基于油液污染检测的故障诊断技术优化标题

统计表明，液压系统75%以上的故障起源于其工作介质——油液的污染，油液中携带着有关液压系统故障的大量而又丰富的信息，因此，对油液的监测分析是预测和诊断液压系统故障的重要手段之一。油液的污染主要表现在两个方面：油液的颗粒污染；油液理化性质（如黏度、酸碱值和氧化程度等）的劣化。这就产生了基于油液颗粒污染度检测的故障诊断技术和基于油液理化性能参数检测的故障诊断技术。

1.基于油液颗粒污染度检测的故障诊断技术

它是目前基于油液分析故障诊断技术方面的一个主要方法，其过程是，根据经验或专家知识，建立基于油液颗粒污染度与液压系统及其元件状态参数间的关系库，运用专家推理机制，预测和判定系统的故障。此项技术的关键在于油液颗粒污染度的准确检测。针对油液污染度，国际上制定了专门的油液颗粒污染度标准，如美国汽车工程师学会的SAE749D污染度等级标准、美国航天学会提出的NASI638污染度等级标准及ISO4406污染度国际标准等。油液颗粒污染度检测方法的发展经历了实验室取样分析检测→便携式检测仪检测→在线检测仪检测的过程。

（1）实验室取样分析检测技术

1）称重法，只能测定油液的污染物总量，无法测定颗粒大小和尺寸分布。

2）显微镜法，采用光学显微镜测定油液中污染颗粒的尺寸分布和浓度。

3）铁谱分析法，主要是针对铁磁性磨粒污染物，如中国矿业大学研制的直读式铁谱仪、旋转式铁谱仪等，得到了较广泛的应用。

这些方法的特点是耗时长、误差大、不能进行现场在线测定，有的需要昂贵的精密仪器。(www.xing528.com)

（2）便携式检测仪检测技术 目前，主要是一些基于颗粒的遮光性能、光散射原理、透光原理等制成的颗粒计数分析仪器，可以在工程现场对油液进行在线和离线取样、检测，检测速度快、精度高，适合工程现场测试。这种测试仪器在欧美一些国家发展较快，如美国太平洋科学仪器公司的HIAC/ROYCO系列产品，英国MALVERN公司的3600EC型激光颗粒分析仪，德国KLOTZ公司的PPMS型自动颗粒计数器等，可对油液进行在线和瓶子取样分析，多通道计数，定量测出油液中污染颗粒的尺寸及分布情况，计数精度高，并设有与个人计算机进行通信的RS232接口，便于油样的微机辅助分析及故障诊断。但这些仪器价格比较昂贵，不便于推广应用。

（3）在线快速检测技术 由于油液中颗粒分布符合对数正态分布规律，因此利用光、电、超声波等在颗粒污染度不同的油液中的传导性能的差异，可以进行在线识别、分析油液中的颗粒污染度。如在油箱或油管里相隔一段距离设置超声波的发射与接收传感器，当通过两探头间的油液中杂质发生变化时，则超声波从发射端到接收端传播时间与强度也随之发生变化，通过微机数据处理，测定油液的污染状况；利用微机实时监测液压系统过滤器两端的压差及其变化，通过信号分析可得到系统油液的污染状况等。这些油液污染度在线检测方法原理简单代表了未来实用油液快速污染检测仪的发展方向。但这种基于信号传导的油液分析技术，由于传导信号的强弱及相差与油液的温度、流态、水分及空气含量等多因素有关，需要较多的预处理过程，目前还处在试验研究阶段。

2.基于油液理化性能参数检测的故障诊断技术

由于液压元件各相对运动部分的材料不同，液压油中金属、非金属元素的含量及其变化反映了液压系统中磨损及密封状态；液压油的黏度、酸碱值等理化指标的改变也是系统状态发生变化的征兆之一。因此根据经验或专家知识，建立基于液压油中理化性能变化与液压系统及其元件状态参数间的关系库，运用专家推理机制，预测和判定系统的故障。如铅、铜、铬等含量的急剧增加，意味着含有相同元素的元件发生了剧烈磨损；硅含量的剧增，意味着外界灰分的大量侵入；黏度的变小，意味着水分侵入、系统温度过高等。此项技术的关键是对污染油液的化学成分及性能的准确测定，对油液中化学成分进行分析，目前多采用光谱分析法，如原子发射光谱法、原子入射光谱法等。

这种油液性质分析方法，需要对油液的有关参数及金属含量进行细致的分析，监测周期长，不适合液压系统故障的在线检测，在重要液压系统的准确可靠故障诊断方面有较大的发展前景。

基于液压装置信息检测和基于液压油液分析的液压系统故障检测与诊断技术，代表了液压系统故障诊断的发展方向。应该说明的是，这两方面的故障诊断并不是彼此孤立的，两者应是互为补充、有机配合的。对于大型、复杂的液压系统，应同时采用这两种故障检测与诊断手段；对于中小型、复杂的液压系统，应根据条件采用一种主要的检测手段，而以另一种检测手段作为参考。只有这样，才能全面地对液压系统故障进行预测和诊断，从而提高液压系统的工作可靠性。