[发明专利]一种适用航空滑油磨损颗粒信息快速检测系统及方法

说明书

本发明实施例公开了一种适用航空滑油磨损颗粒信息快速检测系统，包括激光诱导击穿机构、激光照射机构、石英管道、泵、流体槽、光谱采集分析机构及成像处理机构。石英管道、泵及流体槽形成连通回路，且回路中循环流动有颗粒试样；激光诱导击穿机构输出高能激光脉冲经扩束聚焦至石英管道中与颗粒试样作用产生等离子体；光谱采集装置采集等离子体光谱，经光谱分析仪得到颗粒试样中各金属元素成分及含量；激光照射机构输出连续可见激光经扩束照射石英管道中颗粒试样，接收屏上形成散斑图像和金属颗粒阴影图像经CCD成像装置处理，获取金属颗粒的运动速度信息及颗粒实际尺寸。本发明实施例，快速实现对大小磨损颗粒的成分及其含量的变化检测。

技术领域

本发明涉及航空设备检测技术领域，尤其涉及一种适用航空滑油磨损颗粒信息快速检测系统及方法。

背景技术

航空装备会出现不同形式的故障，其中以磨损最为常见。在航空装备中，由于机器零件摩擦副的相互作用，产生许多细小磨损颗粒，这些磨损颗粒在润滑系统的作用下悬浮于航空油液中，磨损下来的颗粒蕴含着设备磨损状态的重要信息，如果能有效地分析出这些磨损颗粒的种类、数量、成分及其变化规律，就可以判定机械零件摩擦副的磨损状态。

航空油液监控是以油液分析为手段，通过在用油液的磨粒检测、污染度检测、理化性能检测等，对飞机的使用状况实施动态监控，提前预报和诊断故障，提高航空装备的可靠性和维修水平。

目前，常用的航空油液分析方法主要有：光谱分析、铁谱分析、油品理化性能分析、油滤分析、磁塞分析、颗粒计数分析等。其中，光谱分析通常分为原子发射光谱分析和原子吸收光谱分析。原子发射光谱是利用原子在外界能量作用下，由于其核外电子的能级跃迁而发射出不同特征谱线的原理，对油液中微粒进行定量分析；原子吸收光谱是利用原子对具有一定特征谱线光的吸收来测量油中微粒的含量。前者一次可以同时分析出近30种不同元素的浓度，而后者一次只能分析出一种元素的浓度。显然，发射光谱的效率要高于吸收光谱，二者的分析精度都能达到10^-6(ppm)级。铁谱分析是利用高梯度强磁场的原理，将润滑油中的磨损颗粒分离出来，这些磨粒按一定的规律排列在谱片上，然后通过铁谱显微镜对磨损颗粒的特征进行观察，从而对其进行定性与定量分析。油品理化性能分析主要包括油液黏度、水分、总碱值、闪点、凝点、灰分、氧化、硝化、硫化、添加剂等性能检测，通过该技术，可以有效延长在用油的换油期限。油滤分析是指定期检测油滤，并将油滤上的碎屑清洗下来，作定性和定量分析，获得碎屑的形貌和来源信息。磁塞分析通过把磁性柱塞插入润滑油油路中或者直接放在油箱中，用来吸附润滑油中的磁性颗粒，定期将磁铁取出，对其吸附的磁性颗粒进行分析。颗粒计数分析能够对一定容量的油样中所含固体颗粒按照粒度尺寸进行计数，由此得到油样中与大小相关的颗粒数目，但颗粒计数器一般是适用于磨损速率低、磨损颗粒数量少的液压系统或比较洁净的润滑油系统。

光谱分析技术是机械设备故障诊断、状态监测中应用最早的最成功的现代技术之一，它可以有效地监测滑油系统中润滑油所含磨损颗粒的成分及其含量的变化，具有分析速度快、精度高等优点。例如FLAAS、GFAAS、RDE-AES、ICP-AES等。目前我国广泛使用的仪器有美国贝尔得(BAIRD)公司生产的MOA型与超谱(SPECTRO)公司生产的M型原子发射光谱分析仪。但是，上述光谱分析技术只能分析出润滑油中颗粒尺寸较小的磨粒，通常颗粒直径小于10μm，却对大于10μm的颗粒不敏感，而这些大尺寸磨粒正是可以反映设备异常磨损状态的重要指标。对于大颗粒的检测，目前使用最多的是X射线荧光光谱分析法，但该方法的分析成本较高，而且不能分析原子序数在10以下的元素，检出限也不理想。

因此，亟需一种航空油液分析方法，不仅能快速实现对润滑油中大小磨损颗粒的成分及其含量的变化检测，还能降低分析成本。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种适用航空滑油磨损颗粒信息快速检测系统及方法，不仅能快速实现对润滑油中大小磨损颗粒的成分及其含量的变化检测，还能降低分析成本。