基于紫外荧光技术的柴油机润滑油被燃油稀释的检测研究

针对柴油机润滑油被燃油稀释的状态监测的问题,研究了基于紫外荧光技术的柴油机润滑油被燃油稀释的检测方法,设计搭建了检测实验装置。利用峰值发射波长为365 nm的紫外LED作为发射光源,发射的紫外光通过400 nm低通滤光片过滤后进入石英比色皿中的油样,并激发油样产生荧光,产生的荧光通过400 nm高通滤光片过滤后,利用探测波长范围为400～800 nm的光电传感器采集油样的荧光信号,利用万用表读取油样的荧光强度。设计开发了信号的放大和测量系统。高、低通滤光片的组合使用,减少了紫外光源所发射的紫外光对油样的荧光强度测量的干扰。利用该实验装置,测量了润滑油中柴油含量分别为20.3 Wt.%,10.0 Wt.%,5.0 Wt.%,2.5 Wt.%,1.5 Wt.%和0.7 Wt.%以及不含柴油的空白油样的荧光强度,经拟合得到柴油含量与荧光强度的方程。最后,为了检验该方法测量润滑油中柴油含量的准确性,采用柴油含量为7.5 Wt.%油样进行验证,利用该实验装置,测量了验证油样的荧光强度,代入拟合方程,计算得到油样中的柴油含量,结果表明通过该方法测量的油样中柴油含量与油样的实际柴油含量的相对误差为0.5%,实现了实验室条件下润滑油被燃油稀释的精确测量。     

FTIR光谱在润滑油污染物定量监测中的应用研究

柴油机润滑油在使用过程中,会受到水份、柴油或冷却液等的污染,受高温或燃烧室气体的作用还会产生氧化、硝化、磺化等产物,严重时,这些污染和产物可导致装备的失效。在用润滑油分析能可靠地反映其工作状态,从而确定最佳换油时机和故障源,以避免柴油机在使用过程中产生异常磨损及腐蚀等问题。目前的传统方法,是用卡尔菲休法测定石油产品中水份,气相色谱法测定柴油机油中的柴油稀释剂,因分析时间长和费用高等因素影响其普及应用。傅里叶红外（FTIR）光谱法从分子水平分析润滑油,从而能更有效地监测在用油,由于光谱的复杂性,目前尚不普及。通过在实验室条件下配置多种污染程度的油液样,分别为润滑油含水份百分比浓度为0.11%,0.22%,0.44%和0.88%的油样;润滑油在230 ℃下的氧化时间为299,323,371和395 h的油样;润滑油被柴油稀释的质量百分比浓度为1.5%,3%,6%和12%的油样;润滑油含乙二醇质量百分比浓度为0.1%,0.2%,0.4%和0.8%的油样,包括配置的润滑油油样共计20个。实验采用安捷伦Agilent Cary 630红外光谱仪,使用100 μm厚的液体池,防潮ZeSe型配置的光谱范围为4 000～650 cm-1。分析了所有油样,获得了FTIR光谱图,确定了水、氧化产物、柴油、乙二醇污染所对应的特征波段范围分别为3 150~3 500,1 670~1 800,745~755和1 030~1 100 cm-1;监测参数包括特征波段的实测中心点、左边界、右边界、左基线、右基线等。建立了一种在用润滑油污染物定量分析模型,通过水份、柴油、乙二醇的污染比例和峰面积,在230 ℃下的氧化时间与峰面积分别建立拟合方程,水、柴油、乙二醇含量百分比与对应峰面积的相关系数分别为0.977 9,1.000 0和0.989 5,氧化时间与对应峰面积的相关系数为0.999 6。分析计算预测值与实际值的相对误差可知：水份和乙二醇在含量大于0.2%时,预测的最大相对误差为10%;氧化时间和柴油预测值的最大相对误差为1%。通过按比例稀释,可对在用油进行监测,对3个日常工作的实际油样进行FTIR光谱分析。结果表明：一个油样的水份含量为0.38%,已经超过标准;一个油样的燃油稀释为19%,已经超标;另外一个油样正常。水份超过标准门阈值的油样经卡尔菲休法测量,其相对误差为4.6%。燃油稀释超过标准的油样经黏度测量,其相对值变化同样超过了标准要求,即在判断润滑油是否需要换油方面是一致的。利用FTIR光谱法分析在用润滑油,选定适当的吸收峰,并计算吸收峰的面积,借助于已经建立的拟合公式,可快速可靠地监测在用油的污染种类及程度,该方法可在一定程度上满足工程需要。     

