乔庆元
摘要：油液分析技术是机械设备状态监测和故障诊断的主要手段之一，但该技术存在不能精确测定油液中磨屑含量的缺陷。本文介绍北京优文公司引进最新专利技术研制开发的高精度油液含铁量检测仪（铁量仪）的工作原理、主要特点和应用前景。
关键词：油液分析技术；磨屑；含铁量；高精度油液含铁量检测仪；工作原理
中图分类号：TE622.13文献标识码：B
油液分析技术是通过对工作油液中磨屑的检测来了解机器内部的磨损情况，是机械设备状态监测和故障诊断的主要手段之一。但现有的油液分析技术不能精确测量油液中的磨屑含量，如光谱分析技术只能测试小于5μm的磨屑含量，而机器异常磨损时产生的磨屑远远大于5μm；铁谱分析技术的定量分析误差大于20%。这些缺陷都极大地限制了油液分析技术在工矿企业的广泛应用。由北京优文公司引进最新专利技术研制开发的高精度油液含铁量检测仪（铁量仪）能精确测定油液中大于5μm的铁磁性磨屑的含量，其定量测试分辨率为lμg，重现性误差小于1%，达到国际领先水平。
一、工作原理
铁量仪主要由聚能磁铁、精密电子天平和双管输液泵组成，结构原理见图1。
铁量仪的工作原理是，被测油样由双管输液泵沿送油管缓慢平稳地输送到磁铁磁极上方的托盘支架上，油液中的铁磁性磨粒在强磁场的作用下被吸附在托盘支架的表面中心，同时，流过强磁场区域的油液沿回油管被双管输液泵吸回，然后再用溶解力强、挥发性好的清洗液（如四氯乙烯）清洗送油管内壁和托盘支架表面中心。清洗结束后，滞留在托盘支架表面中心的铁磁性磨粒所受到的磁场力通过托盘由精密电子天平测出，并直接给出油液含铁量读数Fe值。
铁量仪采用的聚能磁铁是一种高新技术产品，它通过高性能永磁材料和软磁材料的选取、特殊的磁体和磁路设计以及独特的装配工艺，形成小区域、高场强、大梯度的聚能磁场。其磁极表面的磁场强度大于1.6T(16000Gs)，其磁极上方工作区域的磁场梯度可达5T/cm。当检测油样流经强磁场区域时，在高场强和大梯度磁场作用下，油液中的铁磁性磨屑受到其自身重量数千甚至上万倍（磁力系数k=5000~15000）的磁力。在强磁力的作用下，大于5μm的磨屑被吸附滞留在托盘支架表面中心，而且按磁力线居中分布，状态稳定。铁量仪采用精度为0.01g的精密电子天平，最大称重为100g，除用于读取Fe值之外，还可用于对被测油样称重取样，大大提高了测试油样取样的精度和方便性。
二、主要特点
1．高效率分离
铁谱仪利用闭路磁场的漏磁场捕捉油液中的铁磁性磨屑（见图2），磨屑分离区（铁谱片上方）远离磁场的最大场强（1.5T）处，磨屑分离区的最大场强小于0.6T，且磁场方向与液流方向垂直。铁量仪采用开路垂直磁场沿液流方向分离铁磁性磨屑（见图3），磨屑分离区设计在磁场最大场强（1.6T）处，铁磁性磨屑在该区域受到的磁吸力约为铁谱仪的10倍，且磁场方向与液流方向平行，因而大大提高了分离效率，能够有效地捕捉到油液中全部大于5μm的铁磁性磨屑。图3中铁量仪送油管末端约30mm长度都处于聚能磁铁磁极产生的垂直磁场作用区内。被测油液流经这一区域时，油液中的铁磁性磨屑受到越来越大的聚中磁场的引力，不断聚中向下作加速运动，最终被吸附在托盘支架表面中心区域，均匀分布在一个直径约3mm的圆形区域内。