專利名稱：旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀及其磁臺旋轉(zhuǎn)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測機器設備磨損工況的分析儀器，特別是一種制作鐵譜片的鐵譜儀。
鐵譜技術(shù)是利用高梯度磁場原理，把磨損顆粒從潤滑油或其它介質(zhì)中分離出來，并且把它們以一定的大小按磁性規(guī)律排列在蓋玻片上，制成鐵譜片，以對顆粒的形態(tài)、數(shù)量、大小分布等進行分析，以此判斷機器設備的磨損工況。
為了制取鐵譜片，目前最具代表性的有XTP-Ⅰ型旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀，它是一種利用磁場力和離心力從油樣中分離磨損顆粒的儀器，主要由譜片定位臺、譜片吸引器、旋轉(zhuǎn)磁臺、橡膠吸盤、油樣加入器組成，這種鐵譜儀在使用時，必須首先將譜片放置在譜片定位臺上定位，然后用譜片吸引器把譜片吸附起轉(zhuǎn)至旋轉(zhuǎn)磁臺上方，再通過橡膠吸盤固定在旋轉(zhuǎn)磁臺上，在旋轉(zhuǎn)磁臺的不同轉(zhuǎn)速下，進行油樣注入、固定溶劑注入和干燥，由于譜片是通過定位臺和譜片定位器在磁臺上間接定位，所以不夠準確，易影響后一程序的譜片光密度測量精度，另外，由于全部操作為手工進行，加樣速度、加樣需用時間以及沖洗和干燥也均為手控，很難對不同的譜片做到制譜程序規(guī)范化，因此磨損顆粒在譜片上的排列有一定的隨意性，影響定量分析的精度。由于譜片是利用橡膠吸盤的唇圈吸附在磁臺上，使譜片與磁臺之間往往有一不確定的距離，從而影響磁臺在譜片上形成的磁場強度及其磁力線分布，最后影響顆粒的沉淀和分布，而且，敝開式的制譜，使得固定劑的有害揮發(fā)氣體大量溢出，嚴重影響操作者的身體健康，儀器操作較繁，工作效率低，勞動強度大，不適合企業(yè)大量的監(jiān)測使用。
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種能使鐵譜片直接定位且制作時能自動控制磁臺旋轉(zhuǎn)的鐵譜儀及其磁臺控制方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明所述的旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀主要由旋轉(zhuǎn)磁臺、油樣加入器和固定劑加入器組成，旋轉(zhuǎn)磁臺內(nèi)設置有具有負壓室的譜片負壓吸定裝置，這種負壓吸定裝置可以由氣缸-活塞結(jié)構(gòu)組成，也可以是負壓室通過真空管與外界連通，通過外界抽真空方式在負壓室產(chǎn)生負壓。
為了能自動控制油樣的加入，其油樣加入器是主要由虹吸引流閥、引流管、油樣貯管和虹吸管組成的虹吸式油樣加入器。另外，為防止固定劑中的有害氣體溢出，在旋轉(zhuǎn)磁臺外還設置有密封排氣裝置。
這種旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀，在制譜過程中分成低速加樣階段、中速固定譜樣階段和高速干燥階段，其特征是在各制譜階段，根據(jù)其規(guī)定的時間設置來自動控制旋轉(zhuǎn)磁臺預置的轉(zhuǎn)速和加入固定劑的電磁閥的啟閉狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)磁臺的轉(zhuǎn)速通過光電探測器測速，經(jīng)信號處理后數(shù)字顯示。
本發(fā)明所得到的旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀，其時間設置、轉(zhuǎn)速設置、試樣加入都通過殼體上的操作鍵來完成，不同的制譜階段根據(jù)所設置的不同時間和轉(zhuǎn)速進行自動程序控制，其中所設置的數(shù)據(jù)及信號測試和控制、顯示都通過內(nèi)部所設有的信號處理控制顯示單元來完成，信號處理控制顯示單元既可用集成數(shù)字電路組成的電子線路來完成，也可以通過單片機控制來完成。
這種旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀不但簡化了人工操作過程，消除了人工操作過程中所帶來的人為誤差，而且提高了鐵譜片的制譜精度和譜片質(zhì)量，為下一道譜片分析提供了質(zhì)量保證，對于機器設備的維護和安全運行提供了良好的監(jiān)測手段。


圖1是旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀總體構(gòu)成示意圖;
