒在润滑或液压油中的浓度。

直读铁谱仪的工作原理是：通过一个强磁场将油样中颗粒沉淀到一个玻璃管的底部，然后用光纤束直接照射在玻璃管的由永久磁铁沉淀大颗粒和小颗粒的两个部位。

铁谱分析技术及其在设备故障诊断上的应用

铁谱分析技术及其在设备故障诊断上的应用

铁谱分析技术及其在设备故障诊断上的应用摘要：本文阐述了铁谱技术的原理、检测方法、磨粒类别。

结合与铁谱类似的检测分析技术（光谱、颗粒计数）进行原理及检测范围的对比分析，明确说明了三种检测技术的利弊。

着重介绍了铁谱分析技术的原理与检测方法，并叙述了铁谱技术在武钢炼钢厂某设备的故障分析中起到的作用。

铁谱分析技术能够很直观的发现设备故障类型，极具推广应用价值。

关键词：铁谱技术；光谱技术；颗粒计数；炼钢；设备；故障；微粒；磨损前言铁谱分析技术是通过对油润介质中的各类微粒的观测、分析来判断机械的润滑、摩擦、磨损工况正常与否，是进行设备润滑工况故障诊断的有力工具之一。

由于润滑故障占机械故障的50%以上，因此铁谱分析技术就有了发挥作用的天地。

在磨粒识别分析数字化还未能成功地应用于实际的今天，采取铁谱图谱分析软件来满足现实的需求就成为一种途径。

1.微粒检测方法——铁谱、光谱、颗粒计数1.1 铁谱、光谱、颗粒计数三种技术原理虽然这三种分析技术都是用来检测油液污染程度的，但原理截然不同。

1.1.1 颗粒计数技术原理油液中的微粒经过颗粒计数仪的激光照射区，将通过照射区的某一截面尺寸记录下来，作为该微粒的粒度计数，记录尺寸范围是1～100微米，大于100微米者没有具体数字显示，从数量上了解油液中微粒数量和粒度分布即油的清洁状况。

以国际标准NAS1638输出测试数据。

1.1.2 光谱技术原理高压电弧将油液中的金属微粒熔化，成为金属元素，通过光谱的作用，以ppm作为（百万分之一）计量各种金属元素浓度含量的单位，由于高压电弧不能熔化较大的金属颗粒，故测试数据主要表达了油液中10微米以下金属微粒的元素含量1.1.3 铁谱分析原理通过高梯度磁场的作用，将油液中的各类微粒以一定的规律有序排列，在高倍显微镜下，能观测到各类微粒的表面形态，能看到的微粒粒度范围在5～300微米之间，这个尺寸范围的微粒群与润滑、摩擦、磨损有关，通过微粒的形态不同来判断磨损类型。

铁谱分析技术在油液监测中的应用

铁谱分析技术在油液监测中的应用

为了更清楚地观察磨粒和获得更多的磨粒信息，将显微镜的 放大倍数调至500倍，此时磨粒形态如图6所示。图中既有表 面呈现红色的磨粒，又有表面呈现黑色的磨粒。从沉积方式 上看，它们沉积在磁力链上，说明磨粒都具有磁性，所以可 以判断这两种磨粒为铁系磨粒。从颜色上可以看出磨粒发生 了氧化反应，据此可以更进一步地确定磨粒是铁系氧化物磨 粒：红色的为Fe2O3团粒，黑色的为Fe3O4团粒，因发生粘 着磨损而产生。前者是因为油样中有水分，后者是因为系统 润滑不良，而发生了粘着磨损所产生的。
3、铁谱技术的特点 (1)具有较宽的磨粒尺寸检测范围和较高的检测效率
(2)能同时进行磨粒的定性检测和定量分析 (3)能够准确监测机器中一些不正常磨损的轻微症兆，具 有磨损故障早期诊断的效果。
铁谱分析技术也有其不可避免的缺点： (1)对润滑油中非铁系颗粒的检测能力较低，故在对 如柴油机这种含有多种材质摩擦副的设备进行故障断时， 往往感到有所欠缺； (2)作为一门新兴技术，铁谱分析的规范化不够，分 析结果对操作人员的经验有较大的依赖性，若缺乏经验， 往往会造成误诊或漏诊。
（2）磨合中期 图4和图5是采用蓝色投射光、红色反射光的照明方式，在 显微镜下放大200倍时的磨粒形态图。由谱片图上的磨粒 形态可以看出：磨粒分布均匀，具有高度抛光的表面，沿 磁力线呈链状分布，说明磨损主要元素为金属元素，异常 磨粒很少，磨粒视场清晰可见，虽然谱片上仍可见到大的 金属磨粒，但是磨粒大小差异较磨合早期要小的多。

