油样分析光谱分析
油液分析技术的原理及应用
油液分析技术的原理及应用1. 引言油液分析技术是一种通过对油液中的成分进行检测和分析，以确定油液的质量、污染程度和性能的方法。
油液分析技术在工业领域中具有广泛的应用，特别是在润滑油和液压油领域中。
本文将介绍油液分析技术的原理以及在不同领域中的应用。
2. 油液分析技术的原理油液分析技术的原理基于对油液中不同成分的物理、化学性质进行检测和分析。
主要的原理包括以下几个方面：2.1 光谱分析光谱分析是一种通过测量油液中特定波长的光线被吸收或发射的方法来确定油液中成分的技术。
常用的光谱分析方法包括紫外可见光谱、红外光谱和荧光光谱等。
这些方法可以用于检测油液中的有机化合物、金属元素和其他物质。
2.2 粘度测定粘度是油液流动阻力的一种度量，是指流体在外部力作用下变形的抵抗能力。
粘度测定是通过测量油液在一定温度下通过特定管道或装置的流动速度来确定油液的粘度。
粘度测定可以用来评估油液的流动性能和污染程度。
2.3 污染物检测污染物检测是油液分析技术中的重要内容，它可以用来确定油液中的杂质、悬浮物、水分和氧化产物等污染物的含量。
常用的污染物检测方法包括离子色谱法、气相色谱法和质谱法等。
2.4 温度测量温度是油液性能的重要参数之一，不同温度下油液的性质和性能会发生变化。
温度测量可以用于评估油液的热稳定性和蒸发性能。
常用的温度测量方法包括热电阻法、红外测温法和热电偶法等。
3. 油液分析技术的应用油液分析技术在各个领域中都有广泛的应用，下面将分别介绍在润滑油和液压油领域中的应用：3.1 润滑油领域•油液质量评估：通过油液分析技术可以评估润滑油的质量，包括粘度、清洁度、酸值和碱值等参数的测定。
•润滑性能评估：油液分析技术可以评估润滑油的润滑性能，包括摩擦系数、磨损量和摩擦磨损特性的测试。
•润滑油寿命评估：通过油液分析技术可以评估润滑油的使用寿命，包括氧化稳定性、抗磨性和抗乳化性等指标的测试。
3.2 液压油领域•油液过滤检测：通过油液分析技术可以评估液压油中的固体颗粒、水分和氧化物等污染物的含量，以确定油液的过滤效果。
油样分析
石化
柴油机、发电机、压缩机、鼓风 机、挤压机
油样分析工作分为采样、检测、
冶金
传动系统、轧钢机、起重设备、 传送机构
诊断、预测和处理五个步骤进
机 床 传动装置、液压系统、加工中心
行。
电力
汽轮机、柴油机、蒸汽轮机、传 动装置、变压器、液压系统
第二节 光谱分析
一二三四 光 发原X射谱子线分光吸荧析 谱收光原 分光光理 析谱谱技仪术
PekinElmer原光子电吸直收读光光谱谱仪仪
第三节 铁谱分析
油液铁谱分析技术利用高梯度强磁场的作用， 将油样中所含的机械磨损微粒有序地分离出来， 并借助不同的仪器对磨屑进行有关形状、大小、 成分、数量及粒度分布等方面的定性和定量观 测，从而判断机械设备的磨损状况，预测零部 件的寿命。铁谱技术的主要内容包括油液取样 技术、铁谱制谱技术、磨粒分析技术等。铁谱 分析技术中主要使用的仪器是铁谱仪，铁谱仪 根据对磨粒的分离、检测的方法不同，分为分 析式、直读式、旋转式、在线式等。
图5-9旋转式铁谱仪原理
KTP型旋转式铁谱仪
四．在线式铁谱仪
在线铁谱仪由一个装在油循环旁路中的传感器和一个 磨损分析仪组成。传感器由从油中分离磨粒和控制油 流的硬件组成；磨损分析仪有电子控制与显示单元， 并有可调浓度的报警器，报警器可以在磨粒浓度超过 预定极限时发出警报信号。
传感器中有一高梯度磁场，用来截获磨损颗粒，由于 磨粒的沉淀具有按尺寸分布的特点，传感器中的有表 面效应的敏感元件可以定量测定沉淀的大、线射射吸征据素格，为射荧线探线收谱光的光源后原光测分。线吸含光；者子 谱器离通 减 收 量谱2；-被吸 分掉过 弱 定 。仪油5称收 析的-样检分 后 律记原；为光 。测光 的 就录理3系器 光 能原谱器-分统将强求及子分析计测其度待晶算量它。测体机；
脂肪油类红外光谱检测方法
脂肪油类红外光谱检测方法
植物油是我们日常生活中不可或缺的食用油脂，而其质量和成
分的检测对于食品安全和质量控制至关重要。
红外光谱技术作为一
种快速、准确的分析方法，被广泛应用于脂肪油类的质量检测。
红外光谱检测方法利用脂肪油样品与红外光的相互作用，通过
检测样品吸收、散射和透射的光谱信息来分析其分子结构和成分。
这种方法不需要昂贵的试剂和复杂的操作步骤，因此具有操作简便、快速高效的特点。
在脂肪油类红外光谱检测中，常用的技术包括傅立叶变换红外
光谱仪（FTIR）和近红外光谱仪（NIR）。
FTIR技术适用于对脂肪酸、甘油三酯、酚类等成分的定量和定性分析，而NIR技术则可以
用于脂肪酸和酚类等成分的快速检测。
通过脂肪油类红外光谱检测方法，可以准确测定脂肪酸、酚类、水分、氧化物等关键成分的含量，对于食用油的品质评价、真伪鉴
别以及质量控制具有重要意义。
同时，该方法还可用于检测脂肪油
的保存期限和储存条件，为食品安全提供有力支持。
总之，脂肪油类红外光谱检测方法作为一种快速、准确的分析技术，为脂肪油质量检测提供了有效的手段，有望在食品行业中得到广泛应用。
5油样分析技术
油样光谱分析技术
如使用原子光谱分析还有下列不足之处： ① 只能分析磨粒的成分和含量，不能分析其
