硅氧烷類消泡劑的使用，可能導(dǎo)致激光顆粒計數(shù)器出現(xiàn)問題。

 

想象一下:您以每分鐘25升(每小時1500升)的速度用5微米和1微米的濾芯離線過濾了150升液壓油。同時采用激光光阻法(LBM)、自動顆粒計數(shù)器來驗證流體的清潔度。根據(jù)ISO 4406:2017，初始清潔度為25/22/15。八小時后，清潔度僅降至22/20/13。同時您已經(jīng)檢查過濾芯沒有堵塞也沒有旁路。您甚至還很麻煩地確認了您過濾器的濾芯確實無誤地在您的過濾系統(tǒng)里工作，您不必太過擔(dān)憂，也許您正在經(jīng)歷一個典型的“幽靈”粒子計數(shù)的過程。

 

揭開幽靈粒子計數(shù)的神秘面紗

 

當使用基于激光光阻法的LBM顆粒計數(shù)器來驗證含有某些不溶性添加劑的礦物基流體的清潔度時，會遇到幻像顆粒計數(shù)問題。硅基消泡劑，如聚二甲基硅氧烷，是常見的引起問題的添加劑。移動流體動力系統(tǒng)中使用的流體通常配制成含有高濃度消泡劑。研究表明，通過不同的表面張力，硅基抗泡添加劑粘附在微觀的、夾帶的氣泡內(nèi)壁上，導(dǎo)致添加劑產(chǎn)生膠束狀包封，然后呈現(xiàn)出水滴的表觀形狀特征。膠束狀消泡劑的包埋尺寸通常為4-10μm。一旦膠體上升到流體表面，藥劑迅速破裂氣泡并重新返回到流體中。在一項有關(guān)各種非固體污染物和添加劑對LBM顆粒計數(shù)精度影響的相關(guān)研究中，發(fā)現(xiàn)含有0.02%(按重量計)硅酮消泡劑的基礎(chǔ)原料混合物的樣品里，顆粒計數(shù)增加了最小的3倍。在ISO 4406清潔標準的4μm和6μm通道中，錯誤的顆粒計數(shù)尤為明顯。

 

激光粒子計數(shù)的局限性

 

光阻塞法(LBM)激光粒子計數(shù)器在許多應(yīng)用中是有用的，這種方法的原理是基本簡單的。流體流過測量單元，測量單元的一側(cè)包含光源，另一側(cè)包含接收器(光電探測器)。當粒子通過測量單元時，光源部分被遮擋，產(chǎn)生光輻射差(陰影)——對應(yīng)于通過的粒子的圓形截面大小。由于這個基本的工作原理，LBM顆粒計數(shù)器有一個關(guān)鍵的缺點:無法將固體污染物與其他污染物(如水、氣泡、幻像顆粒等)區(qū)分開來。那么，如何使用自動粒子計數(shù)技術(shù)來克服幻像粒子呢?還有一個替代的解決方案。

 

數(shù)字成像法粒子計數(shù)

 

數(shù)字成像粒子計數(shù)使用尺寸和形狀識別技術(shù)，基于先進的算法來區(qū)分污染物。例如，直接成像粒子計數(shù)器可以將污染物分為疲勞、切割和滑動磨損，以及基于形狀特征的纖維和氣泡類別。它還可以識別水滴(雖然水滴通常不會被記錄下來)。污染物的區(qū)別允許更精確的粒子計數(shù)，通過否定非固體粒子，如夾帶的氣泡和水滴。

 

OilWear S120數(shù)字成像粒子計數(shù)器可以識別固體粒子，并將其歸納為4、6、14、21、38、70和>100微米范圍。它還可以識別形狀，并給出單獨的形狀識別計數(shù)為滑動，切割和疲勞磨損顆粒。泡沫也被識別并從計數(shù)中去除。

 

因此，數(shù)字成像粒子計數(shù)技術(shù)可以將膠束狀消泡添加劑定性為為水滴（幻像粒子）使用戶更有信心地了解其潤滑液體的狀況。各種現(xiàn)實的案例研究表明，流體監(jiān)測是一種流體狀態(tài)監(jiān)測解決方案，采用數(shù)字成像粒子計數(shù)技術(shù)，可以克服幻像粒子計數(shù)的問題。

 

激光與數(shù)字成像粒子計數(shù)器影響測試

 

在一項不添加添加劑的基礎(chǔ)油的實驗室測試中，用2個顆粒計數(shù)器從加熱到40°C的相同的油中輸入。一臺PC9001激光計數(shù)器和一臺S120數(shù)字成像粒子計數(shù)器。然后加入精確的100ppm聚二甲基硅氧烷防泡沫添加劑中。結(jié)果在激光計數(shù)器上立即顯現(xiàn)，影響4和6微米計數(shù)多達3個ISO代碼，14微米計數(shù)稍少，但仍然增加了1個ISO代碼。數(shù)字成像計數(shù)器不受添加劑的影響。

  

案例研究

某大型工程設(shè)備OEM在裝配驗證階段遇到粒子計數(shù)器連續(xù)不準確的問題。由于潤滑情況不穩(wěn)定導(dǎo)致無法通過驗收的情況越來越多，同時造成裝運延誤和大量相關(guān)費用。由于拒收問題而導(dǎo)致的平均等待時間延遲為7天，每件產(chǎn)品每天的等待成本為1000英鎊。在案例研究的協(xié)商階段，有八個設(shè)備被拒絕驗收。

 

而經(jīng)過診斷以后的結(jié)論是: 依據(jù)其現(xiàn)有的激光光阻塞型粒子計數(shù)器提供不一致的高和錯誤的粒子計數(shù)。ISO 4406的潔凈度通常是23/22/19，盡管有很好的的潤滑維護制度。但第三方流體分析報告和流體數(shù)據(jù)表表明，合成液壓油中含有高濃度的硅氧烷(硅酮衍生物)消泡添加劑，從而導(dǎo)致LBM自動顆粒計數(shù)器產(chǎn)生幻像顆粒的現(xiàn)象。

 

Oilwear通過了廣泛的現(xiàn)場演示，證明了OilCMS便攜式流體污染監(jiān)測解決方案的先進數(shù)字成像技術(shù)，該方案測量的平均ISO流體清潔度為15/14/10。這使得客戶能夠成功接受設(shè)備產(chǎn)品，并在演示的第一天通過6個驗收。剩下的兩個積壓的設(shè)備在第二天早些時候通過了驗收。實踐證明，該方法節(jié)約了約35%的成本和81%的滯留時間。

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