在現(xiàn)代化工程機械領域中,要加強液壓系統(tǒng)油液污染監(jiān)測和控制技術,完善且準確的油液污染評定體系是不可或缺的。液體顆粒計數(shù)器由于成本較低、操作便捷、測試準確高效,可對液壓系統(tǒng)油液污染進行實時監(jiān)測,所以在液壓系統(tǒng)油液污染控制中得到了廣泛的應用。為了使液體顆粒計數(shù)器具有準確可靠的測量結果,需定期對液體顆粒計數(shù)器進行校準。目前國內(nèi)外校準液體顆粒計數(shù)器的方法是使用多分散MTD標準物質(zhì),但是由于該樣品顆粒分布很寬且呈指數(shù)式下降,使得在對儀器的大粒徑范圍進行校準時統(tǒng)計測量的顆粒數(shù)量較少,從而造成測量重復性差和校準結果的不確定度很大。為建立和完善我國液體顆粒計數(shù)器的量值溯源體系,本文開展了7種單分散ISO中等測試灰塵(MTD)顆粒粒度標準物質(zhì)和高準確度液體顆粒計數(shù)器的研制。創(chuàng)新性地建立了“單分散MTD-高準確度液體顆粒計數(shù)器-多分散MTD標準物質(zhì)-液體顆粒計數(shù)器”的量值溯源體系。該溯源體系具有量值溯源性好、準確度高、溯源途徑便捷等優(yōu)點。主要研究內(nèi)容如下:1.采用重力沉降和超聲篩分技術,在4-60μm范圍內(nèi)實現(xiàn)對寬分布樣品的有效分離,實現(xiàn)單分散MTD樣品的可控制備,研制得到7種粒徑標稱值為4μm、8μm、18μm、30μm、40μm、50μm和60μm的單分散MTD標準物質(zhì)候選物。采用庫爾特粒度儀開展標準物質(zhì)均勻性和穩(wěn)定性檢驗,結果證明標準物質(zhì)的均勻良好、穩(wěn)定性可達一年以上。2.建立了單分散MTD標準物質(zhì)的不確定度評價方法。采用量值可溯源至國家長度標準的掃描電子顯微鏡(SEM)法對單分散MTD標準物質(zhì)粒徑進行定值研究,建立了單分散MTD標準物質(zhì)的量值溯源系統(tǒng)。參加了歐洲標準局(IRMM)組織的標準物質(zhì)聯(lián)合定值計劃,本實驗室的SEM定值結果處于歐洲標準物質(zhì)(ERM)公布的量值范圍之內(nèi),證明所建立的標準物質(zhì)定值方法準確度高、量值可靠。該標準物質(zhì)極大滿足了對儀器粒徑檔的高準確度校準和對儀器粒徑擋設定準確性的核驗需求。3.通過對脈沖高度分析儀的校準及采用單分散MTD標準物質(zhì)對儀器粒徑擋校準技術研究,實現(xiàn)了對液體顆粒計數(shù)器的高準確度校準。校準后的液體顆粒計數(shù)器測量精度高,與掃描電子顯微鏡相當,可作為多分散MTD標準物質(zhì)的有效定值手段。
【學位單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TQ421.31;TH724
【部分圖文】：

現(xiàn)狀狀國際上就制定了油液污染度分析儀的校準方法 ISOST 研制的油中 AC 標準粉塵作為儀器校準用標準值中，由于使用最大弦長作為顆粒粒徑，不滿足因此在 1999 年，國際標準化組織制定了油液）新的校準方法 ISO11171。在此國際標準中，以顆粒的粒徑，并推薦使用 ISO MTD 和聚苯乙烯的粒徑進行校準。其中，使用 MTD 校準儀器低乙烯顆粒校準大粒徑范圍的準確性。校準時，需烯顆粒樣品懸浮于潔凈的航空液壓油中。校準程序規(guī)定，儀器的校準周期應為 3~6 個月。該國際標采用國標 GB/T18854-2002，即液壓傳動液體自動

圖 1.2 粒子散射示意圖Fig. 1.2 Schematic ofparticle scattering根據(jù)所依據(jù)光線的不同分為光障礙法和光散射法，強檢測固體顆粒尺寸的方法，其操作簡便、結構簡μm 的亞微米固體顆粒檢測，其最小檢測顆粒粒徑一根據(jù)散射光 Is的光強檢測固體顆粒尺寸的方法，由于入射光 I的干擾，所以光散射法可以用于粒徑小于 1。體顆粒計數(shù)器的工作原理介質(zhì)中傳播時會發(fā)生折射，光線在均勻介質(zhì)中傳播的次生波與入射光具有相同的頻率，并且偶極子產(chǎn)相關系，使非折射方向上的光線抵消，從而不會出體顆粒分布于均勻的介質(zhì)中時，由于固體顆粒與均發(fā)生散射現(xiàn)象。在光的傳播過程中，除了光的散射的吸收現(xiàn)象，這些被固體顆粒吸收的光能不在以光

圖 1.3 光障礙法測試示意圖Fig. 1.1 Schematicof light-blockage method過程中，被測試油液流經(jīng)兩邊裝有光學玻璃窗口的狹窄通道，由恒微細光束穿過一側光學玻璃窗口進入流體通道然后從另一邊的光學并被該側光電元件接收，恒定光源產(chǎn)生的微細光束與流體通道截面障礙式液體顆粒計數(shù)器的測量區(qū)域[32]。當被測油液中沒有固體顆粒件所接收的光信號強度恒定不變；當流經(jīng)測量區(qū)域的油液中存在固于固體顆粒對于光的消光作用會引起光線信號強度的衰減，使得光的光信號強度減小并且以脈沖信號的形式呈現(xiàn)，所以可將脈沖信號量固體顆粒尺寸的尺度。光障礙式液體顆粒計數(shù)器的早期設計者在礎上做出了一個粗略的假定，脈沖信號的幅度與固體顆粒對于光束正比，則光電元件給出的脈沖信號的幅值 為式 1.15[33]：(： 為油液中存在固體顆粒時光電元件給出的脈沖信號的幅值；
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