油液顆粒度計(jì)數(shù)器是用于檢測(cè)油液中固體顆粒的大小和數(shù)量的儀器,可廣泛應(yīng)用于航空航天,、電力,、石油、化工,、機(jī)械,、汽車(chē)制造等領(lǐng)域，可對(duì)液壓油,、潤(rùn)滑油,、變壓器油（絕緣油）、航空煤油,、水基液壓油等油液進(jìn)行固體顆粒污染度檢測(cè),，及對(duì)有機(jī)液體、聚合物溶液進(jìn)行不溶性微粒的檢測(cè),。是檢測(cè)油液顆粒污染度專(zhuān)用儀器,。
一,、油液顆粒度計(jì)數(shù)器性能介紹：
1、瓶式取樣
a,、方便地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)瓶式取樣測(cè)量,。
b、現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)若無(wú)100V～265VAC,，可使用儀器自帶的機(jī)內(nèi)電池供電,。
c、可選配氣壓艙裝置,，實(shí)現(xiàn)對(duì)高黏度油液的檢測(cè),。
2、在線檢測(cè)
a,、可安裝在新的或正在使用中的各種液壓傳動(dòng),、潤(rùn)滑、濾油機(jī),、清洗機(jī),、檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)等系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)油液清潔度等級(jí)檢測(cè),。
b,、配置了與進(jìn)液端和排液端連接的軟管組件（包括不銹鋼雙卡套接頭），可方便地并聯(lián)在系統(tǒng)油液管路上,，實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè),。
二、油液顆粒度計(jì)數(shù)器性能特點(diǎn):
采用光阻法（遮光式）原理
高精密傳感器保證高分辨力和準(zhǔn)確性
精密取樣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)樣速度恒定和進(jìn)樣體積精確控制
彩色液晶屏顯示,，薄膜觸鍵操作
內(nèi)置GB/T14039-2002（ISO4406：1999）,、NAS1638、GJB-420A,、GJB-420B等顆粒污染度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
并可根據(jù)用戶(hù)要求內(nèi)置所需標(biāo)準(zhǔn)
內(nèi)置微型打印機(jī),，直接打印出檢測(cè)結(jié)果
標(biāo)準(zhǔn)串行RS232口，可外接計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)檢測(cè)結(jié)果,，方便數(shù)據(jù)分類(lèi),、檢索
可按GB/T18854-2002(ISO11171－1999、JJG066－95)等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)定,、校準(zhǔn)
適用瓶式取樣或在線檢測(cè)
可配接氣壓瓶式取樣器,，實(shí)現(xiàn)高黏度樣品檢測(cè)
三、技術(shù)指標(biāo):
光源：半導(dǎo)體激光器
測(cè)量范圍：1μm～450μm
靈敏度：1μm（ISO 4402）或 4μm（C）（ISO 11171,，GB/T18854-2002）
測(cè)量通道：8個(gè)可任意設(shè)定的粒徑尺寸通道
取樣速度：5mL/min～60mL/min
取樣黏度：<100厘斯（選配氣壓瓶式取樣器,，檢測(cè)黏度達(dá)到350厘斯）
分辨力：優(yōu)于10%
重合誤差極限：10000粒/mL（5%重合誤差）
測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)：200組
數(shù)據(jù)輸出：內(nèi)置打印機(jī)；RS232接口可接計(jì)算機(jī)
供電:100V～265VAC,，或機(jī)內(nèi)鋰電池
