液體自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器是當(dāng)前液壓污染控制技術(shù)領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵性設(shè)備。針對(duì)該儀器的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，詳細(xì)分析了不同工作方式和測(cè)量原理的優(yōu)缺點(diǎn)、以及性能參數(shù)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，指出了儀器選用中應(yīng)關(guān)注的主要問題，對(duì)液體自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器的正確選擇和使用具有指導(dǎo)意義。

隨著流體污染檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展，液體自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器由于計(jì)數(shù)速度快、準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、操作簡(jiǎn)便且結(jié)果不受人為因素的影響，既可以在線用于現(xiàn)場(chǎng)工作，又可以離線用于實(shí)驗(yàn)室分析，因此在流體顆粒污染分析中獲得了廣泛應(yīng)用，已成為當(dāng)前液壓污染控制技術(shù)領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵性設(shè)備。然而，目前在國(guó)內(nèi)既有大量的國(guó)產(chǎn)儀器，又有眾多的進(jìn)口產(chǎn)品；既有臺(tái)式、便攜式儀器，又有在線式儀器；既有遮光原理，又有散射、濾網(wǎng)堵塞等工作原理。產(chǎn)品眾多，廠家不一，魚龍混雜，良莠不齊。那么，面對(duì)紛繁復(fù)雜的市場(chǎng)，怎樣選擇一臺(tái)合適的液體自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器十分必要。

1、根據(jù)儀器工作方式選擇

按照工作方式，目前液體自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器主要分為臺(tái)式、便攜式和在線式三種。

1.1臺(tái)式

實(shí)驗(yàn)室分析儀器，一般由顆粒傳感器、自動(dòng)瓶取樣器和數(shù)據(jù)分析器三部分組成，采用離線瓶式取樣方式工作，即將待分析的液樣采用潔凈的取樣容器從現(xiàn)場(chǎng)采樣后，送到實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行顆粒污染度檢測(cè)。其結(jié)構(gòu)Z為復(fù)雜，功能Z全，測(cè)量準(zhǔn)確度Zgao，對(duì)工作環(huán)境的溫濕度、空氣潔凈度和電磁干擾有一定的要求，因此價(jià)格較高。

該類儀器由于必須采樣送到實(shí)驗(yàn)室中才能進(jìn)行分析，因此數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性差，容易因取樣容器、采樣過程等環(huán)節(jié)引入二次污染，造成測(cè)量誤差，但另一方面，由于檢測(cè)人員可以方便觀察待檢測(cè)的液樣，因此也可以防止因水、氣泡、大顆粒等造成的測(cè)量數(shù)據(jù)異常。

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1.2便攜式

非固定在線式檢測(cè)儀器，主要針對(duì)經(jīng)常需要變換場(chǎng)所的現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)設(shè)計(jì)。一般也由顆粒傳感器、在線取樣系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析器三部分組成，但功能較少，結(jié)構(gòu)更為緊湊，設(shè)計(jì)為一體，便于攜帶。其取樣系統(tǒng)一般采用計(jì)量泵，檢測(cè)體積依靠計(jì)量泵的流量和測(cè)試時(shí)間保證，易受到系統(tǒng)壓力和流量波動(dòng)的影響，因此測(cè)量準(zhǔn)確度相對(duì)臺(tái)式要差。

該類儀器對(duì)工作環(huán)境要求較低，價(jià)格適中。由于主要采用在線方式工作，無須取樣容器，克服了采樣帶來的二次污染，因此數(shù)據(jù)報(bào)告及時(shí)、準(zhǔn)確，但因無法方便觀察到待檢測(cè)的液樣，檢測(cè)結(jié)果易受水、氣泡、大顆粒等影響，且受影響時(shí)很難及時(shí)排除，尤其顆粒傳感器堵塞時(shí)，拆卸不便，維護(hù)更難。該類儀器由于也可以采用離線瓶式取樣方式工作，且價(jià)格較低，近年來受銷售宣傳影響，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)選擇作為實(shí)驗(yàn)室分析儀器使用。這是一個(gè)誤區(qū)。該類儀器主要是針對(duì)在線檢測(cè)設(shè)計(jì)。

