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新一代油液品质传感器——-QM3100基于电化学阻抗谱法传感器

孚茂科技(北京)有限公司

2022/1/10 17:14:13

目前市面上的油液品质传感器只能检测单一参数或者非常有限的几个参数,并不能真正表征油液的健康状态。新一代电化学阻抗谱法(EIS)在线油液品质检测传感器能提供更全面的油液信息,帮助用户更深入了解油液的健康状态、老化趋势、目标油液的剩余寿命(RUL),真正实现按质换油。

海神公司研发生产的QM3100是基于电化学阻抗谱技术的油液品质传感器,自2002年开始理论模型研究,目前已经是第七代商用型传感器。QM3100在过去几年取得的显著的进步,被很多企业采用,为运营商节省了大量资金。


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电化学阻抗法(EIS)原理:给电化学系统施加一个频率不同的小振幅的交流信号,测量交流信号电压与电流的比值(此比值即为系统的阻抗)随正弦波频率ω的变化,或者是阻抗的相位角Φ随ω的变化。简单来说,就是将电化学系统看做是一个等效电路,通过EIS,测定等效电路的构成以及各元件的大小,来分析电化学系统的结构和电极过程的性质等。相比传统的油样品传感器,QX3100能提供更加直观、全面、稳定的监测内容。

 

QM3100主要监测内容

QX3100EIS用于润滑油在线监测体系:

Ø  高频体相阻抗谱: 主要表征氧化副产品、溶解或分散的污染物。如烟炱等;

Ø  体相阻抗谱: 主要表征极性添加剂降解、氧化产物、添加剂聚集、混油污染等

Ø  低频界面阻抗谱: 主要表征表面活性添加剂降解或界面活性改变。

 

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 实例:燃油稀释和水污染的溯源分析

某企业柴油发动机油液品质传感器2次发生报警,查看阻抗谱发现:

Ø  发生两次异常报警时,体相阻抗谱(上图)均发生明显变化;

Ø  发生水污染的时候,界面阻抗(下图)发生断崖式下降;

Ø  发生燃油稀释的时候,界面阻抗谱(下图)未发生明显变化。

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燃油稀释引起阻抗变化机理:由于燃油和机油的阻抗不同,发生燃油污染的时候,体相阻抗表现为急速下降。因为燃油与润滑油互溶的,短期不会影响界面形成,因此在本试验的时间范围内,燃油对表面保护添加剂没有影响,界面阻抗没有发生明显变化。

水污染引起阻抗变化机理:体相阻抗由于水滴周围的清洁剂形成反胶束导致升高。在界面保护方面,加水后界面阻抗立即下降,这是由于水滴取代部分表面保护添加剂附着在电极上,电极表面保护层受到损害。然后因为表面保护层恢复,界面阻抗缓慢上升。

注意,不同污染源可能对测量产生相反的影响。如果使用单参数去表征复杂的油液系统就可能存在风险。而通过电化学阻抗谱EIS这种多频率/多特征检测方法,帮助用户采用简单、经济的方法对抗油液的多种老化、污染情况。这种技术对污染、氧化和添加剂降解尤其灵敏。

 


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