圖2是氣缸-活塞結(jié)構(gòu)譜片負壓吸定裝置示意圖;
圖3是抽真空負壓室示意圖;
圖4是鐵譜儀自動制譜控制方框圖;
圖5是測速光盤示意圖;
圖6是單片機控制線路圖;
下面通過實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明所設計的旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀主要由旋轉(zhuǎn)磁臺1、油樣加入器2、固定劑加入器3組成，旋轉(zhuǎn)磁臺內(nèi)設置有譜片負壓吸定裝置，譜片負壓吸定裝置4為氣缸-活塞結(jié)構(gòu)，它主要由負壓室5、活塞6、凸輪7、彈簧8組成，尚未裝譜片9時，與凸輪7連體的旋扭10帶動凸輪7使活塞6處于上升位置，然后當譜片9放置在磁臺1上并定位后，旋轉(zhuǎn)凸輪7使活塞6靠彈簧8的作用下移，于是在負壓室5中活塞6的上腔形成負壓，該負壓室5通過磁臺上的磁芯11與磁臺之間的間隙面與譜片9下面溝通，同時，譜片9又通過O形密封圈12與磁臺密封，因此由活塞6下移形成的負壓也就使譜片9牢牢地吸附在磁臺1上，同時凸輪7與活塞桿13下端的頂盤14處于脫開狀態(tài)，以使活塞桿13隨磁臺1旋轉(zhuǎn)且不與凸輪7發(fā)生摩擦。
油樣加入器2主要由虹吸引流閥15、引流管16、油樣貯管17和虹吸管18組成，為使油樣利用虹吸原理自動流入旋轉(zhuǎn)中的譜片9，油樣貯管17放置在較高的位置上，并靠虹吸引流閥15使一開始能形成虹吸液流，虹吸引流閥15通過引流管16與油樣貯管17相連，油樣貯管17用橡皮塞19密閉，虹吸管18和引流管16經(jīng)橡皮塞進入油樣貯管17內(nèi)，虹吸管18伸至油樣液底部，而引流管16在油樣液面之上，虹吸引流閥15中的活塞20借助旋扭21和拉桿22前后移動，而拉桿22與活塞20通過螺紋聯(lián)結(jié)，兩者之間還設有錐形啟閉閥23，其工作過程是一開始旋扭21，關(guān)閉錐菜啟閉閥23，隨后拉旋扭，使拉桿22一側(cè)氣腔產(chǎn)生壓力，并通過引流管16壓縮空氣將油樣貯管17中的油液面下壓，使油樣從虹吸管18中流出，并向下流入譜片，當虹吸管中的液流下降到一定水平位置，通過虹吸引流閥15上的旋扭21啟開錐形啟閉閥23，使虹吸引流閥15中的壓力腔與大氣溝通，使虹吸液流能靠油樣所處的高液位而維持下去，直至油樣全部流完。在虹吸液流流動過程中，如果關(guān)閉錐形啟閉閥，由于油樣貯管上方與大氣隔絕而使虹吸液流停止流動，因此，虹吸液流的流量大小完全取決于錐形啟閉閥23的開度大小，以此可控制油樣流入譜片的流速大小。
在制譜過程中要使用固定劑即四氯乙烯，這是一種揮發(fā)性很強的有害溶劑，本發(fā)明一方面使制譜在封閉狀態(tài)下進行，另一方面增加軸流式風機，如圖1所示，在旋轉(zhuǎn)磁臺1外設置有由密封罩24、軸流風機25和波紋管26組成的密封排氣裝置。
本發(fā)明所設計的譜片負壓吸定裝置還可如圖2、圖3所示，如圖2所示，活塞6通過設置在活塞桿13上的線圈27所產(chǎn)生的電磁力的作用將活塞6下拉，使負壓室5內(nèi)產(chǎn)生負壓，當線圈27斷電時，由于彈簧8的作用，活塞6上移，負壓消失，譜片9松開。如圖3所示，負壓室5內(nèi)設有與外界直接相通的負壓管28，當負壓管28與外界抽空裝置連接后，負壓室5內(nèi)便產(chǎn)生負壓，以吸定譜片。
本發(fā)明所設計的旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀，在制譜過程中設計成低速加樣階段，中速固定譜樣階段、和高速干燥階段。為了實現(xiàn)各制譜階段根據(jù)其規(guī)定的時間設置來自動控制旋轉(zhuǎn)磁臺預置的轉(zhuǎn)速和加入固定劑的電磁閥的啟閉狀態(tài)及各階段磁臺轉(zhuǎn)速的數(shù)字顯示監(jiān)視，其控制方法可按如圖4所示的自動制譜控制方框圖實施。如圖4所示，方框圖中計時器30通過時間預置31后一方面輸入速度控制器32另一方面送時間倒計顯示33，速度控制器32的控制信號一方面通過計時器30進行時間控制，另一方面由速度預置34的手動切換控制35輸入，控制啟動由制譜裝置36中的譜片固定板扭啟動，速度控制器32輸出控制電機37，然后控制制譜裝置36，制譜裝置36通過光電測速裝置38輸出其轉(zhuǎn)速并由轉(zhuǎn)速顯示裝置39顯示監(jiān)視，制譜裝置36中的油樣和固定劑通過油樣虹吸裝置40和固定劑裝置41輸入，固定劑裝置的開啟由固定劑按鍵42控制。在此，光電測速裝置的具體實施如圖1所示，測速光盤43是一個隨磁臺旋轉(zhuǎn)的園盤，如圖5所示，沿園周徑向方向開有60條寬度為1毫米的窄槽，通過光源44和光電探測器45的作用，光盤43每轉(zhuǎn)一周，光電探測器45可以輸出60個電脈沖信號，經(jīng)轉(zhuǎn)速顯示裝置中的數(shù)字處理電路信號轉(zhuǎn)換后進行轉(zhuǎn)速顯示。
