《油样分析技术》PPT课件
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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；
第4章 油样分析技术共39页文档
出的 球形颗粒（扫描电 子显微镜图像）：
产生机理： 金属表面粘着磨损， 局部接触点瞬间高 的闪温使材料处于 熔融状态，在迅速 冷却中重结晶形成。
作为柴油机拉
缸的重要判据。
柴油机轴瓦产生的 疲劳磨损颗粒： 由表面接触疲 劳形成，X射线能
谱分析可见主要成 分为铜合金
柴油机中的滑动磨损 颗粒：
由表面擦伤形成 可见明显的擦痕
3
4.1 油样分析概述
油样分析方法
（1）光谱分析技术
➢适用于10μm以下的磨粒分析； ➢能鉴别磨粒的成分及数量； ➢不能获得磨粒的形貌信息；
（2）铁谱分析技术
➢适用于100μm以下的磨粒分析； ➢可对磨粒进行定性和定量分析；
（3）磁塞检测法
➢适用于100μm以上的磨粒分析；
4
大功率柴油机拉缸 前从润滑油中分离
4.1 油样分析概述 磨损的诊断
设备磨损的诊断
磨损程度的判断 依据：颗粒的大 小、密度。 方法：铁谱分析
磨损部位的判断 四章 油样分析技术
1 油样分析概述 2 油样光谱分析技术 3 油样铁谱分析技术
4.2 油样光谱分析技术
基本概念
定义：油样光谱分析技术是根据润滑油中各种金属元素吸 收或发射光谱的不同，分析润滑油中金属磨粒的成分和含 量，判断零部件的磨损情况，进而对设备故障进行诊断和 预测，为设备科学检修提供依据。
10
4.2 油样光谱分析技术
发射光谱技术
分析仪器：光电直读光谱仪 功能：利用原子发射光谱技术测定
润滑油中各种金属元素的浓度。 组成： (1)激发光源：采用电弧，激发原子并
产生光辐射； (2)分光系统：光栅分光，形成按波长
顺序排列的光谱； (3)检测系统：检测光谱中谱线的波长
产生机理： 金属表面粘着磨损， 局部接触点瞬间高 的闪温使材料处于 熔融状态，在迅速 冷却中重结晶形成。
作为柴油机拉
缸的重要判据。
柴油机轴瓦产生的 疲劳磨损颗粒： 由表面接触疲 劳形成，X射线能
谱分析可见主要成 分为铜合金
柴油机中的滑动磨损 颗粒：
由表面擦伤形成 可见明显的擦痕
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4.1 油样分析概述
油样分析方法
（1）光谱分析技术
➢适用于10μm以下的磨粒分析； ➢能鉴别磨粒的成分及数量； ➢不能获得磨粒的形貌信息；
（2）铁谱分析技术
➢适用于100μm以下的磨粒分析； ➢可对磨粒进行定性和定量分析；
（3）磁塞检测法
➢适用于100μm以上的磨粒分析；
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大功率柴油机拉缸 前从润滑油中分离
4.1 油样分析概述 磨损的诊断
设备磨损的诊断
磨损程度的判断 依据：颗粒的大 小、密度。 方法：铁谱分析
磨损部位的判断 四章 油样分析技术
1 油样分析概述 2 油样光谱分析技术 3 油样铁谱分析技术
4.2 油样光谱分析技术
基本概念
定义：油样光谱分析技术是根据润滑油中各种金属元素吸 收或发射光谱的不同，分析润滑油中金属磨粒的成分和含 量，判断零部件的磨损情况，进而对设备故障进行诊断和 预测，为设备科学检修提供依据。
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4.2 油样光谱分析技术
发射光谱技术
分析仪器：光电直读光谱仪 功能：利用原子发射光谱技术测定
润滑油中各种金属元素的浓度。 组成： (1)激发光源：采用电弧，激发原子并
产生光辐射； (2)分光系统：光栅分光，形成按波长
顺序排列的光谱； (3)检测系统：检测光谱中谱线的波长
5 油样分析
第5章 油样分析
5.1 概述 5.2 颗粒计数技术 5.3 铁谱分析 5.4 油样光谱分析 5.5 磁塞
5.1 概述
油样分析方法包括理化指标检测和油中微粒分析 技术。 理化指标检测要对润滑油质进行监测，方法分为 定量和定性两类。 定性方法：滤纸斑点试验、润滑油污染指数测定； 定量方法：粘度、闪点、酸值、水分的测定。
二、 油样分析的方法
油中微粒分析技术包括颗粒计数、光 谱分析、铁谱分析和磁性柱塞等。
一般油液经过颗粒计数分析之后，根 据分析出颗粒大小与分布的数据，再选择采 用光谱分析技术还是铁谱分析技术，进一步 对油中微粒元素进行定量分析。
大量统计资料表明：
• 磁塞检测适用于检测尺寸较大磨粒(≥100um) • 光谱分析适用于检测极微小磨粒(≤10 u m) • 铁谱分析适用于检测尺寸为1～1000 u m的磨粒
三、 铁谱检测的定量指标 1．磨损烈度：
对于直读式铁谱仪
I S ( D L D S )( D L D S ) D L D S
2
2
对于分析式铁谱仪