磨粒数量分析 磨粒数量变化可以利用PODS磨损颗粒分析仪进行分析。下 图为变速箱传动装置磨合过程中的磨损颗粒数量变化规律。
磨损颗粒数量变化
由图中可知，在磨合开始阶段，润滑油中磨粒很少， 此时磨损刚开始，产生的磨粒很少，经过一段时间 后，润滑油中磨粒急剧增多，说明各个零件都开始 进入磨合期。但随着磨合时间的推移，油液中磨损 颗粒在过滤器的作用下数目逐渐减少，磨合进行到 60min左右时，颗粒数目趋于平稳，磨损浓度达到平 衡。这与铁谱分析的结果一致。

铁谱分析技术在柴油机故障监测和诊断中的应用

铁谱分析技术在柴油机故障监测和诊断中的应用

铁谱分析技术在柴油机故障监测和诊断中的应用本文介绍了铁谱分析技术的工作原理、分类以及柴油机常见故障的磨粒图谱特征，运用铁谱分析技术对舰船柴油机运行故障进行监测与故障诊断，预先发现柴油机早期缺陷与故障，逐步实现柴油机状态的预先维修，为舰船柴油机的使用与维修提供可靠依据，可以有效保证舰船柴油机的安全可靠运行。

标签：铁谱分析技术；柴油机使用与维修；故障监测1 前言随着科学技术的不断发展，装备管理的理念已经从常规管理向综合管理的方向发展，形成了装备管理的现代模式。

油液分析技术的主要作用[1，2]包括：（1）确定设备合理的换油时机；（2）检验设备用油品质，防止假油或油错用对设备造成损害；（3）确定设备主要磨损机理及磨损程度，实现设备资源合理调度；（4）诊断正在发生或潜在故障，为设备维修决策提供依据；（5）对设备的合理润滑提供技术支持，实现设备的科学维护与保养；（6）为润滑油、摩擦副等相关零部件的改进和创新提供科学依据。

2 铁谱分析仪器的分类及工作原理实施铁谱分析技术的重要工具之一是铁谱仪，铁谱仪运用比较广泛的主要有四类[1，2]：（1）分析式铁谱仪；（2）直读式铁谱仪；（3）旋转式铁谱仪；（4）在线式铁谱仪。

2.1 分析式式铁谱仪分析式铁谱仪工作原理如图1所示。

微量空气泵以极小的流量将试管内的油样压滴在以一定角度倾斜放置的高梯度强磁铁上方的铁谱基片上（倾斜角度为1?～2?左右）。

在铁谱基片上有一U 形憎油性限流带，限制油样在基片上沿垂直于磁铁磁力线的方向由上向下流动。

借助于显微镜，分析磨粒的数量、尺寸分布、成分、类型等特征信息，这些磨粒能够传递出机械摩擦副磨损状态的重要信息。

2.2 旋转式铁谱仪旋转式铁谱仪的工作原理是利用离心力和磁场的联合作用，将油液中的磨损颗粒分离出来，按规则排列沉积在铁谱基片上；借助于显微镜，分析磨粒的数量、尺寸分布、成分、类型等，测得内圈大磨粒读数Di和外圈小磨粒讀数Do，从而确定设备磨损的状况。

铁谱分析技术简介及电力系统应用展望

铁谱分析技术简介及电力系统应用展望

铁谱分析技术简介及电力系统应用展望董志乾1，杨燕1，栾银环1，刘永良1，曹鸿雁2（1．内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司，内蒙古乌海016000；2．大庆油田热电厂，黑龙江大庆163314）摘要铁谱分析技术是鉴定和预防各类转动机械设备滚动疲劳的一种方法，是将设备中润滑油作为试样，利用高剃度磁场使流过该磁场的油样中所含的固体物质，按大小比例沉积在基片上，通过对异物颗粒的形态、大小、色泽和材质的观察，预告转动机械设备的运转状态，判别磨损程度以及发生的原因，是电力设备状态检修新兴的重要支持手段。