在整個實施過程中，其時間設置、轉(zhuǎn)速設置、計時和控制、顯示可由集成數(shù)字電路組成的控制電路或單片機控制電路來完成。如圖6所示，電腦控制電路由過零檢測單元46、電磁閥控制電路47、譜片自鎖單元48、輸入顯示單元49、電機控制電路50和測速電路51組成，在預置狀態(tài)下，通過撥盤開關(guān)預置需工作的時間和磁臺轉(zhuǎn)速，過零檢測單元使觸發(fā)可控硅的觸發(fā)脈沖與工頻同步，電磁閥控制電路47是在沖洗檔時，單片機發(fā)出一脈沖使電磁閥開通，同時每通過手動按鍵AN便隨時開通電磁閥，以添加固定劑，在譜片自鎖單元48中，只有當K1閉合即譜片吸住，此時所有預置制譜狀態(tài)下的控制有效，所有設置輸入單片機后，由單機信號處理后進行設置控制，完成制譜的自動控制過程。
本實施例所提供的旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀其磁臺轉(zhuǎn)速及時間都通過預置來完成，制譜時間預置后通過逐減倒計，經(jīng)零切換，各階段的預置時間計完后即完成制譜使制譜時各參量穩(wěn)定而規(guī)范，以獲得高質(zhì)量的譜片。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀，它包括旋轉(zhuǎn)磁臺、油樣加入器和固定劑加入器，其特征是旋轉(zhuǎn)磁臺內(nèi)設置有具有負壓室的譜片負壓吸定裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀，其特征是所述的具有負壓室的譜片負壓吸定裝置是由氣缸-活塞結(jié)構(gòu)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀，其特征是所述的油樣加入器是主要由虹吸引流閥、引流管、油樣貯管和虹吸管組成的虹吸式油樣加入器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀，其特征是旋轉(zhuǎn)磁臺外還設置有密封排氣裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀，其特征是旋轉(zhuǎn)磁臺外還設置有密封排氣裝置。
6.一種旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀的磁臺旋轉(zhuǎn)控制方法，它包括將制譜過程分成低速加樣階段，中速固定譜樣階段和高速干燥階段，其特征是在各制譜階段，根據(jù)其設置的時間和轉(zhuǎn)速來自動控制旋轉(zhuǎn)磁臺旋轉(zhuǎn)和加入固定劑的電磁閥的啟閉狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀的磁臺旋轉(zhuǎn)控制方法，其特征是所述的旋轉(zhuǎn)磁臺的轉(zhuǎn)速通過光電探測器測速經(jīng)信號處理后由數(shù)字顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于監(jiān)測機器設備磨損工況的分析儀器，特別是一種制作鐵譜片的鐵譜儀，這種鐵譜儀主要由旋轉(zhuǎn)磁臺、油樣加入器和固定劑加入器組成，在旋轉(zhuǎn)磁臺內(nèi)設有具有負壓室的譜片負壓吸定裝置，油樣通過虹吸式油樣加入器加入，磁臺旋轉(zhuǎn)過程中的低速加樣階段、中速固定階段和高速干燥階段都通過預置相應的時間和轉(zhuǎn)速由電子控制器或電腦控制器自行完成，這種旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀不但簡化了人工操作過程、消除了人工操作過程中所帶來了的人為誤差，而且提高了鐵譜片的制譜精度和譜片質(zhì)量，對于機器設備的維護和安全運行提供了良好的監(jiān)測手段，帶來了一定現(xiàn)實意義。
文檔編號G01N27/72GK1103486SQ9312036
公開日1995年6月7日 申請日期1993年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月24日
發(fā)明者金錫志, 陳德金, 李建平 申請人:杭州軸承試驗研究中心