I S ( AL AS )( AL AS ) AL AS
2
2
Is数值的变化与设备的总磨损有关, 又与磨损烈度有 关。它不但反映了设备不同时刻的磨损情况的变化，而且反 映了机械设备的故障状态和故障程度，因此，是铁谱技术中
D L 和D S 值分别指沉积管的入口处和离 入口处5mm处的光密度读数。
3. 旋转式铁谱仪 分析式铁谱仪进入工业应用以后,发现设计上存在下列不足： 1）铁谱片制备时间过长。 2) 每制备一个谱片需消耗一支输送管, 操作费用较高。 3) 谱片入口区磨粒堆积重叠, 影响对颗粒的观察与分析。 4) 对颗粒浓度较高的油样, 需要高度稀释, 从而造成对某些 判断磨损状态有重要价值的“临界颗粒"可能被遗漏。 5) 含有大量残炭的柴油机油样, 经高度稀释后, 谱片上仍 留有大量污染物。 6) 微量泵在输送油样时的辗压作用使某些大颗粒被破碎或 不能通过。 因此, 英国在1984年研制出一种利用磁场力和离心力共同作 用使磨粒沉降下来的旋转式铁谱仪。 旋转式铁谱仪与其他铁谱仪的主要区别在于谱片的制作方法 上。
5.1 概述 5.2 颗粒计数技术 5.3 铁谱分析 5.4 油样光谱分析 5.5 磁塞
5.1 概述
油样分析方法包括理化指标检测和油中微粒分析 技术。 理化指标检测要对润滑油质进行监测，方法分为 定量和定性两类。 定性方法：滤纸斑点试验、润滑油污染指数测定； 定量方法：粘度、闪点、酸值、水分的测定。
二、 油样分析的方法
油中微粒分析技术包括颗粒计数、光 谱分析、铁谱分析和磁性柱塞等。
一般油液经过颗粒计数分析之后，根 据分析出颗粒大小与分布的数据，再选择采 用光谱分析技术还是铁谱分析技术，进一步 对油中微粒元素进行定量分析。
大量统计资料表明：
• 磁塞检测适用于检测尺寸较大磨粒(≥100um) • 光谱分析适用于检测极微小磨粒(≤10 u m) • 铁谱分析适用于检测尺寸为1～1000 u m的磨粒
三、 铁谱检测的定量指标 1．磨损烈度：
对于直读式铁谱仪
I S ( D L D S )( D L D S ) D L D S
2
2
对于分析式铁谱仪
I S ( AL AS )( AL AS ) AL AS
2
2
Is数值的变化与设备的总磨损有关, 又与磨损烈度有 关。它不但反映了设备不同时刻的磨损情况的变化，而且反 映了机械设备的故障状态和故障程度，因此，是铁谱技术中
D L 和D S 值分别指沉积管的入口处和离 入口处5mm处的光密度读数。
3. 旋转式铁谱仪 分析式铁谱仪进入工业应用以后,发现设计上存在下列不足： 1）铁谱片制备时间过长。 2) 每制备一个谱片需消耗一支输送管, 操作费用较高。 3) 谱片入口区磨粒堆积重叠, 影响对颗粒的观察与分析。 4) 对颗粒浓度较高的油样, 需要高度稀释, 从而造成对某些 判断磨损状态有重要价值的“临界颗粒"可能被遗漏。 5) 含有大量残炭的柴油机油样, 经高度稀释后, 谱片上仍 留有大量污染物。 6) 微量泵在输送油样时的辗压作用使某些大颗粒被破碎或 不能通过。 因此, 英国在1984年研制出一种利用磁场力和离心力共同作 用使磨粒沉降下来的旋转式铁谱仪。 旋转式铁谱仪与其他铁谱仪的主要区别在于谱片的制作方法 上。
chap油样分析技术
2015/6/26 Friday 机电设备故障诊断1液压油和润滑油是机械设备广泛存在的两类工作油机器运行时，在油液中携带着大量的设备运行状态的信息特别是润滑油，在旋转机械中是必不可少的，各摩擦副的磨损碎屑都将落入其中，并随之一起流回油箱。
这样，通过对润滑油的采样和分析处理，就能取得设备各摩擦副的磨损状况信息，从而对设备的工作状况作出科学的判断和故障分析光谱分析和铁谱分析是应用最为广泛的油样分析技术，同时也包括磁塞技术6.1 概述6.1 概述壳牌石油公司对机械故障作了分类统计：柴油机中，30%的故障是由于污染造成的，其中50%是由于磨损造成的。
对于齿轮来说，75%的故障是由于润滑不当、外来污染、腐蚀、轴承失效、维修不足和连续或短暂的超负荷运转造成的；其中51%的故障是与磨损有关，49%的故障是与过载有关。
对于滚动轴承来说，40%的故障是由于润滑不当造成的，其中有10%的故障是在轴承正常疲劳寿命期内发生的。
目前在工业发达的国家中，油液分析技术正在或已经成为机械设备状态监测及故障诊断的不可缺少的方法之一，占有重要的地位。
机械在运行过程中，其磨损产物(磨损微粒)都要进入润滑油中。
研究表明，磨损微粒带有许多有关零件磨损状况的信息。
不同材料制成的磨损零件，磨损微粒的化学成分也不相同。
6.1 概述不同磨损时期(磨合磨损期、正常磨损期、剧烈磨损期)的磨损微粒在尺寸、数量、分布等方面存在较明显的区别；不同磨损机理(磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等)作用下产生的磨损微粒，在形貌、大小等方面存在较显著的差别第6章油样分析6.1 概述通过对磨损微粒进行尺寸、浓度、形貌、分布和成分等参数的定性与定量分析，便可在不停机、不拆卸条件下诊断出机械设备的磨损状况（磨损部位、磨损机理、磨损程度等）。