关键词电力润滑油摩擦铁谱应用1前言电力机械设备如汽轮机、一二次风机、电动给水泵等是一个摩擦副在运行中往往伴随几个甚至几十个副摩擦的发生，在设备运行和故障诊断中迫切需要一种更为直观的磨损状态和故障诊断方法，铁谱分析技术以摩擦产物分离的简便性，沉积的有序性，观测的多样性以及对大磨粒的敏感性等优点而在国内电力机械设备状态监测与故障诊断中暂露头角，并在电力科研院所和一些超大规模电厂中得以初步应用。

在机械设备状态监测与故障诊断技术中，它可以满足机械设备诊断的4个基本要求：指出故障发生的部位；确定故障的类型；解释故障产生的原因；预告故障恶化的时间。

它最能体现现代机械设备状态监测的发展趋势特点。

2铁谱分析方法种类2．1铁谱定性分析铁谱定性分析是使用铁谱显微镜对铁谱片上沉淀的颗粒进行形状、尺寸大小、形貌和成分的分析，建立磨损状态类型与磨损颗粒形态的相互关系，判别摩擦副的磨损程度以确定失效情况和磨损部位。

2．2铁谱定量分析铁谱定量分析是用一个或几个参数值来描述设备磨损特征和磨损状态的方法。

由于铁谱分析技术影响因素较多，尚无统一的论述。

磨损颗粒的最大尺寸与磨损方式有关，如果测量出或计算出铁谱片上大颗粒的尺寸以及它们在颗粒总数中所占的比例，就可以推断抽取油样时机器所处的磨损方式和程度，这是定量铁谱的第一个理论依据［1］。

其二，机械的磨损率是磨损工况的重要指标，机械磨损率的改变，必然导致润滑油中磨屑生成和沉积的平衡浓度改变，因此可以把铁谱片上磨屑的总数作为定量铁谱分析的另一个指标。

浅谈润滑油的铁谱分析

浅谈润滑油的铁谱分析

浅谈润滑油的铁谱分析本文简要介绍了机械设备在实际运行过程当中的润滑油，在此基础上，进行了铁铺分析等检验，认真分析了磨损形态，能够非常准确地发现发生磨损的机件，从而使故障发生率得到大大降低。

由此表明，在设备运行过程当中，铁谱技术是一种必不可少的有效手段。

标签：润滑油；铁谱；探讨分析0 引言铁谱技术是设备润滑系统中必不可少的有效监测手段之一，目前已经成为研究油品磨损的一种有效方法。

近年来，铁谱技术不仅研究方面取得了很大的进步，同时在实际应用方面也取得了显著地成效。

随着设备管理水平不断提升，再加之维修制度不断深化改革，绝大多数企业已经越来越重视工矿监测、故障诊断以及状态维修技术。

目前，在液压系统和齿轮系统的故障诊断和工况监测中，铁谱技术的应用已被证实是有效的。

在不同工况下，虽然，各种机械设备所产生颗粒的尺寸分布、形态以及类型往往会呈现出一定的规律性，但同时也存在特殊性，在不同的设备磨损当中，相同形态的颗粒可能会得出不同的结论。

只有在设备正常运行过程当中充分掌握磨损的特性，才能够充分与工况监测的实际应用需求相适应。

铁谱技术依靠高梯度的磁场能够将金属磨损颗粒从污染物与润滑油当中有效分离出来，便于进一步分析磨损颗粒的生成机理、成分、尺寸以及形态等，从而对设备当前的运行状态做出准确地判断。

因此，不断探讨润滑油的铁谱分析尤为重要。

1 监测诊断设备在实际运行过程当中出现磨损是不可避免的，因此，在设备管理当中需要积极采取有效手段充分掌握磨损状态。

通常情况下，针对不同类型的设备，其磨损类型也相应地有所不同，主要的磨损类型包括严重滑动磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损以及黏着磨损等。

其中，黏着磨损是液压系统中较为常见的磨损故障，与安装、制造和设计有一定的关系，往往发生在承受载荷较大，工作条件较为苛刻的油泵和液压泵电机的摩擦副表面[1]。

严重时，黏着磨损很可能导致摩擦副表面断裂或咬死，引起事故，大大降低系统的使用寿命。

（1）炼铁厂—在高炉液压系统当中存在许多尺寸较大的金属颗粒，如铬、铁等，由此表明，系统的主要摩擦副表面处在边界润滑状态，非常不稳定，表面剪切混合层剥落与生成的动态平衡已经受到破坏，出现了不正常的磨损情况。