環(huán)境溫度：0℃～50℃
四,、文獻(xiàn)
1. 引言
固體顆粒污染物是液壓系統(tǒng)中zui普遍,，危害作用zui大的污染物,。據(jù)資料統(tǒng)計(jì),，由于固體顆粒污染物引起的液壓系統(tǒng)故障占液壓系統(tǒng)故障的60%~70%，固體顆粒污染物可加速液壓元件的磨損,、堵塞元件的間隙和孔口,，使控制元件動(dòng)作失靈而引起系統(tǒng)故障。因此,，能夠有效的監(jiān)控液壓油的污染狀況,，對(duì)系統(tǒng)中的液壓油進(jìn)行污染控制，對(duì)于提高液壓設(shè)備的可靠性和元件的使用壽命具有重要意義,。
監(jiān)測(cè)液壓油污染度的主要手段采用是遮光式顆粒計(jì)數(shù)器,，油品等級(jí)控制標(biāo)準(zhǔn)NAS1638、ISO4406及我國(guó)國(guó)軍標(biāo)GJB420等都明確了采用遮光式顆粒計(jì)數(shù)器進(jìn)行監(jiān)測(cè)的油品等級(jí)劃分,。目前顆粒計(jì)數(shù)器按照使用方式可分為臺(tái)式（實(shí)驗(yàn)室）顆粒計(jì)數(shù)器,、便攜式顆粒計(jì)數(shù)器和在線式顆粒計(jì)數(shù)器三類(lèi)，其中,，在線式顆粒計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)小巧,，可直接安裝於與系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有不可替代的發(fā)展前景,。
2. 激光遮光式顆粒計(jì)數(shù)器傳感器的原理
遮光式顆粒計(jì)數(shù)器的核心為遮光式傳感器,，此項(xiàng)技術(shù)起源于20世紀(jì)60年代，一直為歐美壟斷,，天津羅根科技有限公司經(jīng)多年攻關(guān),，于2000年成功研制了激光遮光式傳感器，目前已推出國(guó)產(chǎn)臺(tái)式,，便攜和在線三種顆粒計(jì)數(shù)器,。
遮光式傳感器基于顆粒對(duì)光遮擋導(dǎo)致的光強(qiáng)減弱這一光學(xué)原理，其主要由光源,，聚焦系統(tǒng),，傳感器探測(cè)區(qū)，光敏接收管和信號(hào)放大電路組成.
由光源發(fā)出的光,，經(jīng)聚焦系統(tǒng)聚焦后形成平行光束照射到傳感器探測(cè)區(qū),，在探測(cè)區(qū)沒(méi)有顆粒物質(zhì)通過(guò)時(shí)，光強(qiáng)被光敏接收管接收,，為基礎(chǔ)光強(qiáng),。，當(dāng)顆粒物質(zhì)通過(guò)探測(cè)區(qū)光束時(shí),，會(huì)產(chǎn)生遮擋消光現(xiàn)象,，光敏接收管接收到的光強(qiáng)減弱,，信號(hào)放大電路會(huì)輸出一個(gè)與光強(qiáng)變化成正比的電脈沖，顆粒物質(zhì)在光束中遮光的截面積越大,，產(chǎn)生的光強(qiáng)變化也越大,，電信號(hào)越大，因而,，電信號(hào)的大小直接反映了顆粒投影面積的大小,，也就反映了顆粒尺寸的大小。
早期的光源采用白熾光,，但是白熾光強(qiáng)度低,，均勻性不好，只能夠檢測(cè)出5um以上顆粒,，現(xiàn)在大多數(shù)采用激光光源,，激光為單色光，可很好的聚焦,，均勻性好,，檢測(cè)下限度達(dá)到1um，可滿(mǎn)足目前大多數(shù)油品污染度,、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的要求,。
3. 影響顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)準(zhǔn)確的因素
顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)準(zhǔn)確性除去與光路、機(jī)械,、電氣的設(shè)計(jì),、制造、調(diào)試等因素有關(guān)以外,，還有兩個(gè)重要因素：液體流經(jīng)傳感器的流速和取樣體積,。