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，预测出磨损的发展趋势，从而确定合理的换油时间，更重要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。
第五章油样分析
光电直读光谱仪
第二节 光 谱 分 析
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。 是基于原子对光的吸收现象。
工作原理：通过火焰、石墨炉等将待测元素在高温或是化学 反应作用下变成原子蒸气，由光源灯辐射出待测元索的特征 光，在通过待测元素的原子蒸气时发生光谱吸收。透射光的
一、分析式铁谱仪（Analytical Ferro graph）
分析式铁谱仪一般是指包括制谱仪、光密度（铁谱片） 读数器以及双色显微镜在内的成套测试系统。
BY11-型 分析式铁谱仪系统
1、工作原理
制谱仪的基本组成：磁铁 装置、微量泵、玻璃基片、特 种胶管和支架等。
微量泵将油样从试管中抽出，
并流出至玻璃基片上。在玻璃基 片下面的有一高强度、高梯度的 磁铁，油样中的铁磁性颗粒随油
分析步骤：
第二节 光 谱 分 析
光电直读光谱仪工作原理：
电极产生的电火花作为光源，激发油中金属元素辐射 发光，将辐射出的线光谱通过出射狭缝引出，由光电倍增 管将其转变成为电能，向积分电容器充电，通过测量输出 电压达到检测油样内金属含量浓度的目的。 图5-2是美国Baird公司生产的FAS-2C型直读式发射光谱仪 的原理图。
强度与被测元素浓度成反 比，通过分光器将其它发 射线谱分离，检测系统测 量特征谱线减弱后的光强 度。根据光吸收定律可求 待测元素的含量和浓度。
分析流程
第二节 光 谱 分 析
光源(发射特征谱线)→原子化器(试样转化为原子蒸气)→分
光系统(分离特征谱线)→检测系统(信号转换、放大)→显示
(吸光度，根据吸光度可在标准谱中查出金属元素浓度)
目前在工业发达的国家中，油液分析技术正在或已经 成为机械设备状态监测及故障诊断的不可缺少的方法之一， 占有重要的地位。
第二节 光 谱 分 析
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。 是基于原子对光的吸收现象。
工作原理：通过火焰、石墨炉等将待测元素在高温或是化学 反应作用下变成原子蒸气，由光源灯辐射出待测元索的特征 光，在通过待测元素的原子蒸气时发生光谱吸收。透射光的
一、分析式铁谱仪（Analytical Ferro graph）
分析式铁谱仪一般是指包括制谱仪、光密度（铁谱片） 读数器以及双色显微镜在内的成套测试系统。
BY11-型 分析式铁谱仪系统
1、工作原理
制谱仪的基本组成：磁铁 装置、微量泵、玻璃基片、特 种胶管和支架等。
微量泵将油样从试管中抽出，
并流出至玻璃基片上。在玻璃基 片下面的有一高强度、高梯度的 磁铁，油样中的铁磁性颗粒随油
分析步骤：
第二节 光 谱 分 析
光电直读光谱仪工作原理：
电极产生的电火花作为光源，激发油中金属元素辐射 发光，将辐射出的线光谱通过出射狭缝引出，由光电倍增 管将其转变成为电能，向积分电容器充电，通过测量输出 电压达到检测油样内金属含量浓度的目的。 图5-2是美国Baird公司生产的FAS-2C型直读式发射光谱仪 的原理图。
强度与被测元素浓度成反 比，通过分光器将其它发 射线谱分离，检测系统测 量特征谱线减弱后的光强 度。根据光吸收定律可求 待测元素的含量和浓度。
分析流程
第二节 光 谱 分 析
光源(发射特征谱线)→原子化器(试样转化为原子蒸气)→分
光系统(分离特征谱线)→检测系统(信号转换、放大)→显示
(吸光度，根据吸光度可在标准谱中查出金属元素浓度)
目前在工业发达的国家中，油液分析技术正在或已经 成为机械设备状态监测及故障诊断的不可缺少的方法之一， 占有重要的地位。
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。
26
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；
18
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。
油液分析技术及应用共75页PPT
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
油液分析技术及应用
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
油液分析技术ppt课件
