磨损颗粒分析-激光网细颗粒计数和形状再现性

LaserNet fine®-C (LNF-C),如图1所示,是一款台式分析工具,将颗粒形状分类和颗粒计数的油分析技术结合在一个仪器中。LNF-C分析来自各种类型设备和机械的液压和润滑油样品,这些设备和机械是机器状态监测程序的一部分。2020欧洲杯下注官网监测主要基于从机器内部部件产生的异常磨损颗粒的形态分析和粒度分布。欧洲杯猜球平台操作人员将获得流体样品中发现的颗粒的评估,以及同一设备以前的结果历史。2020欧洲杯下注官网欧洲杯猜球平台LNF-C可以作为一个独立的分析仪器,或与一个全面服务的石油分析程序结合使用。

Lockheed Martin战术防御系统与海军研究办公室的海军研究实验室合作开发了Lasernet罚款,作为其加速能力维护倡议的一部分。原装LNF仪器设计为单独的独立仪器,用于粗糙,冲击和振动保护案例,用于船用使用。此版本称为LasernetFines®-M(M代表军事),不再可用。该LaserNet罚款®-C (C for Commercial)是一个重新配置和更实惠的版本,使用外部计算机控制和数据存储。LNF-C和LNF-M的样品处理、软件和结果都是一样的。因此,在下文中,我们将把该工具称为LNF,尽管它是目前商业上可用的LNF- c模型。

LasernetFines®-C颗粒形状分类器和粒子计数器
图1所示。LasernetFines®-C颗粒形状分类器和粒子计数器

激光网细粉(LNF)分析仪的形状识别特征

LNF作为粒子形状分类器,利用神经网络为用户提供所有大于20 μ m的粒子的形状识别。算法将粒子分为以下几类:切削、疲劳、剧烈欧洲杯猜球平台滑动、非金属和纤维。形状识别软件还会对圆度进行测试,因此大于20 μ m的气泡和水滴是基于此特征的自由水的近似结果。

雷环网罚款的粒子计数能力(LNF)分析仪

作为一个粒子计数器,LNF处理和存储数以千计的图像,以获得良好的计数统计。粒欧洲杯猜球平台子的大小是直接确定的,结果可以通过ISO代码(>4µm、>6µm、>14µm)或NAS代码(5-15µm、15-25µm、25-50µm、50-100µm、>100µm)来显示。该仪器的直接成像能力消除了校准测试灰尘的需要。大于20µm的气泡被忽略,激光的力量足以处理严重的煤烟(黑色)油。

LNF的基本操作原理如图2所示。代表油样从润滑系统中取出并带到仪器。通过采用脉冲激光二极管的专利观察电池绘制的油,以冻结颗粒运动。相干光通过流体透射并成像到数字CCD相机上。分析每个所得到的图像用于粒子,最终用于确定悬浮颗粒的特性并获得良好的计数统计欧洲杯猜球平台数据。测量浓度4μm至超过100μm的粒度。

LNF-C基本操作
图2。LNF-C基本操作

样品的粒度尺寸和ISO分类

LNF在最大弦(最大直径)方面报告粒径,并且还计算与ISO清洁度码相容的等效圆形直径。为大于20μm的颗粒计算形状特性,并且将颗粒分为磨损类别或污染物类别。欧洲杯猜球平台用专门为LNF系统开发的人工神经网络进行分类。

激光网细粉(LNF)分析仪的形状分类能力

通过选择形状特征,可以在疲劳、切割、严重滑动、非金属、纤维、水气泡和气泡之间进行最佳区分。一个广泛的粒子库,由人类专家识别,被用来训练人工神欧洲杯猜球平台经网络。图3显示了LNF形状分类功能的一个示例。

LNF的形状分类
图3。LNF的形状分类

校正激光网罚款分析仪,以符合iso4406:1999标准

LNF主要设计为自动磨损颗粒形状分类器和趋势工具,以帮助条件监测程序。然而,由于其直接成像能力,它也是一种精确的粒子计数器。它是ISO 4406:1999兼容。LNF不需要使用NIST标准参考材料(SRM)28062校准,因为它直接图像颗粒。欧洲杯猜球平台在制造过程中,倍率被校准到已知线性尺寸的对象。这与传统的粒子计数器不同,并消除了将昂贵的要求送回工厂进行年校准。