铁谱图像分析技术的应用研究

铁谱图像分析技术的应用研究铁谱图像分析技术的应用研究摘要铁谱图像分析技术在现代工业生产和科学研究领域中有着广泛的应用。

本文主要介绍了铁谱图像分析技术的原理和方法，并探讨了其在不同领域中的应用研究。

通过分析铁谱图像，可以获取铁基合金中的晶粒尺寸、相对含量和晶态组织等信息，从而为材料的设计、制造和加工提供了有效的依据。

同时，在表面分析、金属腐蚀和纳米颗粒制备等领域也有广泛的应用研究。

关键词：铁谱图像分析技术；晶粒尺寸；相对含量；晶态组织；材料设计Introduction铁谱图像分析技术是一种在材料学、材料科学和工程学等领域中广泛使用的分析和评估方法。

它通常使用电子显微镜和能谱仪来对材料的化学成分和结构进行定量和定性分析。

铁谱图像分析技术可以帮助人们了解物质的特殊性质，例如，晶体结构、相变行为、微观组织等。

在不同领域中，铁谱图像分析技术的应用涵盖了纳米材料、合金、涂层、构造陶瓷和高强度材料等。

Principle and Method铁谱图像分析技术是基于显微镜和相应的计算机图像处理软件。

该技术使用电子束或X射线束扫描样品表面，然后将示图的能谱和扫描电镜图像拼接起来。

然后在图像上进行自动成像采集和分析，从而评估组成、微观组织和结构特征，如晶界、晶粒、小晶体等。

成像的精度和图像视觉化的质量，对于实现高质量的铁谱图像分析技术至关重要。

Applications铁谱图像分析技术在材料学、材料科学和工程学中的应用可归结为材料设计、制造和加工。

铁谱图像分析技术可用于检测材料中的结构性问题，如晶界、晶粒尺寸、相对含量、晶态组织等，从而确定材料的物理和化学特性。

此外，该技术还提供了用于表面分析、金属腐蚀以及纳米颗粒制备等领域的新工具。

In the field of materials design, the analysis of iron spectra images is useful to identify the crystalline phase, and determine the crystal structure, size and orientation of the grain. It allows for the optimization of the microstructure and properties of the material, and then the development of new materials that can meet the desired properties. In the field of materials manufacturing, iron spectra image analysis is crucial to understanding the microstructure of the material and the production process, which helps to improve productivity and quality. Furthermore, the technology can also be used to identify defects in the surface of the material, and to observe the corrosion behavior of metals under specific conditions.In the field of nanotechnology, the analysis of iron spectra images is an important tool for the development of nanoscale materials.This process relies on the ability to manufacture nanoparticles with a high level of control over their size, composition and shape, which can then be used in a range of applications from healthcareto electronics. Iron spectra image analysis is also useful in the field of corrosion science. It allows for the observation of corrosion behavior in metals under different conditions and the identification of the factors that contribute to the corrosion process.Conclusion铁谱图像分析技术在现代工业生产和科学研究领域中应用广泛。

铁谱分析技术在油液监测中的应用

•酒钢科技2019年第3期•铁谱分析技术在油液监测中的应用安燕（酒钢集团宏兴钢铁股份公司检修工程部，甘肃，嘉峪关，735100）摘要：本文重点对铁谱技术的发展和制作工作流程进行了详细的论述。

结合企业实例对铁谱技术如何在油液监测中应用进行分析，实践验证铁谱制作工艺如能与油液监测要求现结合，可以对油液现状进行精准分析和判断，并以此判断设备的运行状况。

关键词：油液监测；铁谱；磨损颗粒Application of Ferrography Analysis Technology in Oil MonitoringAn Yan(Maintenance Engineering Department of Hongxing Iron&Steel Co.Ltd.,Jiuquan Iron and Steel(Group)Corporation,Jiayuguan,Gansu,735100)Abstract：In this paper,the development and production process of ferrography technologyare discussed in bined with an enterprise example,the application of ferrography technology in oil monitoring is analyzed.It is proved that if the ferrography technology can he combined with the requirements of oil monitoring,the oil status can he accurately analyzed and judged to judge the operation of the equipment.Key words：oil monitoring;ferrography;wear particles1前言来自美国核电站的调查报告显示在设备状态诊断中振动分析能检测3个月以内润滑轴承的失效，而油液磨损监测分析能检测18个月以内早期润滑轴承的失效，在多数情况下，油液监测是设备状态诊断的重要手段之一。