液體中同樣粒徑的顆粒經(jīng)過(guò)傳感器的速度越快，產(chǎn)生的脈沖寬度越窄,，脈沖的頻譜分量越高,，由于光敏接收器件及放大電路的頻率響應(yīng)范圍是有限的，隨著頻率的增高,，電路的高頻響應(yīng)越差,，導(dǎo)致脈沖幅度減小，圖（3）是不同流速下的閾值與粒徑曲線,。
所以,，如果要求顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，就必須保證液流速度穩(wěn)定,。保證流速穩(wěn)定有兩個(gè)含義,，一是在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中，流速始終保持不變,；另一含義是檢測(cè)時(shí)的流速要與標(biāo)定時(shí)的流速保持*,。另外,，油品的污染度等級(jí)都是基于一定的濃度，所采用的體積單位是一般是（ml或100ml）,，所以當(dāng)取樣體積不準(zhǔn)時(shí),，所得到的濃度也就不準(zhǔn)了，可以看出,，取樣體積的準(zhǔn)確性直接影響到顆粒計(jì)數(shù)器的準(zhǔn)確性,。甚至導(dǎo)致對(duì)油品污染度等級(jí)的判定,。所以,，如果想讓顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，必須保證液流速度穩(wěn)定同時(shí)也要保證取樣體積準(zhǔn)確,。
4. 在線式顆粒計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)
目前,，國(guó)外的在線式顆粒計(jì)數(shù)器為了降低成本，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,，其主要由遮光傳感器和流量調(diào)節(jié)器構(gòu)成,，并聯(lián)在液壓系統(tǒng)的管路上，依靠液壓系統(tǒng)的正向壓力將液壓油導(dǎo)入傳感器,，根據(jù)流速對(duì)時(shí)間積分,，計(jì)算出體積，根據(jù)所測(cè)得的顆粒計(jì)數(shù)值及體積,，算出顆粒的濃度,，就可以直接給出液壓油的等級(jí)，這類(lèi)儀器一般只有幾個(gè)數(shù)碼管顯示等級(jí),，不能給出具體的顆粒數(shù)目及濃度,，如需知道這些數(shù)據(jù)，就需要將儀器與電腦連接,，利用電腦軟件讀出數(shù)據(jù),。
此后，遮光式傳感器將粒子轉(zhuǎn)換成光電脈沖,，經(jīng)過(guò)多路比較器,，送到多路計(jì)數(shù)器，有幾路計(jì)數(shù)器,，顆粒計(jì)數(shù)器就有幾個(gè)“通道”,。計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)結(jié)果送到MPU微處理器，微處理器將計(jì)數(shù)結(jié)果送到數(shù)碼管顯示器,，顯示器對(duì)檢測(cè)結(jié)果加以顯示 ,。同時(shí)，微處理器還可以通過(guò)RS232接口接到打印機(jī)打印出檢測(cè)結(jié)果,，微處理器也可以通過(guò)此接口與上微機(jī) （PC機(jī)）進(jìn)行通訊,，完成PC機(jī)對(duì)顆粒計(jì)數(shù)器的操控,、編程或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
這類(lèi)在線顆粒計(jì)數(shù)器的弊端是：如果外界液壓系統(tǒng)壓力不能很好的穩(wěn)定,，會(huì)直接影響到流經(jīng)傳感器的液流的速度,，從而影響顆粒產(chǎn)生脈沖的幅度和流量，會(huì)給計(jì)數(shù)結(jié)果帶來(lái)較大的偏差,。
5. KZ-1在線式顆粒計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)
為了避免以上因素對(duì)顆粒計(jì)數(shù)的影響,，我們開(kāi)發(fā)的KZ-1型在線顆粒計(jì)數(shù)器采用新型雙端活塞計(jì)量泵實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定流速和精確定量的功能，因而獲得了接近臺(tái)式儀器的精度和重復(fù)性,。