颗粒计数符合NIST SRM 2806标准

值得注意的是,LNF正确地计算NIST SRM 2806(或其衍生物,市售的部分)。通过在膜过滤器上捕获来自SRM 2806液压流体的颗粒并通过使用扫描电子显微镜(SEM)来计数粒子来确定SRM 28欧洲杯猜球平台06的NIST。当欧洲杯猜球平台通过SEM观察时,颗粒显得坚固,即使颗粒可能是可见的和近可见光的透明。因此,SEM填充在通过传统自动激光阻挡颗粒计数器的传感器的传感器经过时可能部分欧洲杯猜球平台透明的颗粒区域。自动堵塞粒子计数器正确测量SRM 2806,因为这是它们被校准的流体。另一方面,LNF正确测量SRM 2806,因为它是校准到已知的线性尺寸的自动显微镜,比使用任意校准流体更大的基本校准。LNF直接图像每个粒子,而自动堵塞颗粒计数器仅抵制堵塞的光线。从本质上讲,LNF实现了NIST为第一个原则的NIST为NIST的计数相同的计数。自动堵塞粒子计数器不提供有关颗粒形状的信息。

当通过传统的自动光堵塞粒子计数器的计数比较通过LNF测量的磨粒计数时可能发生差异。固体固体的金属颗粒将阻欧洲杯猜球平台塞与其尺寸成比例的更多光,而不是将透明颗粒成比例。因此,光堵塞颗粒计数器将高估金属颗粒的尺寸。欧洲杯猜球平台LNF成像可以被认为是自动显微镜系统,其在流过电池时捕获颗粒的数字图像。欧洲杯猜球平台LNF填充在样品中可能遇到的纤维或非金属颗粒的任何半透明区域,并分别计算液压清洁度(ISO代码)和磨损粒子趋势的等效圆形直径和最大欧洲杯猜球平台直径值。

NAS 1638激光细粉(LNF)分析仪的分类

因为LNF仪器记录了它所记录的所有粒子的总大小分辨率,所以它能够报告NAS和NAVAIR清洁度代码。欧洲杯猜球平台NAS 1638由美国航空航天工业协会(Aerospace Industries Association of America)开发,与ISO 4406类似,它根据预定义的特定颗粒大小的颗粒数量对洁净度进行分类。NAVAIR 01-1A-17是美国海军颗粒清洁度标准。LNF可以定期测量NIST SRM 2806等油中测试粉尘的悬浮,以验证仪器的正常运行,但标准参考材料从不用于校准LNF。可以使用流体检查对话框(图4),以累积图形结果显示与经过认证的NIST标准的性能比较。

校准验证软件对话框
图4。校准验证软件对话框

LaserNet罚款自2000年开始商用以来,已有200多台仪器在全球38个国家的各种军事和工业应用中服役。每个LNF都必须成功地测量上述检测流体,但从未进行过LNF重复性的系统测试。本文介绍了这种测试方法。

案例研究-粒子计数和形状分类的激光网细粉重现性试验

本应用笔记展示了在5台激光网细粉(LNF)磨损颗粒分级机和颗粒计数器仪器上进行的再现性和重复性测试中最近生成的数据。试验采用中试粉尘分散在矿物油中进行。

将Medium Test Dust与约700ml粘度为63 cSt的提纯矿物油在40°C下混合,制备出主油样品。该矿物油最初在激光网罚款上进行了分析,以检查颗粒污染,发现它非常干净,符合ISO代码13/11/6。它每毫升只含有48个大于4µm的颗粒。欧洲杯猜球平台使用一美国夸脱(950毫升)容器准备主样品。在添加中试粉尘之前,大约有1 / 4的矿物油被倒出容器。油被移走,使内容物易于摇晃,以便灰尘能够很好地分散在容器中剩余的约700毫升矿物油中。主样品与中等测试粉尘然后被用来准备五个相同的样品。