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五、铁谱分析技术 分析和直读铁谱仪 利用高梯度磁场，将油液中的磨损颗粒分离出来，按规则排列沉积在铁谱基 片上；借助于显微镜，分析磨粒的数量、尺寸分布、成分、类型等，进而确 定设备磨损的状况。 仪器读数： 大颗粒读数：Dl(Al) 小颗粒读数：Ds(As)
15
蠕动 泵
油 样
导 向
磨粒沉积带
V 0 .0 1 7 0
39
21
六、元素光谱分析 原子发射光谱分析
元素原子内层轨道上的低能态电子受外界能量激发跃迁到高能态的外层轨道， 由于高能态电子的不稳定性，当电子返回内层轨道时，多余能量以光的形式 释放，通过检测光的波长及强度信息，区分元素的种类和浓度。
22
分光器
各种激发源
探测器
信号处理与分析系统
光谱仪工作原理
23
25
红外光源
单色器 棱镜 衍射光栅 干涉仪
检测器
数据处理 MICHELSON干涉仪
C 到检测器 样品
(BC)
固定镜面
B (BD)
分束器 器
移动镜面检测器 D-1 D-2 D-3
ZPD 1/4 1/4
单色器输出信号 A
检测器信号
检测器信号 移动镜面位置
26
五、油液分析诊断软件
在用润滑油监测信息管理系统 油液分析数据库系统管理 监测指标趋势分析 监测诊断报告生成/传输
125
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
月份
8
燃油系
进排气系统
环境气氛
冷却系统 油循环系统
内燃机在用润滑油品质变化及污染影响因素
温度 负荷 速度 ……
五、铁谱分析技术 分析和直读铁谱仪 利用高梯度磁场，将油液中的磨损颗粒分离出来，按规则排列沉积在铁谱基 片上；借助于显微镜，分析磨粒的数量、尺寸分布、成分、类型等，进而确 定设备磨损的状况。 仪器读数： 大颗粒读数：Dl(Al) 小颗粒读数：Ds(As)
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蠕动 泵
油 样
导 向
磨粒沉积带
V 0 .0 1 7 0
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六、元素光谱分析 原子发射光谱分析
元素原子内层轨道上的低能态电子受外界能量激发跃迁到高能态的外层轨道， 由于高能态电子的不稳定性，当电子返回内层轨道时，多余能量以光的形式 释放，通过检测光的波长及强度信息，区分元素的种类和浓度。
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分光器
各种激发源
探测器
信号处理与分析系统
光谱仪工作原理
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红外光源
单色器 棱镜 衍射光栅 干涉仪
检测器
数据处理 MICHELSON干涉仪
C 到检测器 样品
(BC)
固定镜面
B (BD)
分束器 器
移动镜面检测器 D-1 D-2 D-3
ZPD 1/4 1/4
单色器输出信号 A
检测器信号
检测器信号 移动镜面位置
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五、油液分析诊断软件
在用润滑油监测信息管理系统 油液分析数据库系统管理 监测指标趋势分析 监测诊断报告生成/传输
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10 11 12
月份
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燃油系
进排气系统
环境气氛
冷却系统 油循环系统
内燃机在用润滑油品质变化及污染影响因素
温度 负荷 速度 ……
《油样分析技术》课件
油样分析技术的未来展望
跨界融合与创新
未来油样分析技术的发展将更加注重跨界融合和创新。通过与不同领域的技术和知识进行 交叉融合，有望开发出更具创新性和实用性பைடு நூலகம்油样分析技术和设备。
数据分析与智能化决策
随着大数据和人工智能技术的不断发展，油样分析技术将更加注重数据挖掘和智能化决策 。通过对大量油样数据的深度分析和处理，能够为设备的故障预警和维护提供更加智能化 的决策支持。
油样的存储与运
存储容器
使用清洁、干燥、有盖的 容器进行存储，避免阳光 直射和高温环境。
存储环境
存储环境应保持阴凉、干 燥、通风良好，以防止油 样变质和污染。
运输要求
在运输过程中，应确保容 器密封良好，防止油样泄 漏和污染。
03
油样分析方法
化学分析法
总结词
基于化学反应和原理，对油样中的物质进行定性和定量分析。
目的
油样分析的目的是为了了解油品的性 质、组成和状态，为油品的加工、使 用和质量控制提供科学依据。
油样分析技术的发展历程
起步阶段
成熟阶段
早期的油样分析主要依靠简单的化学 和物理实验方法，如酸碱滴定、折光 率等。
现代的油样分析技术已经形成了较为 完善的体系，各种分析方法相互补充 ，能够全面、深入地了解油品的性质 、组成和状态。