1.3在線式

固定在線式檢測(cè)儀器。該類儀器通常稱為現(xiàn)場(chǎng)污染監(jiān)測(cè)儀，直接安裝在液壓系統(tǒng)上，不是真正意義上的自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器，無法將顆粒一個(gè)個(gè)數(shù)出來，僅能根據(jù)一定的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行估測(cè)或補(bǔ)償修正。其結(jié)構(gòu)Z為簡(jiǎn)單，一般無獨(dú)立的計(jì)量泵在線取樣系統(tǒng)，采樣流量極易受系統(tǒng)壓力和流量波動(dòng)的影響；同時(shí)，其顆粒傳感器和分析器也做了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，因此測(cè)量準(zhǔn)確度Z差，檢測(cè)誤差約為1個(gè)污染度等級(jí)。

該類儀器對(duì)工作環(huán)境無要求，價(jià)格便宜，但功能單一，大多無法直接顯示顆粒尺寸分布數(shù)據(jù)，有些甚至僅僅顯示顆粒污染度等級(jí)，因此一般作為在線趨勢(shì)監(jiān)測(cè)使用，檢測(cè)數(shù)據(jù)不宜作為是否合格的判據(jù)。

從上述分析可見，如果對(duì)測(cè)量結(jié)果要求較高，經(jīng)常需要采用取樣容器從現(xiàn)場(chǎng)采樣帶回實(shí)驗(yàn)室分析，一般應(yīng)選擇臺(tái)式儀器；如果需要經(jīng)常變換檢測(cè)地點(diǎn)，對(duì)不同的液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，而又對(duì)測(cè)量結(jié)果要求較高，一般應(yīng)選擇便攜式儀器；如果對(duì)測(cè)量結(jié)果要求不高，需要連續(xù)監(jiān)控固定液壓系統(tǒng)的污染控制趨勢(shì)，一般應(yīng)選擇在線式儀器；如果用于液壓過濾器多次通過試驗(yàn)，Z好選擇專用的在線顆粒計(jì)數(shù)系統(tǒng)。

2、根據(jù)儀器工作原理選擇

目前，國(guó)內(nèi)液壓污染控制技術(shù)領(lǐng)域使用的液體自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器，采用的工作原理主要有遮光型、光散射型、濾網(wǎng)堵塞型、電阻型和圖像分析型等。

2.1遮光型

該類儀器是一種嚴(yán)格意義上的自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器，可將液樣中的固體顆粒逐個(gè)數(shù)出來。其測(cè)量下限為1μm，尤其對(duì)1～100μm之間的顆粒，具有非常高的測(cè)量精度，正好與污染度等級(jí)的顆粒尺寸范圍相對(duì)應(yīng)。另外，它可通過測(cè)量少量的液樣，在幾分鐘內(nèi)迅速得到結(jié)果，測(cè)量速度快，同時(shí)對(duì)顆粒濃度要求低，液樣中僅有百萬(wàn)分之一即可檢測(cè)出來，因此，該類儀器已成為目前油液顆粒污染分析中應(yīng)用Z廣泛的儀器。

但是，該類儀器的應(yīng)用也有局限性，其要求測(cè)量的液體是半透明的和均質(zhì)的，任何形成光學(xué)界面的成份，例如乳化液、兩相液體、液體混合物、游離水和空氣等，都將被當(dāng)作顆粒記錄下來。該類儀器采用的光源主要有白光和激光光源。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，激光光源由于壽命可長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)，且光強(qiáng)均勻，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，已逐步取代了白光光源。

2.2光散射型

該儀器Zda的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量下限較低，可達(dá)0.1μm，但是限于檢測(cè)器的安裝數(shù)量，其測(cè)量上限一般較低，僅為25μm，測(cè)量范圍較窄。若擴(kuò)大其測(cè)量范圍，必須增加檢測(cè)器的數(shù)量，因此測(cè)量范圍大的儀器，體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。該類儀器多用在要求檢測(cè)1μm以下顆粒的領(lǐng)域，測(cè)量的介質(zhì)多為空氣和水基液體。

研究表明，該類儀器對(duì)顆粒的折射率比較敏感，對(duì)于校準(zhǔn)采用的二氧化硅和聚苯乙烯乳膠顆粒具有非常好的測(cè)量一致性，但是在檢測(cè)實(shí)際液壓系統(tǒng)的油樣時(shí)，尤其是潤(rùn)滑油樣，由于含有炭黑、磨損金屬等或黑或亮的顆粒存在，其檢測(cè)結(jié)果要比實(shí)際顆粒數(shù)量少一倍左右。