铁谱分析技术在轴承检测中的应用123


3.1.2 严重滑动磨粒
严重滑动磨损颗粒产生的原因同样 有两种：擦伤和粘着磨损。擦伤磨 粒是在高负荷和速度的情况下，磨 损表面应力过高而产生的。其长轴 尺寸在15μm 以上，形状因子约为 10:1，磨粒表面有划痕，且有直棱 边；粘着磨损产生的磨粒是由于过 高的载荷或速度产生过热而击穿油膜，使零部件表面发生粘 着而产生的，大多具有表面局部氧化迹象，通常还伴有大量 的氧化物存在。
3．磨粒种类、尺寸、形貌特征和故障类型 的关系
不同的磨损形式会产生不同种类的磨粒，而 不同种类的磨粒具有相对固定的特征。以下是对 各类磨粒的分类：
3.1 不同磨损形式磨粒形貌特征
3.1.1 正常滑动磨粒 正常滑动磨损磨粒主要来源于：机器的正常磨损期和 磨合期。 正常磨损期产生的磨粒是由于运动零部件表面的切混 层发生局部剥落而形成的。通常这种磨粒呈薄片状，表面 光滑，尺寸较小，棱角较少，其长轴尺寸从0.5～15μm， 厚度在0.15～1μm 之间。磨粒形状因子，较大的磨粒约 10:1， 而磨合期产生的磨粒，一般尺寸较大，形状不规则， 是由零部件加工表面残留的磨削波纹和突起在磨损过程中 被破碎而形成的。
4.3.2 提高磨粒识别的措施
(3)针对公司设备的特点，编制主要设备磨粒图 谱。从而对一些典型金属(铸铁、低合金钢、 中合金钢、铜合金、铝合金)的磨损颗粒的识 别水平得以提高，同时也提高了故障的诊断能 力。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 结论
1、根据磨损颗粒大小和浓度的分析来推断设备的磨损 程度； 2、根据磨粒的大小和外形来推断磨粒产生的原因和类 型； 3、根据磨粒的成分来推断磨粒产生的部位； 4、根据长期和短期磨损趋势分析，能预测出设备中将 要发生失效的主要部件位置，可以使设备减少维修费 用、减少设备配件库存、减少设备大修次数。 铁谱技术是监测设备故障和运行状态的一项有效的监测 技术。