形貌，因此对摩擦副工作状态的判断还有 困难； ② 只能分析含量较低且颗粒尺寸很小的磨屑; ③ 与铁谱技术、磁塞技术相比，其成本较大; ④对环境要求苛刻，需专门实验室。
4）偏振光 主要用于非金属磨粒的鉴别。
油样铁谱分析技术
2.铁谱片的扫描电镜观察与分析 由于铁谱显微镜的放大倍数不超过
1000倍，对于小磨粒难以观测，因此利用 扫描显微镜进行观测，且结合 x 射线能谱 分析仪还能分析磨粒的成分。但需注意的 是电子显微镜费用较高，通常是先利用铁 谱显微镜先分析。
油样铁谱分析技术
性； 3) 可对磨损故障做出早期诊断。 2. 局限性 1) 对突发性故障不能进行有效的监测； 2) 检测结果与分析人员的经验关系有关； 3) 对采样要求高； 4) 对非铁磁性磨损磨粒的检测效果欠佳。
油样铁谱分析技术
六、铁谱技术的应用 1.齿轮磨损； 2.各种机械的液压系统； 3.煤矿井下设备。
油样铁谱分析技术
原子发射光谱分析是利用物质受电能或热能激发 后辐射出的特征线光谱来判断物质组成。
油油样样光光谱谱分分析析技技术 术
二、光谱分析特点 1. 优点 ① 检出限低、灵敏度高； ② 准确度高； ③ 分析速度快； ④ 试样用量小； ⑤ 应用范围广； ⑥ 仪器操作较简单。 2. 缺点 ① 多元素测定尚有困难； ② 一些元素的测定灵敏度还不够； ③ 对复杂试样，干扰还比较严重。
铁谱技术在煤矿机械诊断系统中的构建 给出了基于铁谱技术的煤矿机械磨损检测系
统的构建模型，探讨了机械设备的铁谱诊断技术 要点，在 VB 环境下，利用检测数据构建并求解 了磨损颗粒分布的数学模型，在 MATLAB 环境 下，实现了磨粒图像的自动识别。
油品的红外光谱实验数据分析
图1. 干涉法测液池厚度干涉图图2.润滑油第一次分析所得图谱及峰数据图3.润滑油第二次分析所得图谱及峰数据讨论分析：由公式l=n/(2*(δ1-δ2)) （1）注：n为干涉图中波峰数目；【δ1 δ2】扫描波数范围大小结合图1得出如下结果：n=33 δ1=2000cm¯¹δ2=600cm¯¹l=0.117857mm可以看出l的值足够小，能够满足实验的需要。
数据处理：由图2及图3 的数据记录，结合公式（2）~（4）得到如下表格：C A%=10.32*A1610/l+0.23 （2）C P%=6.9*A720/l+28.38 （3）C N%=100-(C A%+C N%) （4）表1.图2 数据处理表峰基点1 基点2 高度面积C A% C P% C N% 液池池程l 名1 1620.58 1589.15 0.0384 1.29 3.592448 65.82572 30.58183 0.1178572 760.16 691.54 0.6396 12.72表2.图3数据处理表峰基点1 基点2 高度面积C A% C P% C N% 液池池程l 名1 1683.81 1589.94 0.0426 2.71 3.960215 55.52171 40.51808 0.1178572 736.84 704.43 0.4636 5.92实验注意事项：1.实验时液体样品池内两盐片的宽度应该始终保持一致。
2.液体样品用注射器注入液体池中，并且要求没有气泡。
3.在第二次重复操作时，应该将液体池和垫片上的溶剂用四氯化碳洗净吹干。
20091161034 文昊2011年12月5日。
第4章-油样分析技术
尺寸大小有序地沉积在玻璃基 片上； 对基片进行固化和清洗，制成 可供观察和分析的铁谱片。
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4.3 油样铁谱分析技术 分析式铁谱仪-磁铁装置
铁谱仪的核心元件，由五块磁材料构成的U型装置。
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4.3 油样铁谱分析技术 铁谱片
U形栅栏：引导油液沿基片中心线流动； 大尺寸磨粒沉积在入口端，小尺寸磨粒沉积在出口端； 磨粒在垂直于油液流动方向排成链状；
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4.3 油样铁谱分析技术
铁谱技术的工作内容
油样的采集和处理； 分离磨粒，制备铁谱片； 磨粒的识别与分析。 铁谱仪(Ferrograph)：实现铁谱
技术的基本工具，分类如下； ➢分析式铁谱仪
➢直读式铁谱仪 ➢旋转式铁谱仪 ➢在线式铁谱仪
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4.3 油样铁谱分析技术
直读式铁谱仪
功能：定量测量润滑油中铁磁磨 粒的浓度。
3
4.1 油样分析概述
油样分析技术
定义：油样分析技术是一种磨损颗粒分析技术，它是根据 润滑油中磨损颗粒的成分、数量、形貌和大小来分析设备 的磨损部位、磨损类型和磨损程度，并对设备故障和寿命 进行预测。
油样分析的内容 (1)油样成分分析：确定磨损部位； (2)磨粒浓度分析：判断机器磨损的严重程度； (3)磨粒形态分析：判断磨损机理，即磨粒产生的原因。
4.3 油样铁谱分析技术
铁谱分析技术（Ferrography）
