在現(xiàn)代工業(yè)的復(fù)雜機(jī)械體系中,，設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行高度依賴于潤(rùn)滑系統(tǒng)的良好狀態(tài),。油液光譜儀作為一種關(guān)鍵的檢測(cè)工具,，在油液監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮著核心作用，其通過原子發(fā)射光譜法（OES）精準(zhǔn)測(cè)定油樣中各類元素濃度,，為設(shè)備維護(hù)提供關(guān)鍵依據(jù),。本文將深入探討基于旋轉(zhuǎn)盤電極法的原子發(fā)射光譜技術(shù)在油液監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，以及中科諦聽在這一領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與創(chuàng)新實(shí)踐,。
自第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,，美國(guó)科羅拉多州丹佛市鐵路部門開展柴油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的原子發(fā)射光譜分析工作，利用石墨電極間高壓電弧激發(fā)油樣元素原子,，分析其特征譜線,，開啟了油液光譜分析的先河。如今,，油液元素光譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于氣輪機(jī),、柴 / 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng),、齒輪箱,、壓縮機(jī)及液壓系統(tǒng)等眾多采用閉環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)備油液監(jiān)測(cè)。
在潤(rùn)滑系統(tǒng)中,，相對(duì)移動(dòng)的工件表面產(chǎn)生的微小磨損顆粒會(huì)混入潤(rùn)滑油液,。這些顆粒的元素成分及濃度與設(shè)備磨損程度緊密相關(guān)，例如腐蝕,、嚴(yán)重磨損及燒蝕等異常狀況會(huì)使特定元素濃度急劇上升,。同時(shí)，油液污染,、混用及老化也可通過監(jiān)測(cè)污染元素或添加劑元素變化來識(shí)別,。通過將元素分析結(jié)果與設(shè)備關(guān)鍵零部件選材綜合分析，還能精準(zhǔn)判斷設(shè)備磨損位置,。
光譜分析技術(shù)基于每種元素的原子結(jié)構(gòu),。在外界能量激發(fā)下，原子會(huì)發(fā)射特定波長(zhǎng)（或顏色）的光,，即特征譜線,，且不同元素特征譜線不重合。特征譜線強(qiáng)度與元素濃度成正比,，因此可通過識(shí)別和測(cè)定譜線強(qiáng)度來分析元素成分及濃度,。但由于被測(cè)材料通常包含多種元素，激發(fā)時(shí)會(huì)發(fā)射多種波長(zhǎng)光,，需借助棱鏡等分光器件將其分散，以便分析,。如氫元素發(fā)射光譜相對(duì)簡(jiǎn)單,，而鐵元素外層電子躍遷復(fù)雜,，發(fā)射光譜也更復(fù)雜。在實(shí)際光譜分析中,，需綜合考慮譜線強(qiáng)度及與其他元素特征譜線的干涉情況,，選取合適的特征譜線來測(cè)定元素成分及濃度，這就要求原子發(fā)射光譜儀具備高精度,、可靠的光學(xué)系統(tǒng),。
原子發(fā)射光譜儀主要由激發(fā)源、光學(xué)系統(tǒng)和讀出系統(tǒng)三個(gè)核心部件組成,。在基于旋轉(zhuǎn)盤電極技術(shù)（RDE OES）的油料光譜儀中,，激發(fā)源通過放電原理工作。其大型電容器對(duì)電極充電,，使石墨盤電極和棒電極產(chǎn)生巨大電勢(shì)差,，當(dāng)電勢(shì)差達(dá)到放電條件時(shí)，在盤電極與棒電極縫隙處產(chǎn)生高壓放電,，瞬時(shí)溫度可達(dá) 5000 - 6000 攝氏度,，足以充分激發(fā)難激發(fā)元素，使被測(cè)油樣在放電間隙氣化及等離子化,，激發(fā)出特征光譜,。
工作時(shí)，被測(cè)油樣置于小油杯,，石墨盤電極部分浸在油樣中并旋轉(zhuǎn),，持續(xù)將油樣傳送到放電間隙，實(shí)現(xiàn)連續(xù) “燒樣",，每次 “燒樣" 約需 1 - 2ml 油樣,。為防止交叉污染，每個(gè) “燒樣" 過程需全新石墨盤電極和修整良好的棒電極,。
油樣等離子化產(chǎn)生的發(fā)射光譜經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)采集,、區(qū)分和量化計(jì)算。該光學(xué)系統(tǒng)中的衍射光柵是特殊設(shè)計(jì)的凹面球狀光柵,，表面精確刻線能依據(jù)不同波長(zhǎng)光的衍射角度差異,，將包含多種元素發(fā)射光譜的多色光分離成獨(dú)立、非連續(xù)的特征譜線,。分光器（球面光柵）安裝在羅蘭圓上,，激發(fā)出的光經(jīng)光纖、入射狹縫,、透鏡聚焦到衍射光柵,，光柵將多色光分離為單色光后，由光電倍增管（PMT）或電荷耦合元件（CCD）進(jìn)行定量分析,。
在設(shè)計(jì)油料光譜儀時(shí),，光譜范圍選取至關(guān)重要,。部分元素特征譜線位于深紫外光譜范圍，而紫外光在空氣中易被吸收,，因此需將光學(xué)系統(tǒng)置于真空室或注入惰性氣體（如氬氣）,，確保特征譜線能到達(dá)光柵并投射到光電器件。隨后,，讀出系統(tǒng)在工業(yè)級(jí)微處理器及軟件控制下,，通過信號(hào)放大器和時(shí)鐘電路定時(shí)讀取光電轉(zhuǎn)換信號(hào)，經(jīng)模數(shù)傳感器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（光密度）,，再與校準(zhǔn)曲線直線插補(bǔ)計(jì)算,，得出元素濃度等級(jí)（PPM），檢測(cè)結(jié)果可直接顯示或打印,，完成一個(gè)油樣檢測(cè)后即可進(jìn)行下一個(gè),。
中科諦聽在油液光譜儀研發(fā)領(lǐng)域深耕多年，其產(chǎn)品在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì),、電極材料與結(jié)構(gòu)優(yōu)化,、數(shù)據(jù)處理算法等方面不斷創(chuàng)新。憑借先進(jìn)技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn),，中科諦聽的油液光譜儀能夠?yàn)楣I(yè)設(shè)備提供更精準(zhǔn),、可靠的油液監(jiān)測(cè)服務(wù)，有效幫助企業(yè)降低設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,，在工業(yè)油液監(jiān)測(cè)市場(chǎng)占據(jù)重要地位，為推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)重要力量,。
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