选择具有代表性的油样采 集点，如发动机油底壳或 润滑油箱。
采集方法
使用清洁的采样器从容器 中采集油样，避免混入杂 质或气泡。
油样的处理流程
过滤
将采集的油样通过滤纸或滤网去除杂质和颗粒物 。
分层分离
对于含有水分和杂质的油样，进行离心分离或静 置分层，分离出水分和杂质。
稀释
对于高粘度或高浓度的油样，需要进行稀释处理 ，以便于后续分析。
《油液分析技术》课件
油液分析技术的优点
1 可靠性高
油液分析技术能准确评估设备的健康状况和寿命，帮助预防故障和维修。
2 精度高
通过精确的分析和测试，油液分析技术提供准确的数据和可靠的结论。
3 可降低维护成本
通过提早检测设备问题和优化润滑管理，油液分析技术可以降低维护成本和停机时间。
油液分析技术的挑战和解决方案
1
噪声和干扰问题ຫໍສະໝຸດ 噪声和干扰可能影响油液分析的结果。解决方案是使用先进的过滤和校准技术。
2
数据量的问题
大量的数据需要处理和分析。解决方案是使用自动化软件和智能算法来处理和解 释数据。
3
数据分析和处理问题
复杂的数据需要专业的分析和解释。解决方案是培训和雇佣专业的油液分析师。
油液分析技术的前景
未来发展趋势
油液分析技术将继续发展，引入更先进的仪器和分 析方法，提高准确性和效率。
油液分析技术的应用
机械设备领域的应用
油液分析技术可用于监测和评估机械设备的润滑系统，提高设备的可靠性和寿命。
电力设备领域的应用
油液分析技术可用于监测变压器和发电机的油液状态，提前预测潜在故障。
航空航天领域的应用
油液分析技术可用于追踪航空航天系统的性能和健康状况，确保航空安全和设备可靠性。
油液分析技术的常用方法
《油液分析技术》PPT课 件
油液分析技术是一种关键的工业检测方法，通过对油液样本进行实验室测试 和分析，可以提供有关机械设备、电力设备和航空航天系统的关键信息。
什么是油液分析技术？
油液分析技术是一种通过实验室测试和分析油液样本的方法，以获得关于机械设备、电力设备和航空航天系统 等的关键信息。它包括激光粒度测量法、电离子色谱法、红外光谱法和热分析法。
浅谈机械故障诊断的油样分析技术(ppt 21页)
18
第四节 磁 塞 一、磁塞检测的基本原理
其基本原理是将磁塞安装在润滑系统中的管道 内，用以收集悬浮在润滑油中的铁磁性磨屑，然后用 肉眼对所收集到的磨屑大小、数量和形貌进行观测与 分析，以此推断机器零部件的磨损状态。
图5-16所示是磨损过程中磨屑尺寸随时间的发展 趋势图，说明了机器零部件在磨损过程中，磨屑的尺 寸分布随时间的增长而增大。
④采样周期应根据机器摩擦副的特性、机 器的使用情况以及用户对故障早期预报准确 度的要求而定。
10
最后需提请注意的是，所采油样必须要有 完整的记录，包括采样日期、大修后的小时 数、换油后的小时数和上一次采样后的加油 量，以及其他有关机器工作的信息等内容。
11
2．制谱 铁谱分析的关键步骤之一 稀释 加热 振荡 注入 清洗 固化 甩干
4
5
磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的 三种主要形式和原因，而其中磨损失效约 占80％左右。由于油样分析方法对磨损监 测的灵敏性和有效性，
6
二、油样分析的信息含量
1．信息来源 通过油样分析，我们能取得如下几方面的信息： ①磨屑的浓度和颗粒大小反映了机器磨损的严重程度；
②磨屑的大小和形貌反映了磨屑产生的原因，即磨损 发生的机理；
第一节 油样分析概述
在机械设备中广泛存在着两类工作油：液 压油和润滑油。
通过对工作油液(脂)的合理采样，并进行 必要的分析处理后，就能取得关于该机械设 备各摩擦副的磨损状况：包括磨损部位、磨 损机理以及磨损程度等方面的信息，从而对 设备所处工况作出准确的判断。
1
一、油样分析的含义
通过油样分析来了解机器的工作状态已有 很长的历史了。最初是通过油液的自身的理 化性能如粘度、闪点、酸值、水份和机械杂 质等参数的变化来判断机器的工作状态的。 这种方法为一种广泛采用的常规分析方法。
第四节 磁 塞 一、磁塞检测的基本原理
其基本原理是将磁塞安装在润滑系统中的管道 内，用以收集悬浮在润滑油中的铁磁性磨屑，然后用 肉眼对所收集到的磨屑大小、数量和形貌进行观测与 分析，以此推断机器零部件的磨损状态。
图5-16所示是磨损过程中磨屑尺寸随时间的发展 趋势图，说明了机器零部件在磨损过程中，磨屑的尺 寸分布随时间的增长而增大。
④采样周期应根据机器摩擦副的特性、机 器的使用情况以及用户对故障早期预报准确 度的要求而定。
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最后需提请注意的是，所采油样必须要有 完整的记录，包括采样日期、大修后的小时 数、换油后的小时数和上一次采样后的加油 量，以及其他有关机器工作的信息等内容。
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2．制谱 铁谱分析的关键步骤之一 稀释 加热 振荡 注入 清洗 固化 甩干