20世纪70年代出现的一种新的机械磨损观测方法。 1970年提出原理，1971年研制出铁谱仪和铁谱显微镜； 检测磨粒范围广，应用广泛。 铁谱技术定义
利用高梯度强磁场将润滑油中所含的磨损微粒分离出来， 按其粒度大小依次排列沉淀到玻璃基片上或玻璃管中，并 通过对微粒形态、大小、成分以及粒度分布的定性和定量 观测，获得机器磨损过程的各种信息，从而分析设备的磨 损机理、判断设备的磨损状态。
油色谱分析及光声光谱分析的对比研究
油色谱分析及光声光谱分析的对比研究摘要：在维护变压器的过程中，会使用各种的分析方法来判断变压器中潜在的故障。
光声光谱分析就是一种新兴的检测技术。
本文简述了油色谱分析方法与光声光谱分析方法，并进行了一些对比，希望可以给变压器的检修工作提供一些依据。
关键词：油色谱分析；光声光谱分析；对比1 油色谱分析技术1.1油色谱分析技术的应用情况在检修变压器的时候，使用油色谱分析技术可以及时的发现变压器设施中存在的故障隐患，从而给之后的检修工作提供根据。
而油色谱分析技术还有一些不足之处，第一，密闭取样、检测曲线人工修改的工作存在着一定的误差；第二，使用这种分析方法过程是比较复杂的，资金方面的投入比较高，这就使得技术与经济是不能满足供电系统的发展；第三，变压器等设施的检查周期比较长，并不能及时的检测变压器设施，也不能预测到变压器设施的故障隐患。
油色谱分析技术具有稳定性比较强，检测数据比较统一等的特点，使用油色谱分析技术来检测变压器设备，就可以确保设备可以正常的运营，有效的减少变压器设施出现故障的机率，提高检修工作的速度，因而油色谱分析技术在检修设施的过程中应用是比较广泛的。
图一油色谱分析仪1.2油色谱分析技术的原理与结构1.2.1油色谱分析技术的工作原理油色谱分析技术主要包含了油气分析与气体含量检测两个方面。
油色谱在线检测技术就是利用脱气法将绝缘油中溶解的气体分离出来，在经过色谱柱之后，分离各个单组的分气体，之后进入装有传感器的气敏检测部件。
检测部件可以把这些分气体根据气体的化学性质、物理性质等转变为电信号，在实际工作中常用的检测部件就是氢火焰离子化检测器与热导池检测器。
传感器输出的电信号，在经过转变之后传输到计算机当中，再把这些数据传输到主控计算机，并使用相关的软件来显示这些数据。
1.2.2油色谱分析技术设备的结构整个油色谱在线检测系统是由油气分离模块、组分分离模块和检测模块、数据处理、状态诊断模块这几个模块组成的。
在用润滑油性能的红外光谱分析
在用润滑油性能的红外光谱分析摘要：老化或降解的润滑油中含有重要的故障信息，通过对在用润滑油的分析可以找到问题所在。
红外光谱是利用不同波长的红外辐射照射润滑油样品时，某些波长的辐射将被样品选择吸收而形成红外吸收光谱，由此可以对油品的红外光谱进行分析，是从分子水平上分析润滑油氧化后的醇、醛、酮、酸、含氧有机化合物及含氮硝化物等官能团的量，根据对应物质的特征吸收峰位置、数目以及相对强度，判断出润滑油样品中存在的官能团并确定其分子结构，以此判断润滑油的品质。
关键词：差速器；在用润滑油；润滑性能；红外光谱虽然在机械设备的运行成本中，润滑油的费用极小，但是如果润滑油的品质不达标或使用方法不当，会成为机械设备故障的主要根源。
因此，有效解决润滑问题可以使机械设备的故障率极大地降低，从而对设备使用产生重要的影响。
润滑油的作用有很多，可以降低摩擦、减少磨损，起到冷却、防锈、密封、减振、传递动力及清洁等作用。
在汽车差速器的主要机械零部件之间，润滑油都扮演着无可替代的角色。
确保润滑油的品质与合理的使用周期是保证汽车差速器良好运转的前提条件，而且检测车桥差速器中润滑油成分的变化，还可以判断差速器的运行状况以及发生何种故障可能性的大小。
为保证差速器的润滑可以在良好的状态下工作，关键是要确保润滑油质量。
润滑油可以使差速器的重要零部件得到充分的润滑，减少差速器零部件之间的摩擦磨损，减少车辆的能源消耗，从而延长差速器的使用寿命，因此有效并且合理使用润滑油不仅能降低摩擦磨损，而且对当前的环境保护问题具有更加重要的意义。
红外光谱分析（也称振动光谱分析）是利用不同波长的红外光谱辐射润滑油样品时，其中的某些波长被吸收而形成红外光谱图。
润滑油的主要成分是基础油和添加剂，基础油分多种，添加剂则种类更多，润滑油里的各种物质被不同的波长照射而吸收形成不同红外光谱图。
红外光谱分析是根据各种物质官能团对应特征峰位置的不同，找出对应官能团特征峰的位置，再确定是何种官能团，而润滑油的润滑性能主要取决于基础油及添加剂的性能。
油样分析
• (二)油液监测与诊断技术的实施步骤 二 油液监测与诊断技术的实施步骤 • 1)选择对生产、产品质量、经济效益影响 选择对生产、产品质量、 选择对生产 较大的设备为监测对象， 较大的设备为监测对象，在深入了解该设备 • 有关情况 功能、结构、运转现状、润滑材 有关情况(功能 结构、运转现状、 功能、 料及润滑系统现状等)的基础上 的基础上， 料及润滑系统现状等 的基础上，选择并制 订合理的油液监测方案及技术。 订合理的油液监测方案及技术。 •
