[发明专利]一种粒子分析的设备及方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种评估液体中粒子含量的设备和方法。特别是，本发明有关于一种测量机械系统或组件的磨损量的设备和方法。本发明的设备和方法结合离心法的使用。

背景技术

对机械系统和组件而言磨损是无法避免的。对于实施有效的预测性维护程序和测定安全系数与性能评定而言，测量磨损的能力是必要的。

一般而言，测量机械系统和组件的磨损程度有两个选项。第一个选项是通过截断或破坏性的方式，使机械系统拆离和用视觉检视机械系统的磨损表面。透过截断的方法来测量磨损程度将破坏机械系统的整体运作，并且可导致生产力损失和成本增加。第二个选项是透过非截断技术的方式测量机械系统和组件的磨损，如磨粒分析，也称为润滑剂分析。关于磨粒分析，一润滑剂样品，更具体来说，一油液样品，是从机械系统取出分开测试。

现代化整合式和自动化高速机械系统传统上会产生零生产和耗成本的停机时间。因此，非截断(non-interceptive)技术如磨粒分析对于测量所述系统的磨损程度而言特别有用。常见的磨粒分析技术包含光谱分析(spectroscopic analysis)、铁谱分析(ferrography)、过滤器膜片(filterpatch)分析、和磁性芯片检测器(magnetic chip detector，MCD)磨粒分析。

光谱分析

在标准的光谱分析中，润滑剂样品被稀释并且被一能源抽吸，所述能源可激发磨损金属或磨粒，使得润滑剂样品内的磨损金属发出可见光波长的光辐射。所述光辐射可被寄存和分析，用来测定润滑剂样品内磨损金属的尺寸和数量，进而测量机械系统的磨损程度。然而，光谱分析通常需要将润滑剂样品浸入溶液中。此外，光谱分析方法一般来说无法准确检测大于10微米的粒子。

铁谱分析

铁谱也常用于测定或测量机械系统的磨损程度。一般来说，磨粒从润滑剂样品中产生磁性沉淀，然后再用显微镜检视。测定润滑剂样品中磨粒的数量、尺寸和形态的至少一种，可提供机械系统的磨损程度的指标。三大用于在铁谱分析的设备类型为直读(DR)铁谱仪、铁谱分析系统、和铁谱扫描仪。铁谱分析所需的设备花费昂贵、体积庞大，并且操作复杂。

过滤器膜片分析

一个已知的磨损分析工具是艾默生过程管体理公司(Emerson ProcessManagement)的51WD磨损碎屑过滤器膜片机构。51WD磨损碎屑过滤器膜片机构被设计用来将磨粒从使用过的油样分开，再用显微镜观察。51WD磨损碎屑过滤器膜片机构需要一真空泵，来拉动被稀释的使用过油样通过一组过滤器膜片，进而根据磨粒的尺寸将油样内的磨粒分开。51WD磨损碎屑过滤器膜片机构有多个局限。这些局限包含一个使用51WD磨损碎屑过滤器膜片机构有关的相对较低效率和固定最低成本。

磁性芯片检测器(MCD)磨粒分析

磁性芯片检测器(MCD)通常用来收集磨粒，更具体来说是润滑剂(例如，使用过的油)样品中的含铁磨粒或碎片。MCD磨粒分析包含从MCD收集含铁磨粒、检视所收集的含铁磨粒、和同化检视过程中所搜集的信息，以形成机械系统的磨损情况的评估。通常情况下，MCD收集大型含铁金属磨粒(即大于100微米的粒子)。所述MCD收集而来的含铁金属磨粒可同时采用定量分析和定性分析来检视或评估。

机械系统和组件的维护程序的重要性日益增加，使得准确、可靠和具成本效益的分析设备、工具、系统和方法的需求不断增长。

发明内容

根据本发明的第一个方面，揭示一种磨损分析的方法，包含：将润滑剂样品引入管体内，所述管体包含一有预设孔径的过滤器膜片。所述方法还包含：对管体进行离心，使得润滑剂样品沿着管体的长度脱离，并且阻碍至少一部分的润滑剂样品通过过滤器膜片，至少一部分润滑剂样品大于过滤器膜片的预设孔径。

根据本发明的第二个方面，揭示一种磨损分析的方法，包含：将第一润滑剂样品引入第一管体内，所述第一管体包含数个过滤器膜片，每个过滤器膜片皆有预设孔径。所述方法还包含：将第二润滑剂样品引入第二管体内，所述第二管体包含数个过滤器膜片，每个过滤器膜片皆有预设孔径，并且对第一管体和第二管体同时进行离心，使第一润和第二润滑剂样品分别沿着第一和第二管体的长度脱离。第一管体和第二管体中至少一过滤器膜片分别捕捉部分第一和第二润滑剂样品，被捕捉在至少一过滤器膜片上的润滑剂样品是尺寸大于至少一过滤器膜片的预设孔径。