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磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的 三种主要形式和原因，而其中磨损失效约 占80％左右。由于油样分析方法对磨损监 测的灵敏性和有效性，
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二、油样分析的信息含量
1．信息来源 通过油样分析，我们能取得如下几方面的信息： ①磨屑的浓度和颗粒大小反映了机器磨损的严重程度；
②磨屑的大小和形貌反映了磨屑产生的原因，即磨损 发生的机理；
第一节 油样分析概述
在机械设备中广泛存在着两类工作油：液 压油和润滑油。
通过对工作油液(脂)的合理采样，并进行 必要的分析处理后，就能取得关于该机械设 备各摩擦副的磨损状况：包括磨损部位、磨 损机理以及磨损程度等方面的信息，从而对 设备所处工况作出准确的判断。
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一、油样分析的含义
通过油样分析来了解机器的工作状态已有 很长的历史了。最初是通过油液的自身的理 化性能如粘度、闪点、酸值、水份和机械杂 质等参数的变化来判断机器的工作状态的。 这种方法为一种广泛采用的常规分析方法。
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。
第五章油样分析
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， 预测出磨损的发展趋势，从而确定合理的换油时间，更 重要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。
第一节 概 述
2、油样分析技术
油样分析技术的内容非常广泛，包括油品理化性能指标 化验、油样污染度评定 (以颗粒计数为代表)、以及油样铁谱 和光谱分析技术等。
目前在工业发达的国家中，油液分析技术正在或已经 成为机械设备状态监测及故障诊断的不可缺少的方法之一， 占有重要的地位。
第一节 概 述
1、油样分析的含义
机械在运行过程中，其磨损产物(磨损微粒)都要进入润 滑油中。研究表明，磨损微粒带有许多有关零件磨损状况的 信息。不同磨损时期(磨合磨损期、正常磨损期、剧烈磨损 期)的磨损微粒在尺寸、数量、分布等方面存在较明显的区 别；不同磨损机理(磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀
在机器的润滑系统中，最 常用的两个取样点是润滑 油油箱和回油管处，回油 管取样比在油箱中取样有 较大的优越性 。
第二节 光 谱 分 析一源自光谱分析原理原子是由原子核和电子组成，每个电子都处在一定的能 级上，具有一定的能量，正常状态下，原子处在稳定状态， 它的能量最低，这种状态称基态。当物质受到外界能量(电 能、热能或光能)的作用时，核外电子就跃迁到高能级，处 于高能态(激发态)电子是不稳定的，激发态原子可存在的时 间约 10-8秒，它从高能态跃迁到基态，或较低能态时，把多 余的能量以光的形式释放出来，原子能级跃迁图见图5-1。
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
第一节 概 述
2、油样分析技术
油样分析技术的内容非常广泛，包括油品理化性能指标 化验、油样污染度评定 (以颗粒计数为代表)、以及油样铁谱 和光谱分析技术等。
目前在工业发达的国家中，油液分析技术正在或已经 成为机械设备状态监测及故障诊断的不可缺少的方法之一， 占有重要的地位。
第一节 概 述
1、油样分析的含义
机械在运行过程中，其磨损产物(磨损微粒)都要进入润 滑油中。研究表明，磨损微粒带有许多有关零件磨损状况的 信息。不同磨损时期(磨合磨损期、正常磨损期、剧烈磨损 期)的磨损微粒在尺寸、数量、分布等方面存在较明显的区 别；不同磨损机理(磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀
在机器的润滑系统中，最 常用的两个取样点是润滑 油油箱和回油管处，回油 管取样比在油箱中取样有 较大的优越性 。
第二节 光 谱 分 析一源自光谱分析原理原子是由原子核和电子组成，每个电子都处在一定的能 级上，具有一定的能量，正常状态下，原子处在稳定状态， 它的能量最低，这种状态称基态。当物质受到外界能量(电 能、热能或光能)的作用时，核外电子就跃迁到高能级，处 于高能态(激发态)电子是不稳定的，激发态原子可存在的时 间约 10-8秒，它从高能态跃迁到基态，或较低能态时，把多 余的能量以光的形式释放出来，原子能级跃迁图见图5-1。
