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)鍵的檢測工具，在油液監(jiān)測領(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)測中的應(yīng)用,，以及中科諦聽在這一領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢與創(chuàng)新實(shí)踐,。
自第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，美國科羅拉多州丹佛市鐵路部門開展柴油發(fā)動機(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)動機(jī),、傳動系統(tǒng),、齒輪箱、壓縮機(jī)及液壓系統(tǒng)等眾多采用閉環(huán)潤滑系統(tǒng)的設(shè)備油液監(jiān)測,。
在潤滑系統(tǒng)中,，相對移動的工件表面產(chǎn)生的微小磨損顆粒會混入潤滑油液。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使特定元素濃度急劇上升。同時,，油液污染,、混用及老化也可通過監(jiān)測污染元素或添加劑元素變化來識別。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,，原子會發(fā)射特定波長（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,，因此可通過識別和測定譜線強(qiáng)度來分析元素成分及濃度。但由于被測材料通常包含多種元素,，激發(fā)時會發(fā)射多種波長光,，需借助棱鏡等分光器件將其分散，以便分析,。如氫元素發(fā)射光譜相對簡單,，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,。其大型電容器對電極充電,，使石墨盤電極和棒電極產(chǎn)生巨大電勢差，當(dāng)電勢差達(dá)到放電條件時,，在盤電極與棒電極縫隙處產(chǎn)生高壓放電,，瞬時溫度可達(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，被測油樣置于小油杯,，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 “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,，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)級微處理器及軟件控制下，通過信號放大器和時鐘電路定時讀取光電轉(zhuǎn)換信號,，經(jīng)模數(shù)傳感器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（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（PPM）,，檢測結(jié)果可直接顯示或打印,，完成一個油樣檢測后即可進(jìn)行下一個。
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)測服務(wù)，有效幫助企業(yè)降低設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險,，延長設(shè)備使用壽命,，在工業(yè)油液監(jiān)測市場占據(jù)重要地位，為推動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)重要力量,。
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