• 常见系统取样间隔推荐如下： ， 常见系统取样间隔推荐如下： • 飞机燃汽轮机： 50h 飞机燃汽轮机： • 航空液压系统： 50h 航空液压系统： • 柴油机： 200h 柴油机： • 大型传动齿轮： 200h 大型传动齿轮： • 地面液压系统： 200h 地面液压系统： • 重型燃汽轮机： 250h。500h 重型燃汽轮机： 。 • 大型往复式发动机： 250—500h 大型往复式发动机：
•
•
润滑油在使用过程中的变质和油品质量 劣化，主要包括两方面。一是由于氧化、 劣化，主要包括两方面。一是由于氧化、凝 水解、分解作用使油品产生永久性变质。 聚、水解、分解作用使油品产生永久性变质。 可采用测量润滑油油样粘度水分、机械杂质、 可采用测量润滑油油样粘度水分、机械杂质、 酸值及闪点等理化指标来分析判断。 酸值及闪点等理化指标来分析判断。如果油 品劣化程度超过一定限度(按照换油标准 按照换油标准)， 品劣化程度超过一定限度 按照换油标准 ， 则及时换油。 则及时换油。
• 铁谱技术的特点 • 多年来的工业应用表明，铁谱技术具有以下基本 多年来的工业应用表明， 特点。 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 • 与润滑油磨粒其他分析技术相比，铁谱技术 与润滑油磨粒其他分析技术相比， 较光谱方法、 较光谱方法、磁塞方法的一个最大优点就是 能够同时实现对磨粒的定性观测（ 能够同时实现对磨粒的定性观测（观察磨粒 的形态、尺寸、颜色、表面特征等） 的形态、尺寸、颜色、表面特征等）和定量 分析（测量磨粒量、磨损烈度、 分析（测量磨粒量、磨损烈度、磨粒材质成 分等），这不仅给分析机械设备磨损状态、 ），这不仅给分析机械设备磨损状态 分等），这不仅给分析机械设备磨损状态、 故障原因和研究设备失效机理等提供了更全 面而宝贵的信息， 面而宝贵的信息，而且大大提高了机械设备 状态监测的可靠性。 状态监测的可靠性。
油液分析诊断技术
理化指标 颗粒计数
光谱
铁谱
借助高梯度、强磁场的铁谱仪将油液中的金 磨粒尺寸、数量、形貌、成分 借助高梯度、 磨粒尺寸、数量、 形貌、 属磨粒有序地分离出来， 属磨粒有序地分离出来，通过分析这些磨损 颗粒的形貌、大小、数量、成分， 颗粒的形貌、大小、数量、成分，从而对机 械设备的运转工况、 械设备的运转工况、关键部件的磨损状态及 磨损机理进行判断
2
由此可见， 由此可见，维修是工业生产成本中一项巨大的支 它涉及到大量的人力、 物力和财力。 出 ， 它涉及到大量的人力 、 物力和财力 。 维修工作 在很大程度上取决于设备使用和维修人员对该设备 的了解， 的了解 ， 所以建立有效的维修系统可以大大减少停 机时间和节约维修费用。 机时间和节约维修费用。
3
油样分析技术是借助对该系统有代表性油 样的分析来实现机器状态监测和故障诊断的， 样的分析来实现机器状态监测和故障诊断的 ， 它是近十几年迅速发展起来的用于机械设备 状态监测的新技术， 尤其在发动机、 状态监测的新技术 ， 尤其在发动机 、 齿轮传 轴承系统、 液压系统等方面， 动 、 轴承系统 、 液压系统等方面 ， 该技术取 得了显著的效益，获得了广泛的应用。 得了显著的效益，获得了广泛的应用。
11
在机器的润滑系统中， 在机器的润滑系统中，最常用的两个取样点是润 滑油油箱 回油管处 油箱和 滑油油箱和回油管处。 油箱内油流动缓慢，由于磨粒沉降等效应的影响， 油箱内油流动缓慢，由于磨粒沉降等效应的影响， 给取出具有代表性磨粒的油样增加了难度， 给取出具有代表性磨粒的油样增加了难度，因此在回 油管取样比在油箱中取样有较大的优越性 。
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四、油品理化分析
它是通过检测油液本身的性能及其组成， 它是通过检测油液本身的性能及其组成，掌 握油液在使用过程中的变化情况。 握油液在使用过程中的变化情况 。 油液质量的 好坏， 将直接影响机器的正常状态， 好坏 ， 将直接影响机器的正常状态 ， 因此检测 油液品质的变化是设备诊断的一种常用手段。 油液品质的变化是设备诊断的一种常用手段。 分类： 分类：油液物理化学性能的分析和油液中化 学组分的分析。 学组分的分析。
石油类红外分光光度法
石油类红外分光光度法石油是世界上重要的能源之一，其成分复杂，分析石油组分的方法有很多种。
其中，红外分光光度法被广泛应用于石油的分析和检测。
红外分光光度法是利用物质吸收红外辐射的特性，对样品进行定性和定量分析的一种方法。
具体步骤如下：1.样品制备石油样品需要经过一系列的处理过程才能进行红外分光光度分析。
首先，将石油样品与溶剂混合并搅拌，以得到均匀的溶液。
然后，取适量的溶液，将其置于红外辐射透明的样品盒内。
2.光谱仪调节使用红外光谱仪进行光谱分析，需要先对仪器进行调节。
使用标准样品进行校准，调整零点和增益，以确保仪器的准确性和稳定性。
3.测量样品将样品放入红外光谱仪中，通过控制光源和检测器的移动，确定在一定范围内的吸收光谱数据。
根据样品的吸收峰与标准品进行对比，可以确定样品中不同组分的含量。
4.数据处理和分析通过红外光谱仪仪器，获得的吸收光谱数据可以进行进一步的处理和分析。
可以使用专业的软件对光谱进行拟合和峰值提取，得到各个组分的含量及峰谷的位置和强度。
