润滑油在线监测传感器技术 磨损监测

　　磨损颗粒在线监测是采用安装在设备润滑系统上的监测传感器实时采集流经摩擦副后的油液中所含磨损颗粒量信息并提供超限报警功能的一门在线油液监测技术。针对磨损金属颗粒具有铁磁性的特点开发的磁电型磨粒在线监测传感器是比较成功的一种。它是利用油液流经传感器具有磁场的待检区域时金属颗粒所产生的扰动，使检测区与磨粒数量相关的磁力线或磁通量发生改变，并进行标定而检测出磨粒数量的原理进行工作的。由于润滑油中不可避免地会进入一些非铁磁性颗粒以及气泡等，正确区分磨损颗粒是这类传感器的关键技术。

　　国外比较成功的这类传感器是美国MACOM Technologies公司开发的TechAlert^TM 10型磨粒传感器[图a]、加拿大GasTops公司开发的MetalSCAN磨粒传感器[图b]和英国Kittiwake开发的FG型在线磨粒量传感器[图c]。

• TechAlert^TM 10型磨粒传感器能提供机器不同失效阶段的磨粒尺寸分布与图像信息，并具有消除因水泡和气泡引起的误报警的筛选专利技术，其铁颗粒监测范围为50μm以上，非铁颗粒为150μm以上。安装时需要从润滑系统旁通连接。
• MetalSCAN磨粒传感器能根据非铁磁性颗粒的信号相位与铁磁性颗粒信息相位相反的特征区分颗粒种类，并根据信号的振幅确定磨粒的尺寸，可监测金属颗粒为100μm以上，非金属颗粒为250μm以上，并能统计出各个尺寸范围内的颗粒数量和质量，累积数据进行趋势分析。安装时，根据油路的管径尺寸选用不同尺寸的传感器直接接在油路上。
• FG型在线磨粒量传感器可监测的铁颗粒为40μm以上，非铁金属颗粒为135μm以上，安装时直接接入油路。

　　目前，三种传感器已经实现了军民两用，具有高灵敏度、高可靠性和快速检测特点，能及时发现并预报机械摩擦学系统突发性磨损故障。

　　在国内，较典型的是西安交通大学润滑理论与轴承研究所在1987年研制出的国内第一台在线铁谱仪。之后，该所一直坚持在线铁谱技术的理论与传感器的研究，如今已成功研发出具有可视铁谱监测功能的在线图像铁谱传感器。该传感器采用同时基于磁性技术与光学原理。传感器利用电磁线圈产生电磁力将流经沉积管的被测油液中的磨损金属颗粒沉积下来，并利用光学感光镜头对沉积管待测，区域进行测量和观察。一方面可通过调节电磁线圈的磁力强度来选择不同的沉积颗粒粒径范围，从而获得大、小磨粒读数以及由这两个读数延伸出来的各种定量指标；另一方面，可以对沉积管中的沉积磨粒进行拍照和观测，从而获取油中磨粒的颗粒尺寸、外观形貌等摩擦学信息，从而判断设备的磨损状态和异常磨损类型。