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
机械制造与自动化《油样分析技术任务页》
教 学 任 务 页
课程
机械设备维修技术
1章3节
课题
油样分析技术
班级
授课日期
教
学
内
容
磁塞检查法
颗粒计数器法
油样光谱分析技术
油样铁谱分析技术
教学目的源自能够描述以下问题：各类油样分析技术的方法与原理
教
材
重点
油样分析技术的概念
分
析
难点
铁谱仪的方法与原理
授课方式
讲授
作业
布置
阅读教材，答复课后思考题
教学方法
工程任务教学法、演示法、讲授法、练习法、参观法
教学准备
教材、多媒体设备、教学用黑板〔白板〕、多媒体幻灯片演示
组织形式
小组合作学习
课程
机械设备维修技术
1章3节
课题
油样分析技术
班级
授课日期
教
学
内
容
磁塞检查法
颗粒计数器法
油样光谱分析技术
油样铁谱分析技术
教学目的源自能够描述以下问题：各类油样分析技术的方法与原理
教
材
重点
油样分析技术的概念
分
析
难点
铁谱仪的方法与原理
授课方式
讲授
作业
布置
阅读教材，答复课后思考题
教学方法
工程任务教学法、演示法、讲授法、练习法、参观法
教学准备
教材、多媒体设备、教学用黑板〔白板〕、多媒体幻灯片演示
组织形式
小组合作学习
第十八章机械故障诊断油样分析技术
第十八章机械故障诊断的油样分析技术18.1 油样分析概述 (1)18.1.1 油样分析的含义 (1)18.1.2 油样分析的信息含量 (2)18.2 油样铁谱分析技术 (6)18.2.1 铁谱分析与铁谱仪 (6)18.2.2 铁谱分析的一般程序 (12)18.2.3 铁谱的定性分析 (13)18.2.4 铁谱分析的定量指标 (19)18.2.5 铁谱分析的特点 (19)18.2.6 铁谱技术的应用 (20)18.2.7 磨粒种类及特征 (21)18.3 油样光谱分析技术 (21)18.3.1 油样光谱分析的简单原理 (21)18.3.2 油样光谱分析的特点 (22)18.3.3 油样光谱分析的磨损界限 (24)18.4 磁塞 (25)18.4.1 磁塞检测的基本原理 (25)18.4.2 磁塞的构造 (26)18.4.3 安装 (27)18.4.4 磁性磨屑的识别 (28)18.1 油样分析概述在机械设备中广泛使用的液压油和润滑油，它们携带有大量的关于机械设备运行状态的信息，特别是润滑油，它所及的各摩擦副的磨损碎屑都将落入其中并随之一起流动。
通过对工作油液（脂）的合理采样，并进行必要的分析处理后，就能取得关于该机械设备各摩擦副的磨损状况：包括磨损部位、磨损机理以及磨损程度等方面的信息，从而对设备所处工况作出科学的判断。
油样分析技术有如人体健康检查中的血液化验，已成为机械故障诊断的主要技术手段之一。
18.1.1 油样分析的含义油样分析技术的内容非常广泛，包括油品理化性能指标化验、以颗粒计数为代表的油样污染度评定、以及油样铁谱和光谱分析技术等。
理论上讲，这些有关油样的分析测试都可用作机械设备故障诊断的信息来源，生产实践中也确有这方面的应用。
但是，在机械故障诊断这个特定的技术领域中，油样分析技术通常是指油样的铁谱分析技术和油样光谱分析技术，有时也包含磁塞技术。
它们的共性是都可用作铁磁性物质颗粒(光谱分析不仅限于铁磁性物质)的收集和分析，但各有不同的尺寸敏感范围，其中，光谱分析检测磨屑的有效尺寸范围为0.1卩m到8-10卩m但对大于2卩m的微粒，其检测效率就大为降低；磁塞技术能有效地检测出上百微米甚至毫米级的磨屑；铁谱技术能有效地检测从1卩m到上百微米量级的微粒。
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基本原理
三种微粒分析的异同之处
相同之处：都可用作铁磁性物质颗粒（光谱还 可分析其它物质）的收集和分析。 不同之处：在于各自对磨屑的尺寸敏感有所不 同，光谱0～10微米、铁谱1～100微米、磁塞 >100微米
敏感范围如下图所示
%
检100
测
效 率
50
基本原理
0.1 1
10
100
1000
检测效率定义为： e=e1e2e3 e1 —传输效率，采样与产生之比； e2 —捕捉效率，收集与采样之比； e3 —指示效率，指示与采样之比；
油样铁谱分析技术
2）性能特点： ① 结构简单，价格便宜； ② 分析过程简单； ③ 稳定性差； ④ 信息量有限，只能提供磨屑体积。
油样铁谱分析技术
主要参数
磁场：最大磁场梯度>5.0T/cm 最大磁通密度>1.5T
沉积管尺寸: φ3/φ1.7×100mm 毛细管尺寸: φ1.2/φ0.8×700mm 调 零方式: 自动 读数系统: 31/2 LED 显示 读数精度: 0.1 直读数 打印内容: 日期,油样号,Dl,Ds,Is 等测 量值
顺序地沉积在玻璃片上。然后通过双色显微镜观察磨粒的形态、大小，并进 行成份分析，亦可用读数器进行磨粒复盖面积百分比的测定。
油样铁谱分析技术
BY11-FTP-X2型 分析式铁谱仪系统
油样铁谱分析技术
