鐵譜儀是運(yùn)用鐵譜技術(shù)獲取磨損微粒的硬件手段，迄今己研究開發(fā)出多種類型，其中，運(yùn)用比較廣泛的有以下四大類：1、分析式鐵譜儀;2、直讀式鐵譜儀;3、旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀;4、在線式鐵譜儀。除此之外，采用相同原理但工作方式有所不同的還有磨粒定量?jī)x、氣動(dòng)式鐵譜儀、鐵量?jī)x等，但不管如何變化方式，所有的鐵譜儀采用的都是磁性吸附磨損微粒的原理。
鐵譜儀中的磁場(chǎng)
1、 高梯度強(qiáng)磁場(chǎng)
顯而易見，所有的鐵譜儀都把最大限度和最高效率地從被分析液體樣品中分離出磨損微粒作為第一追求目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)觀測(cè)表明，機(jī)械磨損微粒的粒度在10-1~102um這個(gè)數(shù)量級(jí)之間且在油樣中呈懸浮狀，因此，鐵譜儀的磁場(chǎng)要對(duì)小至亞微米級(jí)的磨粒產(chǎn)生足以使其從液體樣品中沉積下來的磁場(chǎng)作用力。
2、 高梯度強(qiáng)磁場(chǎng)的形成
產(chǎn)生于機(jī)械磨損的碎屑，其粒度在亞微米至數(shù)十微米之間，為了從潤(rùn)滑油中分離出如此之小的磨粒，必須建立一個(gè)具有高梯度的強(qiáng)磁場(chǎng)工作區(qū)。以鐵系磨粒為例，雖然它具有鐵磁性因而最易獲得極大磁場(chǎng)作用力，但因其微粒極小而所需要的磁場(chǎng)梯度卻不太容易獲得。有理論計(jì)算表明，就是對(duì)存在于運(yùn)動(dòng)粘度為0.8*10-5m2/s的油樣中之1~2um的鐵磨粒，也需要具有高達(dá)0.8T/mm(T---特斯拉，磁通密度單位)這樣梯度的磁場(chǎng)，才能在長(zhǎng)達(dá)60mm鐵譜片上的流動(dòng)過程中將其吸附在鐵譜基片上。
為了獲得這樣一個(gè)磁場(chǎng)空間，分析式和直讀式鐵譜儀磁鐵的設(shè)計(jì)如圖所示：
磁鋼采用具有很高的剩余磁化強(qiáng)度MR和較大的矯頑力HC的硬磁材料。磁軛和磁極采用鐵磁性物質(zhì)，在其磁化飽和后會(huì)產(chǎn)生高于磁鋼剩余磁化強(qiáng)度的磁通密度。這樣可以提高整個(gè)磁回路的磁通量。極頭在形成狹縫的相對(duì)處做成楔狀。經(jīng)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其幾何尺寸設(shè)計(jì)如圖所示。
由于磁力線在極頭處高度匯聚，狹縫中形成了磁通密度B極高的均強(qiáng)磁場(chǎng)。而磁鐵上表面以上的空間則充滿發(fā)散出來的磁場(chǎng)，B值突然減弱。這樣在狹縫上方距磁鐵上表面不太遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)形成了磁場(chǎng)很強(qiáng)、梯度同時(shí)也很高的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)空間就是鐵譜儀的工作區(qū)。如上圖示是沿垂直方向(Z方向)測(cè)試的磁場(chǎng)分布曲線，它不但是鐵譜儀設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，也是在使用鐵譜儀時(shí)針對(duì)不同油樣、不同粒度分布的磨粒群調(diào)整操作參數(shù)的主要參考之一。
在分析式鐵譜儀和直讀式鐵譜儀中，磁場(chǎng)狹縫是直線形狀的，所做出的磨粒沉積帶在宏觀觀察上是線狀的，在旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀和磨粒覺積器中，磁場(chǎng)狹縫是做成環(huán)形閉合狀的，沉積的磨粒帶則是環(huán)形的。但無論是直線形還是環(huán)形，無論油樣流動(dòng)方向是與磁狹縫平行還是垂直，決定磨粒是否能夠沉積和覺積性狀孤主要因素是建立高剃度強(qiáng)磁場(chǎng)。
本文摘自楊其明著《磨粒分析――磨粒圖譜與鐵譜技術(shù)》一書部分章節(jié)，版權(quán)歸原作者所有，出于傳遞更多信息和學(xué)習(xí)之目的，并不意味亞泰光電贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容真實(shí)性，本文內(nèi)容僅供參考。本文首發(fā)亞泰光電官網(wǎng)，由深圳市亞泰光電技術(shù)有限公司編輯整理，亞泰光電，國(guó)內(nèi)知名工業(yè)內(nèi)窺鏡和油品分析儀研發(fā)、生產(chǎn)廠家，致力于為客戶提供針對(duì)性、專業(yè)化、系統(tǒng)性的設(shè)備診斷和狀態(tài)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品解決方案，歡迎您的咨詢與洽談。0755-86656390)
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