同时，还可以借助数据库中的标准光谱进行定性分析，确定石油样品的化学组成。
红外分光光度法在石油分析中有以下优势：1.高灵敏度和高分辨率：红外分光光度法能够检测样品中微量的组分，并且能够分辨出不同组分的吸收峰。
2.快速分析：红外分光光度法操作简便、快速，可以在短时间内完成对石油样品的分析。
3.多组分分析：石油是一种复杂的混合物，红外分光光度法可以同时分析样品中的多种组分，减少了分析时间和成本。
4.非破坏性分析：红外分光光度法不需要对样品进行破坏性处理，可以保持样品的完整性和可再分析性。
石油类红外分光光度法在石油勘探、炼油和质量监测等领域得到了广泛的应用。
通过该方法可以快速准确地确定石油样品的化学组成，为相关领域的研究和生产提供了重要的技术支持。
利用荧光光谱进行原油测定及对比的方法
利用荧光光谱进行原油测定及对比的方法荧光光谱是一种利用样品中的荧光现象对样品进行分析的方法。
在原油测定及对比中，荧光光谱可以提供关于原油组分和性质的信息，从而帮助实现不同原油的鉴定和对比。
荧光光谱分析原理是通过激发样品并测量样品发出的荧光光谱来获取信息。
在荧光光谱中，样品受到激发光源的光能激发，并发出特定波长范围的荧光。
不同化合物或功能团具有不同的荧光特性，因此通过荧光光谱可以确定样品中的化合物种类和含量。
在原油测定和对比中，可以利用荧光光谱来进行以下分析：1.原油组分分析：原油是由不同的化合物混合而成，每种化合物的荧光光谱特性也不同。
通过测量原油样品的荧光光谱，可以确定其中主要组分的种类和含量。
这对于了解原油的质量和性质非常重要。
3.原油变质程度评估：原油的变质程度会对其荧光光谱产生影响。
通过测量原油不同变质程度样品的荧光光谱，可以定量评估原油的变质程度，从而为石油勘探和开发提供重要的参考。
4.原油污染和破坏检测：原油污染和破坏会导致样品的荧光光谱特征发生变化。
通过测量原油样品的荧光光谱，可以检测原油中的杂质、污染物或破坏产物，从而判断原油的质量和可用性。
为了进行原油测定和对比的荧光光谱分析，首先需要准备适当的样品。
可以通过采集不同产地和不同类型的原油样品，或者通过实验室模拟不同变质程度的原油样品。
然后使用荧光光谱仪对样品进行测量，记录样品的荧光光谱数据。
在分析荧光光谱数据时，可以利用光谱分析软件对数据进行处理和解析。
通过比较不同样品的荧光光谱，可以确定不同原油样品之间的差异和相似之处。
这样就可以实现原油测定和对比的目的。
总之，荧光光谱作为一种分析技术，可以在原油测定和对比中提供宝贵的信息。
通过测量原油样品的荧光光谱，并与已知的标准样品进行比较，可以判断原油的组分和性质，并对不同样品进行鉴定和对比。
这对于石油勘探、开发和石油产品质量控制具有重要意义。
因此，荧光光谱分析在原油测定和对比中具有广阔的应用前景。
第五章_油样分析
第一节 概 述
3、油样分析技术的应用
应用 航空 船舶 工程机械 汽车 石化 冶金 机床 电力
检测对象 发动机、液压系统、传动系统、雷达系统 柴油机、传动系统、起重设备、液压系统 柴油机、传动系统、液压系统 发动机、传动系统、液压系统 柴油机、发电机、压缩机、鼓风机、挤压机 传动系统、轧钢机、起重设备、传送机构 传动装置、液压系统、加工中心 汽轮机、柴油机、传动装置、变压器、液压系统
油通样过光光谱谱分分析析包，括就原能检子测吸出收油式样光中谱所含分金析属和元原素子的发种类 射及程其度式浓，光度并谱，依分以此析此对两推相大断应类产零。生部这件些的元工素况的作磨出损判发断生。部位及其严重
油样光谱分析的特点
1、检出限低，灵敏度高。火焰原子吸收法的检出限可达 10-9级。
2、准确度高。火焰原子吸收法测定中等和高含量元素的 相对标准差可达1%，石墨炉原子吸收法的准确度一 般约为3%~5%。
铁谱技术分析的主要工作流程：
取样及处理
制备铁普片
检测分析
结论及报告ຫໍສະໝຸດ 测定的内容:(1)磨粒的浓度和颗粒的大小，它们反映了机器磨损的严 重程度。
(2)磨粒的形貌，它反映了磨粒产生的原因和机理（如疲 劳、剥落、腐蚀等） 。
(3)磨粒的成份，它反映了磨粒产生的部位，即发生磨损 的零件。
铁谱分析技术中主要使用的仪器是铁谱仪，根据其工 作方式的不同，铁谱仪分为分析式、直读式、旋转式等。 近年来又研究成功了在线式铁谱仪。
的链状谱。
1、工作原理
铁 谱 片
2、铁谱显微镜（Ferro scope） 铁谱显微镜是分析式铁谱仪配套使用的专用分析仪器。
机械故障诊断的油样分析技术
机械故障诊断的油样分析技术引言在机械设备的运行过程中，会经常发生各种故障，这些故障一旦发生，会给生产线的正常运作带来严重的影响。
为了及时发现并排除机械故障，提高设备的可靠性和运行效率，油样分析技术被广泛应用于机械故障诊断领域。
本文将介绍机械故障诊断的油样分析技术，包括其原理、应用及优缺点。
1. 油样分析技术的原理油样分析技术是通过对设备工作润滑油进行化学和物理性质分析，来评估设备的状态和工作环境。
通过分析油样的成分、污染物和磨损颗粒等指标，可以判断设备的健康状况，提供机械故障诊断的依据。
主要的油样分析技术包括：1.1 元素分析元素分析是通过对油样中各种元素的含量进行定量分析，来了解设备的工作状态。