5个125毫升宽口塑料样品瓶被打开并排在实验室的工作台上。在用力摇晃主样品后,立即将约10 - 12ml的主样品倒入第一个塑料样品瓶,然后是第二个,然后是第三个,以此类推。一旦前10或12毫升被倒入5个样品瓶中,这个过程将重复7或8次,直到每个瓶子大约有3 / 4满。这个程序的目的是使5个瓶子中的粒子数量尽可能相似。

用激光网细粉(LNF)分析仪分析样品

为这次测试选择的五个LNF是新旧仪器的结合。最老的仪器S/N 0021大约是6年前制造的,而S/N 0226和S/N 0239是为了测试而从库存中取出的全新仪器。另外两种仪器,S/ n0079和S/ n0186已经使用多年。为了验证操作是否正确,在五个LNF中分别注入检查液。使用的LNF检查液是PartiStan,中等测试液压油中的粉尘;NIST标准参考材料28062的商业版本。

激光网细粉分析仪的重复性试验

以这种方式进行再现性测试,以便随机化样品瓶的效果以及从每瓶中取出样品的顺序。每种仪器上的每个样品瓶中的每一个都在一次。每个仪器首先从五个瓶子中的一个采样一个瓶子,每种仪器从五个瓶中中的一个取样第二瓶,每个仪器从五个瓶子等中的一个采样三个瓶子,直到五个样品从五瓶中的每一个运行。每次,在将LNF SIPPER管插入样品瓶中以将样品拉入LNF进行测量时,样品瓶会剧烈手动摇动,以彻底地分散它所含的颗粒。欧洲杯猜球平台然后通过将瓶子放入具有电源密度> 4000W / m的超声浴中的瓶子来除去气泡2两分钟。然后把样品瓶拿来了
立即到五个LNF中的一个开始测量程序。

来自Lasernet罚款的分析结果(LNF)分析仪

在五个LNF上分析的五个样品的分析结果如表1到7所示。

  • 表格1-本试验的重现性定义为在相同样品和不同仪器上用相同的试验方法获得的试验结果。表1显示了样品运行的顺序,每个样品从哪个瓶子中取出,在哪个仪器上运行样品和相应的分析结果。25次运行的重现性总结为每个粒径范围的平均、标准偏差和相对标准偏差。相对标准偏差(RSD)为3.2%。欧洲杯猜球平台计数是针对直径大于规定尺寸的等效圆形颗粒欧洲杯猜球平台。LNFsoftware通过填充任何透明的内部像素,将每个粒子的像素图像转换成一个区域。然后从得到的面积计算出一个等效的圆直径。
  • 表2.-重复性是指在相同的样品和相同的仪器上用相同的测试方法获得的测试结果。表2显示了单个LNF仪器的重复性。正如人们所预料的那样,同一仪器上的重复性要优于多个仪器上的重复性,在这些条件下,对于大于4µm的颗粒,RSD(相对标准偏差)的平均值为2.7%。欧洲杯猜球平台
  • 表3这个表格比较了每种乐器5次的平均成绩。它比较了5种粒子计数仪器的性能。
  • 表3 b-这个表格比较了从每个瓶子中提取的五个样本的粒子数的平均值。
  • 表3 c- 该表比较了从每个样品瓶中取出的不同“层”的平均值。层1是从瓶子,第2层拍摄的第一样品,第二样品等。这试图确定当样品从每个瓶中取出样品时存在差异。
  • 表4.-这个表格展示了在25次运行中粒子形状分类的数据。
  • 表5.- 该表提供了个别仪器的粒子形状分类数据。
  • 表6A.-这张表比较了每一种仪器在形状分类分类中所有五次运行的平均值。这张表显示了形状分类在不同工具之间有多接近一致。
  • 表6B.- 该表比较了从每个瓶子中取出的五个样品的形状分类类别的平均值。
  • 表6C.-该表比较了从每个样品瓶中提取的不同“层”的形状分类类别的平均值。层1是从瓶子,第2层拍摄的第一样品,第二样品等。这试图确定当样品从每个瓶中取出样品时存在差异。
  • 表7.- 此表将NIST SRM 2806粒子分布与LNF结果进行了比较。