拉曼及近红外吸收光谱的燃油混合物量化分析

生物柴油是典型的"绿色能源",具备良好的环保性和燃料特性,通常与柴油混合使用在柴油发动机上。但是目前世界各国柴油与生物柴油混合的比例标准参次不齐,没有一个统一的标准,并且不同比例的柴油/生物柴油混合物具有不同的燃烧性能,也会对柴油发动机产生一定程度的影响。为了能够快速、准确的测量柴油/生物柴油混合物中的生物柴油浓度,近红外光谱和拉曼光谱在燃油检测方面已经得到广泛的应用。利用拉曼及近红外光谱对柴油/生物柴油混合物中的生物柴油浓度进行了量化分析研究。首先采集了柴油/生物柴油混合燃油的拉曼光谱及近红外吸收光谱,然后利用平滑、基线校正、归一化等方法对采集到的光谱进行预处理。从光谱图中观察到,在柴油/生物柴油混合物的拉曼光谱和近红外光谱中都有C=O特征光谱区域,且该光谱区域的光谱峰都随生物柴油的浓度增加而越来越明显。拉曼光谱中,随生物柴油浓度变化的主要C=O特征光谱区域是在1 743 cm~(-1)位置处的特征峰,在近红外光谱中,随生物柴油浓度变化的主要C=O特征光谱区域是在4 659 cm~(-1)处的特征峰。然后分别根据强度比方法和偏最小二乘(PLS)回归方法建立了相应的混合燃油中生物柴油浓度预测模型。结合强度比方法建立特征峰强度比的生物柴油浓度预测模型,由混合燃油的拉曼光谱和近红外光谱建立的C=O特征峰线性预测模型相关系数分别为0.947 2和0.996 2;结合偏最小二乘(PLS)回归法建立特征光谱区域的生物柴油浓度预测模型,由混合燃油的拉曼光谱和近红外光谱特征区域建立的相应预测集相关系数(R~2)分别为0.981 5和0.991 2,相应的预测均方根误差(RMSE)分别为0.093 7和0.012 9。结果表明,在混合燃油中,使用近红外光谱中的C=O光谱区域建立的生物柴油浓度预测模型会得到更准确的预测结果。     

飞马Ⅱ号润滑油中燃油污染红外光谱检测研究

针对航空发动机润滑油燃油污染造成非计划停机、飞行故障等一系列问题,需要对在用润滑油进行必要的监测,从而确定润滑油换油的最佳时机.采用美国PerkinElmer公司的Spectrum Two红外光谱仪及Spectrum Quant软件,结合美国材料与试验协会标准(ASTM-E2412-10)关于合成酯类润滑油的监测说明,...     

燃油液滴蒸发的一维导热模型与压力效应

考虑液滴内一维瞬态导热以及液滴,气流热物性随温度与组分的变化,建立了对流热环境中燃油液滴的蒸发计算模型.以柴油液滴为例,通过数值模拟,分析了蒸发过程中液滴内部的瞬态热响应,考察了不同条件下的环境压力效应.结果表明,对流蒸发过程中,燃油液滴内部温度梯度很大,导热作用明显;在温度不同的气流环境中,环境压力效应存在非单调性;压力效应发生转捩的气流温度与液滴初始粒径和气流速度相关.     

柴油高压物理特性的研究

 柴油物理特性是模拟计算高压燃油喷射系统的基础。针对柴油的密度、体弹性模量和运动粘度等进行了试验研究，在其基础上得出了柴油密度、弹性模量和运动粘度随压力和温度变化的经验公式，能较好地把柴油的密度、弹性模量和声速统一起来，与试验的误差小于3%，相关系数大于0.998，能满足高精度燃油喷射系统仿真的精度要求。     

应用光谱技术快速测定发动机润滑油的粘度值

提出了一种应用可见近红外光谱技术快速测定发动机润滑油动力粘度值的新方法.对5种不同粘度的润滑油共150个样本进行光谱扣描,经过光谱预处理后应用偏最小二乘法(PLS)建立了润滑油动力粘度值的预测模型,并提取出前6个有效主成分作为最小二乘-支持向最机(LS-SVM)预测模型的输入变量,建市相应的最小二乘-支持向量机(LS-SVM)预测模型,采用径向基函数(RBF)作为核函数,超参数γ和RBF核函数参数σ2的最佧组合为)γ=27.321 2和σ2=3.229 5.用125个样本建模,25个样本验证.实验结果表明,LS-SVM模型比PLS模型能获得更满意的预测效果.说明应用光谱技术可以实现发动机润滑油动力粘度值的快速无损检测.     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定钨矿石中的砷

建立了氢化物发生-原子荧光光谱法快速测定钨矿石中砷的分析方法.对盐酸硝酸溶样方法及共存元素的干扰进行了研究,并优化了仪器条件.结果发现,用盐酸硝酸溶解样品完全,通过加入酒石酸和硫脲-抗坏血酸抑制基体钨等其他金属离子的干扰.方法的定量限为0.20mg/kg,回收率为87.5％-105.6％.在0.0005-0.2400水平范围(质量分数,单位％)内,实验室间的重复性限r和重现性限R分别为lgSr=0.976lgm-1.53,lgSR=0.9932lgm-1.52.方法具有操作简便、快速,灵敏度高等优点,可用于钨矿石中痕量砷的测定.     

ICP-MS与砷铈催化分光光度法测定尿中碘的方法比对

建立了电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)测定尿中碘含量的方法.采用内标法和标准加入法测定尿中碘含量,样品无需前处理,2％硝酸溶液稀释后直接测定.该方法线性范围为2-60.00μg/L、相关系数为0.99995、回收率为95.2％-98.0％、相对标准偏差为1.07％-1.42％、检出限为0.0900μg/L,定量限为0.30μg/L.用ICP-MS和国标方法同时测定9份样品中碘含量,结果经配对T检验,T=1.8007,P＞0.05结果差异无统计学意义.ICP-MS测定尿碘方法简便、快速、灵敏度高、干扰少、适合尿中碘含量的测定.     

微波消解-氢化物发生-原子荧光光谱法测定羊栖菜中汞

建立了微波消解-氢化物发生-原子荧光光谱法测定羊栖菜中汞的方法,系统地研究了微波消解、氢化物发生的最佳条件,利用加标回收试验,对分析方法进行了验证.本方法具有简便、快速、灵敏度高等优点,检出限为0.05μg/L,RSD为1.5%,样品加标回收率为93.8%-105.3%.