铁谱分析技术简介


4、在线式铁谱仪简介
在线式铁谱仪实际上就是直流式铁谱仪用于在线测量的一 种改进变形。由于在线铁谱仪直接装在被检测的机械设备 润滑系统中，能自动连续监测设备磨粒情况，既保证了监 测的及时性，对设备的早期磨损及时发出预报，同时又避 免了采取油样的麻烦，提高了监测的可靠性和工作效率。 为了提高在线监测的准确度，在线铁谱仪应安装在被监测 润滑系统最能收集到主要磨损零部件信息的部位，这样就 可以比较可靠地对设备的 磨损故障给出早期预报。 目前，在线铁谱仪已可由 微机自动对油样标定、校 准与操作，使用更为方便。
（3）观察与分析 包括定性分析和定量分析 ①定性分析 用显微镜观察谱片上颗粒的尺寸大小、形 状、颜色，根据颗粒特征来定性分析设备运转润滑状态， 判断磨损类型和磨损部位。直读式铁谱仪不宜做定性分 析，因为直读式铁谱仪不能提供关于磨屑形貌、磨屑来 源的信息。 ②定量分析 用光密度测量仪与显微镜配套使用，测出 谱片上不同区域的磨屑颗粒覆盖面积，再通过公式算出 磨损指数。 对于旋转式铁谱仪，其定量分析式为 IS=AL2-(AM+AS)2 式中 IS——磨损烈度； AL、AM、AS——大、中、小磨粒 浓度的光密度读数。
• 制作好的谱片可拿到双色显微镜或扫描电子显微 镜上进行形貌和成分的观察，还可将光密度读数 器与双色显微镜相连，进行光密度测量，以判断 磨损程度。传统的光密度测试方法是测离出口 50mm和55mm两处的光密度读数，并以AL和AS 做各种定量计算。
分析铁谱主要是借助高倍显微镜来观察磨损颗粒的 材料（颜色不同）、尺寸、特征和数量，从而分析 零件的磨损状态。分析铁谱也是一种强烈依赖个人 经验的技术，结论的正确与否与分析者的个人经验 关系极大，这也是这项技术仍在推广之中的原因之 一。
• 近年来，由于计算机技术的发展，已研究出用计算机对铁 谱片磨粒图像处理的定量分析方法。它使用扫描摄影机将 铁谱显微镜里的图像输入图像分析仪，按照给定的灰度反 差对几何图形进行定量分析。其测量的基本参数有面积、 周长、弦长、方位、投影长度和计数等。利用计算机软件 对这些基本参数按照一定的数字模型进行处理，就可以再 派生出一系列所需要的参数，这样就为探索与磨损机理有 关的磨损微粒几何形态的内在规律，并进一步发现能反映 磨损特征的参数提供充分的依据，目前已使用的数学模型 有线性回归法、中心取矩法和概率分布法等。 • （4）结论 • 根据分析结果作出状态监测或 • 故障诊断结论，为制定设备维 • 护措施提供依据。
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• 近年来，由于计算机技术的发展，已研究出用计算机对铁 谱片磨粒图像处理的定量分析方法。它使用扫描摄影机将 铁谱显微镜里的图像输入图像分析仪，按照给定的灰度反 差对几何图形进行定量分析。其测量的基本参数有面积、 周长、弦长、方位、投影长度和计数等。利用计算机软件 对这些基本参数按照一定的数字模型进行处理，就可以再 派生出一系列所需要的参数，这样就为探索与磨损机理有 关的磨损微粒几何形态的内在规律，并进一步发现能反映 磨损特征的参数提供充分的依据，目前已使用的数学模型 有线性回归法、中心取矩法和概率分布法等。 • （4）结论 • 根据分析结果作出状态监测或 • 故障诊断结论，为制定设备维 • 护措施提供依据。
4、在线式铁谱仪简介
在线式铁谱仪实际上就是直流式铁谱仪用于在线测量的一 种改进变形。由于在线铁谱仪直接装在被检测的机械设备 润滑系统中，能自动连续监测设备磨粒情况，既保证了监 测的及时性，对设备的早期磨损及时发出预报，同时又避 免了采取油样的麻烦，提高了监测的可靠性和工作效率。 为了提高在线监测的准确度，在线铁谱仪应安装在被监测 润滑系统最能收集到主要磨损零部件信息的部位，这样就 可以比较可靠地对设备的 磨损故障给出早期预报。 目前，在线铁谱仪已可由 微机自动对油样标定、校 准与操作，使用更为方便。
3、旋转式铁谱仪简介
