一种用于液体颗粒计数器降低颗粒计数时重叠率的异形管

一种用于液体颗粒计数器降低颗粒计数时重叠率的异形管

凌曦 钟晨炜 何琰 栾欣洲 郭子卿 成都航利 (集团 )实业有限公司 , 四川成都 611930

摘 要：发明了一种能降低液体颗粒计数器计数时颗粒重叠率的异形管，用于液体颗粒计数器。试验表明，使用方便、数据测量稳定准确，可满足液体颗粒计数试验的要求。

关键词：液体颗粒计数；异形管

1. 前言

在机械装备系统使用过程中，大量的颗粒污染物以悬浮状态进入油液，并随油液在系统中运动。当较大的固体颗粒物进入到摩擦副表面包括伺服阀之类的精密元件时，将使工作摩擦力增大，产生磨料磨损，甚至使系统卡死。目前常用的方法是使用油液污染度等级来表征油液污染程度，主要采用的方法是使用液体颗粒计数器的颗粒计数分析法。液体颗粒计数器分为遮光型、光散射型、滤网堵塞型、电阻型和图像分析型等。其中，遮光型液体颗粒计数器的原理是当含有颗粒的液样通过传感器的光束时，一部分光被颗粒遮挡而引起光强度的变化，被遮挡的光量与颗粒的大小成正比。通过测量颗粒通过传感器时遮挡的光的强度和频率，可以得到颗粒的大小和数量。

由于遮光型液体颗粒计数器可将液样中的固体颗粒逐个数出来，是严格意义上的颗粒计数器，并且具有测试速度快、动态分布宽、不受人为影响等各方面的优势，已成为很多行业进行液体中固体颗粒计数统计的主流方法。但是遮光型液体颗粒计数器在测试过程中的一个不足之处是：液样颗粒度测量主要针对1~100μm之间的颗粒，大部分是10μm以下的小尺寸颗粒。相对于固体颗粒的尺寸，样品池的宽度明显较宽，主要原因是样品池宽度难以加工到很小的尺寸并且尺寸太小更易导致样品池通道堵塞，这就导致了样品池中的固体颗粒在通过传感器光束不可避免的会重叠通过，最终导致因颗粒测量数量减小而评级降低，也会导致因颗粒尺寸增大而评级增加，检测的不确定性难以避免。目前未见有效办法解决上述问题。

2. 一种能降低液体颗粒计数器计数时颗粒重叠率的异形管

针对现有技术存在的不足之处，本文提供了一种能降低液体颗粒计数器计数时颗粒重叠率的异形管。液样通过此异形管进入样品池后，能显著降低颗粒通过传感器光束时的重叠率。

图1 异形管

图中：1.异形管外凸部分，2.异形管内凹部分

图2 异形管安装位置示意图

图中：3.颗粒计数器输液管，4.异形管，5.颗粒计数器光源，

6.样品池，7.传感器光束，8.光信号接收器，9.排液管

2.1异形管结构与原理

如图1和图2所示，本文所提供的异形管4其外壁面制有外凸部分1和内凹部分2的螺旋型沟槽，螺旋型沟槽沿异形管长度方向螺旋形延伸。异形管4一端连接液体颗粒计数器输液管3，另一端连接样品池6。当液样被颗粒计数器从样品瓶中抽入后，经过输液管3流入异形管4中。处于异形管4管体中心位置的颗粒不受异形管内凹部分2的影响正常向前流动。异形管4为双头螺旋槽管，其管壁上具有外凸和内凹的、光壁面上制有螺旋槽，槽深内径比小于并接近0.5，在其长度方向就形成了一个较小的颗粒运输通道。并且，由异形管内凹部分2形成的颗粒运输通道不同于光管均匀内径下所形成的颗粒运输通道，在形成较小颗粒运输通道的同时不会影响大颗粒的流动，也就不会导致管体堵塞。由于内凹部分2的影响，整个异形管管内流体呈现从管外壁到管中心位置较大的流速梯度，以中心位置流速最快。这样处于管体中心位置以外位置的固体颗粒受到朝向中心位置的力的影响，最终逐渐靠近并汇合进中部液流，被中部液流带动向前流动。

2.2操作方法

工作时，当样品瓶中的带固体颗粒的油样被颗粒计数器抽入颗粒计数器输液管3后流入异形管4，由于受到异形管内凹部分2的影响，异形管4内油样形成了螺旋向前，以异形管4中心位置为最高流速，管外壁位置为最低流速，具有较大流速梯度的螺旋液流。在此液流的作用下，液样中的固体颗粒逐渐向异形管4中部集中，初步减低了颗粒重叠率。并且，由于异形管4具有小于并接近0.5的槽深内径比，就形成了一个很小的颗粒运输通道。固体颗粒在向异形管4中部集中的同时，可以进一步降低重叠率。由此在异形管的出口处形成了一股相对集中的颗粒射流，在通过传感器光束7时可以明显降低检测时的颗粒重叠率。

3结论

本文中提出的异形管结构，通过降低样品池中固体颗粒重叠率，达到提高检测精度的目的，对提高现有技术中的油液颗粒度检测精度有积极意义。

参考文献

[1] GJB 420A-1996《飞机液压系统用油液固体污染度分级》

[2] GJB 420B-2015《航空工作液固体污染度分级》

[3] GJB 380.2A-2015《航空工作液污染测试 第2部分：在系统管路上采集液样的方法》

[4] GJB 380.3A-2015《航空工作液污染测试 第3部分：自动颗粒计数器校准》

[5] 马朋朋，航空油液污染度检测技术研究及应用[J]，航空维修与工程，2016年第12期

作者简介：

凌曦（1983-），女，汉族，籍贯：四川成都，技师，学士，国营川西机器厂，研究方向：油液颗粒度检测

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