3. 旋转式铁谱仪
旋转式铁谱仪的磁场装置
1—驱动轴；2—永久磁铁； 3—圆形基片；4—排油管； 5—油样注射输入管； 6—清洗注射移液管。
微机通讯: RS-232C 串形接口 电源: AC220V50-60Hz
ZTP-X2型直读式铁谱仪
油油样样铁铁谱谱分分析析技技术术
2. 分析式铁谱仪 1）结构及工作原理 系统结构：一般包括制谱仪、光 密度读数器和双色显微镜
油样铁谱分析技术
工作原理 利用高梯度强磁场将机器润滑油中鉄磁性磨粒分离出来，并按其粒度大小
二、油样分析现有方法
基本原理
油样分析技术
润滑剂衰败分析
磨损微粒分析
定定
综
性量
合
简指
指
易标
标
检检
检
测测
测
光铁磁 颗
滤
谱 油
谱 油
塞
粒 计
纸
样样检 数
法
分 析
分 析
测
器 法
基本原理 三、油样分析的信息含量 1.信息来源
1) 磨损的严重程度：由磨屑浓度和颗粒大小反映； 2) 磨损发生的机理：磨屑大小和形貌反映； 3) 磨损的部位：由磨屑成分反映。
油样铁谱分析技术
1. 直读式铁谱仪：
1）结构及工作原理：结构见下图。
工作原理：油样经毛细管流入沉积管，在磁力、重 力、浮力的作用下，大颗粒的磨屑沉积在入口出， 小颗粒沉积在入口较远处，沉积管下部光源透过沉 积管的强弱与沉积的磨屑颗粒体积成正比，并由光 电传感器检测后直接读出。
油样铁谱分析技术
1，2-光电传感器；3-磁铁；4-光导纤维；5-光源；6-油杯； 7-放大电路；8-数显装置；9-压块；10-沉积管；11-毛细管
2.磨屑的形貌识别
磨屑形貌的识别是指利用有关的分析仪器对磨屑的尺寸和形状进行进行分析， 进而判别磨损的机理。该项工作需要理论和实验研究作为基础。
基本原理
四、油样分析的步骤 1. 步骤，主要包括： 1）取样 2）样品制备 3）获得数据 4）形成诊断结论
基本原理
2. 取样说明 1）取样时机器的状态：运转或刚停机 2）取样点：回油管路或滤油器前或油标尺套管处，避免从死角和底部采样； 3）取样周期：新运行间隔短，正常运行长，发现磨损后短。最好是通过实验确
分透明的、半透明的和不透明的磨粒。游离 金属磨粒对白色透射光的消光率极大亚微米 级厚度的磨粒也不会透光，因此呈黑色。而 大多数其它元素和所有化合物磨粒均是透明 或半透明的。因此，显示的光强可以作为材 料性质的特征。
油样铁谱分析技术
3）双色照明 双色照明是利用红色反射光和绿色透射
光同时照射，不透光的游离金属磨粒只反 射红光，因此呈红色。化合物磨粒对绿色 透射光的衰减程度不同呈绿色或黄色，利 用此特性便可对其进行鉴别。
5 机械故障诊断的油样分析技术
5.1 油样分析的基本原理 5.2 油样铁谱分析技术 5.3 油样光谱分析技术
基本原理
5.1 油样分析的基本原理 一、概述 基本原理: 油样分析包括两部分： 1） 润滑剂性能衰败分析（理化性能检验） 2）磨损微粒分析（摩擦磨损性能检验）
基本原理
基本分析方法: 1）油样成分分析 2）磨粒浓度分析 3）磨粒的大小及形貌分析
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
油样铁谱分析技术
二、铁谱分析的一般程序 1.采样； 2.制谱； 3.观测与分析（定量、定性）； 4.结论
油样铁谱分析技术
三、铁谱的定性分析
1.铁谱片的双色显微镜观察与分析 铁谱显微镜用来观察和分析铁
谱片上微粒的形貌、大小、成分以
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3-光密度计 4-照相机 5-目镜
双路镜 反射
光源
及测定微粒覆盖面积百分数光密度 值。具有透射和反射两种光源，利 用不同微粒在透射和反射光作用下 所显现的不同颜色进行观察分析。
旋转谱片
油样铁谱分析技术
旋转式铁谱仪
铁谱显微镜和光密度计
保温培养箱
正常磨损颗粒
疲劳剥块
铜磨损颗粒
油样铁谱分析技术
1）旋转式铁谱仪的工作原理 利用磁力和离心力的作用制作环行谱片。解决了其它两种制片存在的问题： ① 先沉积磨屑对流道的堵塞； ② 分析式中微量泵对磨屑形貌的影响。
2）性能特点 ① 操作简单，效率高； ② 制片成本低； ③ 精度高。
定。可参考的数据：飞机发动机及液压系统50h，柴油机100～200h，齿轮箱 200h。 4）取样记录：
5.2 油样铁谱分析技术
一、铁谱分析与铁谱仪 铁谱分析：利用铁谱仪对油样中的磨屑进行 检测分析，确定磨损类型、程度和部位。 铁谱仪：铁谱分析的关键设备，有直读式、 分析式和旋转式。有可分离线和在线两种。
光路示意图如右图所示：
物镜
载物台及 铁谱片 聚光镜
透射 光源
折射镜
油样铁谱分析技术
几种光源的作用 1）白色反射光
可观察磨粒的形貌、尺寸和色泽。如在 白色反射光照射下，铝基合金磨粒呈白色， 铜基合金磨粒呈金黄色或红褐色；钢磨粒 依据受热效应不同，呈黄蓝之间的色泽。
油样铁谱分析技术
2）白色透射光 白色透射光用来判别磨粒的透光性，化