分析式铁谱仪操作极为复杂，而且微量泵在泵油过程 中，磨粒可能受到碾压和抛光效应，改变了其原始形 貌，另外，当大磨粒较多时，制谱中谱片入口处已产 生重叠现象，从而影响了铁谱的定量分析。为了克服 分析式铁谱仪的上述缺点，旋转式铁谱仪应运而生了。 旋转式铁谱仪的基本原理是把从机械设备中采集到的 油样一滴一滴地滴到旋转磁台中心处，由于离心力作 用，油滴向四周流散，油样中的磨粒在环形的高梯度 磁场作用下以同心同环的形式沉积在玻璃基片上，制 成铁谱仪。
2、铁谱分析的流程
铁谱分析程序一般包括取样、制谱、观察与分析、结论4个基本 环节。 （1）取样 取样就是用取油工具从管线上或油箱中抽取润滑油（或液压油） 样。取样操作必须保证所取的油样含有能反映机器工况变化的 磨损颗粒，只有这样才能通过铁谱分析做出正确的判断。因此， 取样时应遵循以下几条原则： ①应尽量选择在润滑油过滤之前并避免从死角、底部取样； ②应尽量选择在机器运转时，或刚停机时取样； ③应始终在同一位置、同一条件下（如停机则应 在相同的时间后）和同一运转状态（转速、载荷 相同）下取样；
• 制作好的谱片可拿到双色显微镜或扫描电子显微 镜上进行形貌和成分的观察，还可将光密度读数 器与双色显微镜相连，进行光密度测量，以判断 磨损程度。传统的光密度测试方法是测离出口 50mm和55mm两处的光密度读数，并以AL和AS 做各种定量计算。
分析铁谱主要是借助高倍显微镜来观察磨损颗粒的 材料（颜色不同）、尺寸、特征和数量，从而分析 零件的磨损状态。分析铁谱也是一种强烈依赖个人 经验的技术，结论的正确与否与分析者的个人经验 关系极大，这也是这项技术仍在推广之中的原因之 一。
二、铁谱分析仪简介
铁谱仪可广泛用于各行业的内燃机、燃气轮 机、齿轮箱、轴承、液压系统等大型机器和零部件 进行有效的磨损检测，有统计表明，应用铁谱技术 所带来的保证重大设备安全运行，减少故障发生， 降低维修费用以及在摩擦学和润滑油品质评定研究 领域中，取得了显著的经济效益和社会效益。 根据分离磨粒、检测磨粒的不同方法， 研制了不同的铁谱仪。目前铁谱分析仪 主要有三种类型：直读铁谱仪、分析铁 谱仪和旋转式铁谱仪。近年来，又成功 研究了在线式铁谱仪。此外，还有用于 收集干粉中铁磁性颗粒的气动式铁谱仪。
5、各种铁谱仪总结
总之，各种铁谱仪器是检测设备状态信号的 手段，正确地、真实地、充分地检测到反应 设备状态的信号，是设备诊断技术的关键。 铁谱分析技术具有较高的检测效率和较宽的 磨屑尺寸检测范围，可同时给出磨损机理、 磨损部位以及磨损程度等方面的信息。
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（3）观察与分析 包括定性分析和定量分析 ①定性分析 用显微镜观察谱片上颗粒的尺寸大小、形 状、颜色，根据颗粒特征来定性分析设备运转润滑状态， 判断磨损类型和磨损部位。直读式铁谱仪不宜做定性分 析，因为直读式铁谱仪不能提供关于磨屑形貌、磨屑来 源的信息。 ②定量分析 用光密度测量仪与显微镜配套使用，测出 谱片上不同区域的磨屑颗粒覆盖面积，再通过公式算出 磨损指数。 对于旋转式铁谱仪，其定量分析式为 IS=AL2-(AM+AS)2 式中 IS——磨损烈度； AL、AM、AS——大、中、小磨粒 浓度的光密度读数。
④取样周期应根据机器的性质和对状态检测要求来确定。 机器在新投入运行或刚经解体检修，其取样间隔应短， 通常应隔几小时取样一次，以监测分析整个磨合过程； 机器进入正常运行阶段后，取样间隔可加大；此后，当 发现磨损发展很快时，又应缩短取样时间间隔。 （2）制谱 制谱就是用铁谱仪分离油样，将其中的铁磁性颗粒沉积 于玻璃基片上，经固化和清洗后完成。为便于油液中磁 性金属颗粒的沉积，对所取油样应进行稀释，即在油样 中加入一定比例有机溶剂（例如四氯乙烯），油样与四 氯乙烯的体积混合比通常为3:1。
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利用分析铁谱技术，可将磨损颗粒分为以下几种： 1.粘着擦伤磨损颗粒 2.疲劳磨损颗粒 3.切削磨损颗粒 4.有色金属颗粒 5.污染杂质颗粒 6.腐蚀磨损颗粒 由于不同的磨损颗粒代表不同的磨损类型，因此很容易从 磨损颗粒的特征看出设备的主要磨损类 型。除了要分析磨损颗粒的特征外， 还必须分析磨损颗粒的尺寸和数量， 只有这样，才能正确的判断设备的磨 损状态。