另外，國(guó)內(nèi)粒度分析行業(yè)大量使用的激光粒度分析儀，雖然采用的也是光散射原理，也可用于檢測(cè)液樣中顆粒的尺寸分布，但是該儀器僅能從總量上分析，進(jìn)而測(cè)定出各種尺寸顆粒所占的百分比，無法對(duì)被測(cè)試液樣中不同尺寸的顆粒逐個(gè)計(jì)數(shù)，同時(shí)要求被測(cè)液樣中顆粒濃度不能太低，因此不適用于液壓污染控制行業(yè)顆粒污染度檢測(cè)。

2.3濾網(wǎng)堵塞型

目前，可供選擇的標(biāo)準(zhǔn)濾網(wǎng)有5μm、10μm和15μm三種。該類儀器不是嚴(yán)格意義上的自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器，無法對(duì)顆粒真實(shí)計(jì)數(shù)，僅能根據(jù)檢測(cè)的參數(shù)，與校準(zhǔn)時(shí)采用的標(biāo)準(zhǔn)顆粒的尺寸分布進(jìn)行比較，進(jìn)而估算出被測(cè)液樣的顆粒尺寸分布，因此，該類儀器在檢測(cè)實(shí)際液壓系統(tǒng)的液樣時(shí)，由于被測(cè)液樣與標(biāo)準(zhǔn)顆粒的尺寸分布往往不同，檢測(cè)結(jié)果的誤差較大，尤其是大顆粒。

使用經(jīng)驗(yàn)表明，該類儀器每次使用后，濾網(wǎng)必須反向沖洗干凈，才能保證檢測(cè)結(jié)果的重復(fù)性。但是，該原理檢測(cè)速度快，無須對(duì)液樣稀釋，且結(jié)果不受游離水、空氣、兩相液體、液樣狀態(tài)等影響，因此在檢測(cè)混合液、乳化液、深色液樣、含空氣液樣等時(shí)，具有一定的優(yōu)勢(shì)。

2.4電阻型

該類儀器目前可測(cè)量的顆粒尺寸范圍為0.4～1200μm。該原理通過逐個(gè)對(duì)顆粒進(jìn)行測(cè)量和計(jì)數(shù)得到顆粒尺寸分布，屬于測(cè)量方法，測(cè)量精度和分辨力均非常高，特別適用于顆粒尺寸分布比較窄的標(biāo)準(zhǔn)顆?；蝾w粒濃度比較低的應(yīng)用場(chǎng)合。但是，由于該類儀器要求所檢測(cè)的液體為導(dǎo)電液體，用于檢測(cè)礦物型油液還存在困難，因此在液壓污染控制油液污染分析中應(yīng)用較少，目前主要用于醫(yī)藥等檢測(cè)水基液體的行業(yè)和領(lǐng)域。

2.5圖像分析型

該類儀器目前多采用數(shù)字CCD快速成像技術(shù)，對(duì)通過一狹窄流道中的被測(cè)液體進(jìn)行拍照成像，然后采用軟件自動(dòng)識(shí)別并統(tǒng)計(jì)顆粒的尺寸分布。其測(cè)量原理的實(shí)質(zhì)是光學(xué)顯微鏡計(jì)數(shù)法，測(cè)量下限約為2μm。該類儀器由于采用成像技術(shù)，因此依據(jù)所帶的測(cè)量軟件，可方便測(cè)量數(shù)量、Zda直徑、當(dāng)量投影直徑、比表面積等各種顆粒物理參數(shù)，同時(shí)還可以對(duì)顆粒進(jìn)行形貌分析，區(qū)分顆粒種類和成因。

但是，該類儀器需要對(duì)顆粒先拍照后統(tǒng)計(jì)，無法對(duì)通過的顆粒逐個(gè)計(jì)數(shù)，因此易造成重復(fù)計(jì)數(shù)或漏計(jì)數(shù)，測(cè)量重復(fù)性稍差。另外，由于拍照中的顆粒處于流動(dòng)狀態(tài)，限于光電器件的反應(yīng)速度，易因顆粒拖尾造成測(cè)量誤差。

從上述分析可見，目前液壓污染控制行業(yè)用于油液顆粒污染分析的液體自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器，若無特殊需要，應(yīng)首先選用遮光型儀器，同時(shí)采用激光顆粒傳感器。