雙缸式活塞泵的工作過(guò)程是：當(dāng)電磁閥A接通傳感器與活塞1,，電磁閥B接通取樣缸2與排液管，活塞1取樣定量,，活塞2排液,；當(dāng)電磁閥B接通傳感器與活塞2，電磁閥A接通取樣缸1與排液管,，活塞2取樣定量,，活塞1排液。實(shí)際結(jié)構(gòu)中,，活塞1,、活塞2是一體的，我們稱(chēng)之為雙缸式活塞泵,。
雙缸式活塞泵利用兩個(gè)缸交替取樣,、排液的工作原理，實(shí)現(xiàn)液流連續(xù)不斷的流經(jīng)傳感器的工作方式,，解決了定量,、定速、連續(xù)取樣的難題,。雙缸式活塞計(jì)量泵可工作的zui大壓力為150psi,，在0~150psi的壓力范圍內(nèi)，活塞具有很好的定量取樣和穩(wěn)定流速的功能,，無(wú)論外界系統(tǒng)壓力如何變化,，活塞均能以穩(wěn)定、準(zhǔn)確的流速（流速穩(wěn)定度優(yōu)2%）,，,。同時(shí)，活塞泵利用活塞位移進(jìn)行定量取樣,，因而定量的精度及重復(fù)性很高,，定量的精度可達(dá)到優(yōu)于2%。
同時(shí)，因?yàn)榛钊镁哂?的自吸功能,，可實(shí)現(xiàn)低粘度油品的離線檢測(cè),，可具備臺(tái)式和便攜式顆粒計(jì)數(shù)器的某些功能。
6. 對(duì)比數(shù)據(jù)
KZ-1在線顆粒計(jì)數(shù)器安裝在濾油機(jī)上,，可很方便的監(jiān)控濾油機(jī)對(duì)油品的過(guò)濾效率,，以下為KZ-1顆粒計(jì)數(shù)器安裝在某濾油機(jī)上進(jìn)行的計(jì)數(shù)結(jié)果，表（1）中同時(shí)列出了與美國(guó)太平洋公司HAIC8000型臺(tái)式顆粒計(jì)數(shù)器進(jìn)行的對(duì)比數(shù)據(jù),。
以上數(shù)據(jù)表明,，KZ-1連接到濾油機(jī)上，可很方便直觀的觀測(cè)濾油機(jī)過(guò)濾的全部過(guò)程,，其zui終結(jié)果與美國(guó)太平洋公司臺(tái)式儀器對(duì)比,，數(shù)據(jù)吻合，說(shuō)明KZ-1在線顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)準(zhǔn)確性指標(biāo)達(dá)到臺(tái)式儀器的水平,。
7. 結(jié)論與前景
由于受到進(jìn)口顆粒計(jì)數(shù)器價(jià)格昂貴的制約,，我國(guó)液壓油污染度檢測(cè)方面還相對(duì)落后，很多液壓設(shè)備由于液壓油污染,，不能及時(shí)更換處理，而出現(xiàn)比較大的經(jīng)濟(jì)損失,，現(xiàn)在,，我國(guó)的很多行業(yè)如航空、電力,、機(jī)械,、過(guò)濾器等也在不斷制定新的標(biāo)準(zhǔn)，提高人們對(duì)油品污染度檢測(cè)重要性的意識(shí),。
KZ-1在線式顆粒計(jì)數(shù)器可方便的接入濾油機(jī),、清洗機(jī)液壓油運(yùn)轉(zhuǎn)管路、大型機(jī)械設(shè)備等的液壓系統(tǒng)上,，可以很方便實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)液壓油的污染度狀況,，KZ-1內(nèi)部*的計(jì)量泵保證了儀器運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定和精度，受外界影響小,，由于是國(guó)內(nèi)自主研發(fā),，關(guān)鍵部件為國(guó)產(chǎn)自行設(shè)計(jì)加工，大大降低了成本,，為進(jìn)口儀器的1/2~1/3的價(jià)格,，為我國(guó)廣大液壓系統(tǒng)用戶(hù)提供了監(jiān)測(cè)液壓油污染度的物美價(jià)廉的手段，必將對(duì)我國(guó)液壓油污染度檢測(cè)起到巨大的促進(jìn)作用,。