常用的元素分析技术有原子吸收光谱法（AAS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP）、能谱分析法等。
通过对油样中金属元素的含量进行分析，可以判断设备的磨损状况，提前发现异常情况。
1.2 特征分析特征分析是通过对油样中特定成分的检测和分析，来判断设备的健康状况。
比如，通过对油样中水分和气体的检测，可以了解设备的密封性能和工作环境；通过对油样中酸值和碱值的分析，可以了解设备的腐蚀状况。
1.3 磨损颗粒分析磨损颗粒分析是通过对油样中磨粒的检测和分析，来评估设备的磨损状况。
常用的磨损颗粒分析技术包括光学显微镜法、红外光谱法和电子显微镜法等。
通过分析磨损颗粒的大小、形状和成分，可以了解设备的磨损情况和磨损方式，从而判断可能存在的故障原因。
2. 油样分析技术的应用油样分析技术广泛应用于各种机械设备的故障诊断中，包括发动机、润滑系统、液压系统等。
以下是几个典型的应用案例：2.1 发动机故障诊断发动机是机械设备中最常见的故障点之一。
通过对发动机润滑油进行油样分析，可以及时发现发动机磨损、油品老化等问题。
例如，通过分析油样中金属元素的含量，可以判断发动机的磨损情况；通过分析酸值和碱值等指标，可以了解发动机是否存在腐蚀问题。
《油品分析知识》
《油品分析知识》油品分析是石油化工领域的一项重要技术，它是通过对油品进行物理、化学、光谱等方面的测试和分析，了解油品的成分、性质和品质，为石油化工生产和质量控制提供科学依据。
下面是对油品分析知识的详细介绍。
油品成分分析是油品分析的基础，它主要通过蒸馏、萃取、色谱等方法对油品中的组分进行分离和检测。
常用的蒸馏方法有常压蒸馏和真空蒸馏。
常压蒸馏可将原油或石油产品加热到它们的沸点，使其转变为蒸汽，然后冷凝收集蒸馏液，从而得到不同沸点范围内的馏分。
真空蒸馏则利用真空提高蒸馏效率，使得高沸点的组分能够在较低温度下蒸发。
萃取法利用溶剂与油品中的特定组分间的物理或化学作用力，将目标物质从油品中提取出来。
色谱法是将样品进样到色谱柱中，利用不同组分在固相或液相载体上的分配差异，通过分离和检测技术将这些组分分离并定量。
油品性质分析主要包括密度、粘度、闪点、凝点等方面。
密度是指油品的质量与体积之比，常用于确定油品的成分和品质。
粘度是指液体流动阻力的大小，它与油品的粘度指数、温度和化学成分有关。
闪点是指油品在接触到火源时闪烁并自燃的最低温度，是判断油品挥发性和易燃性的重要指标。
凝点是指油品在降温过程中开始形成固体的最低温度，常用于评估油品的低温流动性。
油品品质分析主要包括硫含量、氮含量、金属含量等方面。
硫含量是指油品中硫元素的含量，高硫含量的油品将导致大气污染和气候变化。
氮含量是指油品中氮元素的含量，它与油品的氧化安定性和可燃性有关。
金属含量是指油品中金属元素的含量，常用于评估油品的清洁度、腐蚀性和催化剂中金属的残留。
油品分析还包括色谱分析、质谱分析、红外光谱分析等技术。
色谱分析是利用色谱柱分离和检测样品中的组分的分析方法，常用的有气相色谱、液相色谱和超临界流体色谱等。
质谱分析是一种通过将样品中的化合物分子转化为电离状态，然后对其进行分离、检测和定量的分析方法，可用于分析有机化合物、无机化合物等。
红外光谱分析是通过检测样品中的红外辐射吸收和散射来分析样品的结构和成分，常用于鉴定和定量油品中的有机物和无机物。
分辨油品种类的方法有几种
分辨油品种类的方法有几种要分辨不同的油品种类，有多种方法可以使用。
以下是六种常见的方法：1. 化学性质分析化学性质分析是一种常用的方法，可以通过检测油中的特定化学成分来区分不同的油品种类。
这种方法通常包括质谱分析、气相色谱分析和核磁共振分析等。
这些分析技术可以确定油中的有机化合物、酸度、氧化程度和抗氧化剂等成分，从而帮助鉴别油的种类。
2. 物理性质测定物理性质测定方法使用不同的物理参数来区分油的种类。
这些参数可以包括颜色、密度、黏度、表面张力和燃点等。
不同类型的油在这些物理性质上可能会有明显的差异，通过测定这些参数可以初步鉴别油的品种。
3. 嗅觉测试嗅觉测试是一种直观的方式来辨别油的种类。
每种油都有特定的气味，可以通过嗅觉来辨别油品种。
例如，橄榄油通常具有一种清新的草本气息，而花生油则有一种浓郁的花生香味。
嗅觉测试需要经验和训练，但对于一些特定的油种类来说是一种有效的区分方法。
4. 熔点测定熔点是一种可以用来区分不同油种类的重要参数。
不同类型的油在不同的温度下会出现熔化或凝固的现象。
通过测定油的熔点，可以确定油的种类。
例如，植物油通常在较低的温度下熔化，而动物脂肪则具有较高的熔点。
通过测定熔点，可以初步确定油的来源和类型。
5. 红外光谱法红外光谱法是一种可以确定油品种类的非破坏性测试方法。
通过测量油样品对红外光的吸收情况，可以获得油的红外光谱图。
每种油在红外光谱中都有特定的吸收峰，可以通过比对样品的红外光谱和已知油品种类的红外光谱进行鉴别。
6. 色谱法色谱法是一种分离和鉴别化合物的有效方法，也可以用于区分不同油品种类。
色谱法通过分析油样品中的分子结构和含量来鉴别油种。
常用的色谱技术包括气相色谱和液相色谱。
这些技术可以通过样品的保留时间和峰形来鉴别油的种类。