1、铁谱分析技术的基本原理和方法
铁谱分析技术的基本原理和方法就是用铁谱仪把混于润滑油 （或液压油）中的磨屑和碎屑分离出来，并按其尺寸大小依次、 不重叠地沉淀到一块透明的基片上（即制作谱片），在显微镜 下观察，以进行定性分析（指对磨粒的形态特征、尺寸大小及 其差异等表面形貌及成分进行监测和分析）。利用加装在铁谱 显微镜上的光密度计，还可以对谱片上大小磨粒的相对含量进 行定量分析，也可用计算机对磨屑进行图像处理，以获取磨屑 的有关参数。摩擦学的研究表明，磨粒的类别和数量的多少及 增加的速度与摩擦面材料的磨损程度及磨损速度 有直接的关系；而磨粒的形态、颜色及尺寸等则 与磨损类型、磨损进程有密切关系。因此铁谱分 析法在判断磨损故障的部位、严重程度、发展趋 势及产生的原因等方面能发挥全面的作用。
直读式铁谱仪的特性
• • • • 1.设有自动调零系统，使用方便可靠加快了分析速度； 2.LCD显示屏，可同时显示出Dl和Ds大 小磨粒浓度值； 3.仪器配备32k的EEROM（Electrically Erasable Read-Only Memory,电可擦只读存储器）存储器，可储存数百个油样 读数，并且掉电不会丢失数据； • 4.仪器有配套软件，方便用户做数 • 据处理、趋势分析、曲线打印和分 • 析报告。
对于直读式铁谱仪，其定L-DS)=DL2-DS2 式中 ID——磨损烈度； DL——代表大于5μ m磨损颗粒的光密度值； DS——代表1~2μ m磨损颗粒的光密度值。
对于分析式铁谱仪，其定量分析式为
I'S=(A'L+A'S)(A'L-A'S)=A'L2-A'S2 式中 I'S——磨损烈度； A'L、A'S——大、小磨粒覆盖面积。
2、直读式铁谱仪简介
直读式铁谱仪主要用来直接测定油样中磨屑浓度和尺寸分布， 只能做定量分析，但是比分析式铁谱仪的定量分析更准确， 检测过程更简单、迅速，仪器成本更低廉。目前在工厂、基 地、港口船舶等方面得到广泛应用。 直读式铁谱仪的工作原理如图2所示。
取自机器的油样，稀释后，在虹吸作用下流经位于 磁场上方的玻璃沉积管，油样中可磁化的磨屑在高 梯度磁场作用下，依其粒度顺序排列在沉积管内壁 不同位置上。在管入口区，在1~2μm的磨屑沉积上 层覆盖着大于5μm的大磨屑；而5mm之后的位置上 沉积的只有1~2μm的小磨屑。光导纤维将光引至与 这两个区域相对应的固定测点上，并由两只光敏探 头接收穿过磨屑层的光信号，经电子线路放大， A/D转换处理最终在AL和AS两个数显屏上直接显示 出磨粒沉积的覆盖值。
直读式铁谱仪特征信息的提取用磨损烈度指数IA来指示： IA=(AL+AS)×(AL-AS)=AL2-AS2 使用直读式铁谱仪分析机器润滑油样的步骤: 1.制备分析油样 2.油样在吸虹作用下经毛细管流过铁谱沉淀管 3.油样中的磨粒在高梯度磁场的作用下进行沉积 4.用光电转换系统测定磨粒的光密度读数，并以DL、DS数码 直接显示。
1、分析式铁谱仪简介
分析式铁谱仪是最先研制出来的铁谱仪器，由制 谱仪、铁谱显微镜和加装在铁谱显微镜上的光密 度测定仪三部分组成。分析式铁谱仪的工作原理 图如图1所示。
取自机械润滑系统的油样，用微量泵输送到放置 o 在强磁场装置上方且呈一定倾斜度（约1~3 ）的 玻璃基片上（也称铁谱基片）。油样流过高磁场 区时，由于高梯度磁场的作用，磨粒将按一定的 规律排列沉积在基片上。经清洗残油和固定颗粒 的处理之后（用四氯乙烯），制成铁谱片。
目录
一、铁谱分析技术简介 1、铁谱分析技术的基本原理和方法 2、铁谱分析的流程 二、铁谱分析仪简介 1、分析式铁谱仪简介 2、直读式铁谱仪简介 直读式铁谱仪的特性 3、旋转式铁谱仪简介 4、在线式铁谱仪简介 5、各种铁谱仪总结
一、铁谱分析技术简介
1. 铁谱分析技术是20世纪70年代发明的一种新的 机械磨损测试方法。是一种借助磁力将油液中 的金属颗粒分离出来，并按照颗粒的大小排列 在基片上，既能读出大小颗粒的相对浓度，也 能对微粒的物理性能作出进一步分析。 2. 铁谱分析法测定的主要内容： （1）磨粒浓度和大小 （2）磨粒形貌（反应磨粒产生原因和机理） （3）磨粒成分（反应产生的部位） 3.铁谱分析法的特点： • 较宽的尺寸检验范围； • 同时获得磨粒的多种信息。