激光网粉(LNF)分析仪检测结果分析

从中获得的结果分析Lasernet罚款(LNF)分析仪

  • 表格1正如所预期的那样,显示通常,随着颗粒变大,RSD增加。欧洲杯猜球平台由于存在这么少,RSD对于最大的颗粒变得相当毫无意义。欧洲杯猜球平台
  • 表2.数据显示,各个仪器的重复性优于几种仪器之间的再现性,如预期的那样。
  • 表3数据表明,这些仪器在给颗粒上浆时是相当一致的。欧洲杯猜球平台
  • 表3 b数据表明,本研究中使用的5瓶试验油的粒径和浓度差异不大。
  • 表3 c表明样品是最先还是最后从每个瓶子中取出的,差别不大。
  • 表4.数据显示,对于最小的粒子,形状分类的RSD并不像粒子计数的RSD那么低,但LNF软件不会尝试粒子识别,直到粒子的弦长(最大直径)至少20µm。欧洲杯猜球平台简单计数颗粒>20µm的RSD也不低,为11.0%。欧洲杯猜球平台值得注意的是,在切削、滑动、疲劳和非金属类别(C+S+F+N)中粒子的组合总数欧洲杯猜球平台在8.5%的重现性是合理的。非金属颗粒的RSD为13.0%,仅略高于所有颗粒>欧洲杯猜球平台20µm在11.0%时的RSD。请注意,>20µm颗粒的数量约为切削、滑动、疲劳和非金属颗粒总数的三分之一。欧洲杯猜球平台这主要是因为>20µm颗粒的颗粒数是由当量圆直径决定的。欧洲杯猜球平台切割、滑动、疲劳和非金属颗粒的尺寸由最大直径(最大弦长)决定。欧洲杯猜球平台因此,任何不完全是球形的粒子,其等效圆直径将小于其最大弦长。例如,长30µm的条料的面积可能只有10µm的当量直径。
  • 表5.数据表明,单个仪器对粒子分类的重复性优于5个仪器的整体重复性。
  • 表6.数据表明,颗粒形状分类的差异似乎是由于仪器之间的差异,而不是由于每个瓶中的颗粒总体或从每个瓶中提取样品时的差异。
  • 表7.数据表明,LNF测量的颗粒分布与NIST SRM 2806的颗粒分布是一致的。SRM 2806的中位计数为6095个颗粒每毫升> 4µm。欧洲杯猜球平台在本试验中使用的液体中MTD的浓度约为12.3倍,为74,986个颗粒/ ml > 4µm。欧洲杯猜球平台如果将12.3的因子应用于SRM 2806报告的其他大小类别的中位数计数,所得的浓度与LNF产生的数据相比更为有利。另一种比较该数据的方法是将LNF结果除以每个大小类别的NIST中位数计数数。同样,结果比率表明LNF报告的分布基本上与SRM 2806的分布相同。

总结

5 LNF仪器的测试表明优异的粒子计数再现性和足够的粒子形状分类再现性,使得来自一个LNF的数据可以合理地与来自任何其他LNF的数据进行比较。

斯派克科学

这些信息已经从AMETEK Spectro Scientific提供的材料中获得,审查和改编。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息,请访问AMETEK斯派克的科学。

引用

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  • 美国心理学协会

    AMETEK斯派克的科学。(2020年10月26日)。磨损粒子分析 - 雷诺网粉末计数和形状再现性。AZoM。6月19日,2021年6月19日从//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=4583中检索。

  • MLA

    AMETEK斯派克的科学。磨损颗粒分析-激光网细颗粒计数和形状再现性。AZoM.2021年6月19日。

  • 芝加哥

    AMETEK斯派克的科学。磨损颗粒分析-激光网细颗粒计数和形状再现性。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=4583。(2021年6月19日生效)。

  • 哈佛

    AMETEK斯派克的科学。2020。磨损颗粒分析-激光网细颗粒计数和形状再现性.Azom,浏览2021年6月19日,//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=4583。

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