这些方法可以单独使用，也可以结合使用，以提高油种类鉴别的准确性。
每种方法都有其优点和局限性，因此在进行油种类鉴别时，可以根据具体情况选择适合的方法或组合方法来进行检测。
光谱分析技术在油液检测中的应用闫忠意
2.1直读原子发射光谱分析技术
原理：利用圆盘旋转电极和棒状静止电极间的高压电弧 将油样中的各元素原子加以激发。所辐射特征光线经光 栅分光照射到与各元素相对应的光电倍增管上。处理后， 直接显示元素的含量。这种光电直读光谱仪，则可在几 分钟内同时作几十个元素的定量测定。
优点 操作简便 不需要对油样做预处理 不需要冷却水或燃气 仪器坚固耐用
（3）峰形：不同基团的某一种振动形式可能会在同一频率 范围内都有红外吸收，此时峰形的不同有助于官能团的鉴 别。
傅里叶变换红外光谱仪光路图
光源
现在红外光谱仪的光源各种各样，种类比较多，主要有以 下几种：
1 碳化硅光源：优点是光的能量比较强，功率大，热辐射 强，但需要冷却。
2 EVER-GLO光源：改进型的碳化硅光源，发光面积小， 红外辐射强，热辐射很弱，不需要冷却，寿命长，能在十 年以上。
红外光谱概述
红外光区的划分 红外光谱波长范围约为 0.75 ~ 1000µm，一般换算
为波数。根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外 光区分为三个区：
近红外光区（0.75 ~ 2.5µm ） 13158-4000 cm-1 分子化学健振动的倍频和组合频。
中红外光区（2.5 ~ 25µm ） 4000 ~ 400 cm-1 化学健振动的基频
原子光谱法（Atomic spectrometry）是由原子外层或内 层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线状光谱。属于 这类分析方法的有Atomic emission spectrometry (AES), Atomic absorption spectrometry (AAS), Atomic fluorescence spectrometry（AFS）以及X射线荧光光谱法（XFS）等。
油中原子吸收光谱法
油中原子吸收光谱法油中原子吸收光谱法是一种常用的分析方法，用于测定油样中微量金属元素的含量。
它基于原子在特定波长的光线下吸收能量的原理，通过测定吸收光强的变化来确定待测元素的浓度。
1.原理油中原子吸收光谱法主要依赖于原子在特定波长的光线下吸收能量的特性。
当金属元素存在于油样中时，可以利用光源产生的特定波长的光线照射样品，然后测量样品对光的吸收情况。
这些金属元素在特定波长处会吸收光线的能量，吸收光强与元素浓度成正比关系。
通过测量吸收光强的变化，可以推算出待测元素的浓度。
2.实验步骤油中原子吸收光谱法的实验步骤主要包括以下几个方面：2.1样品处理首先，需要将待测的油样进行预处理。
通常情况下，油样中可能存在杂质或其他干扰物质，需要通过适当的方法去除。
例如，可以采用酸洗、溶解或沉淀等方法，将油样中的杂质分离出来，以保证后续实验的准确性和精确度。
2.2光源选择选择适当的光源是进行油中原子吸收光谱分析的重要一步。
常用的光源包括空心阴极灯、电弧灯等。
根据待测元素的特点，选择合适的光源波长进行实验。
2.3校准曲线绘制为了确定吸收光强与元素浓度之间的关系，需要绘制校准曲线。
校准曲线是通过制备一系列已知浓度的标准溶液，测定其对应的吸收光强值，然后绘制吸收光强与浓度的曲线。
校准曲线可用于后续测量样品浓度时的定量分析。
2.4油样测量在完成样品处理和校准曲线绘制后，可以开始测量待测油样中金属元素的含量。
通过调整仪器参数，使得光线照射到样品上并测量吸收光强值。
然后根据校准曲线，可以推算出样品中金属元素的浓度。
3.优缺点油中原子吸收光谱法具有以下优点：-灵敏度高：原子吸收光谱法可以对微量金属元素进行准确测量，灵敏度较高。
-特异性强：通过选择合适的波长，可以实现对特定元素的选择性分析。
-可靠性好：该方法经过多年的发展和实践，已经被广泛应用于工业生产和科学研究中，具有较高的可靠性和稳定性。
然而，油中原子吸收光谱法也存在一些缺点：-样品预处理复杂：由于油样中可能存在大量干扰物质，需要进行复杂的样品预处理，增加了实验的难度和时间成本。
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▪ 磨损分析仪把传感器传送的测量值与通过的油样体积进 行比较计算，测定出磨料浓度和大于5μm的微粒的读数 百分比。每次测量完毕系统通过冲洗敏感元件并重新开 始下一次自动循环测量过程。测量时间间隔取决于磨损 颗粒的密度，密度越高，测量间隔越短，循环越快，一 般测量间隔从30s到30min不等。
二．直读式铁谱仪
直读式铁谱仪的工作原理如图5-7所示。
图5-8 沉淀管内磨粒的排序情况 图5-7 直读式铁谱仪的工作原理 1-油样管；2-沉积管；3-磁铁；4-光 导纤维；5-光源；6-光电探头；7-信号调制 ；8-读出装置
X2直读式铁谱仪
三．旋转式铁谱仪
