红外光谱仪定量检测润滑油中的水分Fluidscan-斯派超科技（北京）.PDF

红外光谱仪定量检测润滑油中的水分 Fluidscan Q1000定量检测润滑油中的水分 摘要：研究了红外光谱法在润滑油水污染测定中的应用。介绍了水分在几种常见类型的润滑 油中的不同红外响应，探讨了斯派超公司红外光谱仪FluidScan定量分析油中水分含量的方 法以及干扰因素。结果表明：通过独特的校准算法和庞大的参考油样库，FluidScan无需繁 琐的测试过程、昂贵的化学试剂以及对于操作员的培训，就能检测油品中溶解水的含量，得 到定量结果。它极大简化了现场油品分析过程，使设备现场的可靠性测试工程师可以从容的 进行油液分析工作。 水污染简介 水污染危害 油液的水污染是指由环境、冷却液或大气中水蒸汽凝结造成的水分积聚或溶解在 润滑系统造成的。水的危害主要是以下几方面：①破坏油膜，使润滑效果变差， 水污染超过1%会影响油膜的形成及其厚度；引起设备异常磨损；②加速油液的氧 化过程，严重影响设备的润滑状态及其可靠性。③改变油的粘度，初期阶段，水 分会降低油液粘度，但持续的水污染会导致油液氧化加速（氧化导致油液粘度升 高）；④对设备产生电化学腐蚀；⑤与润滑油添加剂发生反应，使添加剂功能失 效。因此必须及时检查和发现油液中含有的水份。 水污染的来源 润滑油、液压油中的水分有3种存在形式分别是溶解水、游离水和乳化水。溶解 水是指含量较少，在饱和度以下时水以溶解状态存在；油中含水量超过饱和度时， 水分聚集形成水滴或者液态水叫做游离水；水分与油形成乳化液，乳化液中的水 称为乳化水。 水分的来源主要有以下几个原因：①空气中的水分，如湿度较大 的环境中，柴油机停机后，潮湿的空气通过呼吸器口进入曲柄箱，水分溶解在油 中；②工作中产生，如柴油低负荷工作时，冷凝水顺着汽缸套内壁进入曲柄箱； ③系统机件故障渗入，如冷却器泄漏等。 目前主要检测方法 目前有一些用于测量润滑油和液压油等的含水量的标准方法。如称重法、蒸馏法、 卡尔费修滴定法、压力法、红外等。 重量法 重量法是将已恒重的称量瓶中加入一定质量的油液试样,将盛有试样的称量瓶放 入恒温烘箱中,烘干后,冷却,直至恒重。该方法简单、仪器设备费用较低。但它 的缺点也是明显的，首先，因为油脂中的水分和挥发成分同时逸去，因此前后之 差不仅包含水分，而且包含挥发成分的质量，所以它的检测结果是不准确的；其 次，对于含水量较小的样品，所需样品量大，且检测结果并不精确可靠；而且， 如果试样中水分含量高，在加热油液的时候容易使油液飞溅出来，危险且不准确。 斯派超科技（北京）有限公司，电话. 010-6785-7242， Email: China.Sales@ 红外光谱仪定量检测润滑油中的水分 蒸馏法 蒸馏法是将无水工业性溶剂汽油和试样混合,加入专用的蒸馏瓶中加热,溶剂汽 油沸点较低,携带水蒸发,在冷凝管中冷凝后进入接受器,根据接受器中的水量及 试样量可以算出含水比例。该方法成本很低、重复性较好,但是由于分析时所需 试样量一般在100mL以上,测试时间一般大于1 h,所以其应用受到限制，不适合在 用油监测。 卡尔费修库仑法 卡尔·费休库仑法的基本原理是:若油液中含有水,卡氏试剂中的碘与水形成碘离 子,碘离子在电解槽中经过电化学反应变为碘,电极探测反应的终点,这样电量和 水分建立了一一对应关系,就可以精确测定水分含量。该方法精度高、速度较快、 适用范围广,但是分析试剂很昂贵并且实验试剂有毒性，因而越来越多的人不愿 采用这种方法测量油液中的水含量。 压力法 压力法采用氢化钙(CaH2)粉剂与试样中的水分反应产生氢气导致压力升高,由弹 簧压力表来显示压力值,该压力值在相应的水分标准曲线上求得水分百分数(容 积)，准确度比较低，而且测量水分时间很长。 介电常数法 因为水与油的介电常数不同，通过监测油液介电常数的改变来判断油液中是否渗 入水，由于油液中含有大量的金属颗粒，金属颗粒的浓度不断变化，导致油液的 介电常数不断变化，干扰了传感器对水分的测昔，因而这种传感器只适合测量油 液中水分的大幅度突变，不能精确测鼙油液含水量。 近红外光谱 近红外光谱被用于测量农作物的含水量和含油量，以及研究水与其他有机物氢键 的相互作用等。但在对油液的测量和分析中发现近红外光谱存在的致命弱点是其 测量模型对仪器具有依赖性，同一模型应用到不同的仪器时会产生很大的差异。 中红外光谱 中红外光谱仪非常适合用来检测油液中的水污染。因为当水和油液相互作用产生 化学键之后，将会发生强烈的中红外共振。这就意味着这些水—油化学键在特定 频率下将优先吸收中红外能量。简言之，正是这些化学键的固有频率引起了能量 吸收。但是