▪ 旋转式铁谱仪保留了 分析式铁谱仪可以分 析观察磨粒形貌、尺 寸大小、材质成分等 优点，同时又避免了 分析式铁谱仪制片时 间长、操作费用高、 谱片入口区磨粒堆集 严重、油样需高度稀 释、谱片上有大量污 染物和大颗粒被压碎 或不能通过的缺点。
光电直读光谱仪
三．原子吸收光谱技术
▪ 原子吸收光谱是根据气态
原子对辐射能的吸收程度
确定样品中分析物的浓度。
原子吸收光谱技术是将待
测元素的化合物（或溶液） 在高温下进行试样原子化 使其变为原子蒸汽。当锐 线光（单色光或称特征谱 线）源发射出一束光，穿 过一定厚度的原子蒸汽时， 光的一部分被原子蒸汽中
射到试样上。试样元素二次 录器及计算机
发射到分析晶体上，又被分
析晶体衍射到一个盖格探测
器，最终通过记录器及计数
器输出。分析晶体的平面可
以转动，以适应不同波长辐
射的
第三节 铁谱分析
▪ 油液铁谱分析技术利用高梯度强磁场的作用， 将油样中所含的机械磨损微粒有序地分离出来， 并借助不同的仪器对磨屑进行有关形状、大小、 成分、数量及粒度分布等方面的定性和定量观 测，从而判断机械设备的磨损状况，预测零部 件的寿命。铁谱技术的主要内容包括油液取样 技术、铁谱制谱技术、磨粒分析技术等。铁谱 分析技术中主要使用的仪器是铁谱仪，铁谱仪 根据对磨粒的分离、检测的方法不同，分为分 析式、直读式、旋转式、在线式等。
电力
汽轮机、柴油机、蒸汽轮机、传动 装置、变压器、液压系统
常采用的三种油样分析技术的机理、分析内容及使用的仪器见表
油样分析技术及仪器
第二节 光谱分析
▪ 一．光谱分析原理 原子是由 原子核和绕核运动的电子组成， 在正常情况下原子处于稳定状 态，这种状态称为基态。每一 种元素的原子在跃迁过程中所 吸收或发射的能量以光的形式 表现出来，不同的原子或离子 吸收或发射光的波长都是单一 固定的（如图)用仪器测出吸 收或发射的光的波长，可以知 道元素的种类；测出该波长光 的强度变化，可以知道该元素 的数量。前者被称为原子吸收 光谱分析，后者被称为原子发
一．分析式铁谱仪（Analytical Ferro graph）
▪ 1．原理 分析式铁谱仪的工作原理如图5-5所示。
图5-5 分析式铁谱仪的原理 1-油样；2-微量泵；3-磁铁 ；4-铁谱片；5-废油
图5-6 铁谱片
BY11-FTP-X2型 分析式铁谱仪 系统
2．铁谱显微镜（Ferro scope） 铁谱显微镜是分析式铁 谱仪配套使用的专用分析仪器。它由双色显微镜和铁谱片 读数器组成。 3．扫描电子显微镜（SEM） 4．图像分析仪（Quantimet） 该仪器能够对铁谱片上一 矩形区域内的沉积磨屑进行统计分析。 5。铁谱加热法（HFA） 铁谱片加热法是由铁谱技术发展 起来的判断磨屑成分的简易实用方法。其原理是：厚度不 同的氧化层其颜色不同。具体操作是把铁谱片加热到 3300C,保持90秒，冷却后放在铁谱显微镜下进行观察。
应用
检测对象
航空 船舶
发动机、液压系统、传动系统、雷 达系统
柴油机、传动系统、起重设备、液 压系统
工程机械 柴油机、传动系统、液压系统
汽 车 发动机、传动系统、液压系统
石化 冶金
柴油机、发电机、压缩机、鼓风机、 挤压机
传动系统、轧钢机、起重设备、传 送机构
机 床 传动装置、液压系统、加工中心
▪ 油样分析技术的应用见表
第一节 概述
▪ 油样分析的对象可以是新油 也可以是在用油或用过的旧 油，从现代诊断技术的观点 出发则主要是对在用油的分 析，其目的首先是判断油液 本身是否合乎使用要求，从 而确定合理的换油时间，更 重要的目的是通过油液带来 的种种信息判断机器的工作 状态是否正常。
▪ 油样分析工作分为采样、检 测、诊断、预测和处理五个 步骤进行。
二．发射光谱分析
原子发射光谱分析是根据原子所发射的光谱来测定物 质的化学组分。
原子发射光谱分析仪器的主要作用是把不同波长的辐 射按波长顺序进行空间排列，获得光谱。在现代发射光谱 分析中常用的光谱仪有棱镜摄谱仪、光栅摄谱仪和光电直 读摄谱仪。
图是美国Baird公司生产的FAS-2C型直读式发射光谱仪的原 理图。
四．X射线荧光光谱仪
▪ X射线荧光光谱仪的激发源是 一种硬X射线。分析元素受激 后发射出具有特征频率的软X
射线，将它检出并测定其强
度，便可得知所含元素的种
类及含量。
X射线荧光光谱仪的原理
▪ X射线荧光光谱仪的原理如图。 1-X射线源；2-油样；3-分析
X射线在伦琴管内产生，并照 晶体；4-盖格探测器；5-记
图5-9旋转式铁谱仪原理 1-注射器式输送管；2-基片固定带；3-磁头 4-油样流向基片；5-驱动轴；6-到清洗瓶； 7-基片定位套；8-洗涤管。
KTP型旋转式铁谱仪
四．在线式铁谱仪
▪ 在线铁谱仪由一个装在油循环旁路中的传感器和一个磨 损分析仪组成。传感器由从油中分离磨粒和控制油流的 硬件组成；磨损分析仪有电子控制与显示单元，并有可 调浓度的报警器，报警器可以在磨粒浓度超过预定极限 时发出警报信号。
原子吸收光谱仪工作原理图
1-阴极灯；2-火焰；3-出射 狭缝；4-表头；5-放大器； 6-光电管；7-分光器；8-入 射狭缝；9-油样；10-喷雾 器；11-燃烧器
待测元素的基态原子吸收。
通过分光器将其它发射线
分离掉检测系统测量特征
谱线减弱后的光强度。根
据光吸收定律就能求待测
元素的含量。
PekinElmer原子吸收光谱仪