专利名称：旋转式铁谱仪及其磁台旋转控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于监测机器设备磨损工况的分析仪器，特别是一种制作铁谱片的铁谱仪。
铁谱技术是利用高梯度磁场原理，把磨损颗粒从润滑油或其它介质中分离出来，并且把它们以一定的大小按磁性规律排列在盖玻片上，制成铁谱片，以对颗粒的形态、数量、大小分布等进行分析，以此判断机器设备的磨损工况。
为了制取铁谱片，目前最具代表性的有XTP-Ⅰ型旋转式铁谱仪，它是一种利用磁场力和离心力从油样中分离磨损颗粒的仪器，主要由谱片定位台、谱片吸引器、旋转磁台、橡胶吸盘、油样加入器组成，这种铁谱仪在使用时，必须首先将谱片放置在谱片定位台上定位，然后用谱片吸引器把谱片吸附起转至旋转磁台上方，再通过橡胶吸盘固定在旋转磁台上，在旋转磁台的不同转速下，进行油样注入、固定溶剂注入和干燥，由于谱片是通过定位台和谱片定位器在磁台上间接定位，所以不够准确，易影响后一程序的谱片光密度测量精度，另外，由于全部操作为手工进行，加样速度、加样需用时间以及冲洗和干燥也均为手控，很难对不同的谱片做到制谱程序规范化，因此磨损颗粒在谱片上的排列有一定的随意性，影响定量分析的精度。由于谱片是利用橡胶吸盘的唇圈吸附在磁台上，使谱片与磁台之间往往有一不确定的距离，从而影响磁台在谱片上形成的磁场强度及其磁力线分布，最后影响颗粒的沉淀和分布，而且，敝开式的制谱，使得固定剂的有害挥发气体大量溢出，严重影响操作者的身体健康，仪器操作较繁，工作效率低，劳动强度大，不适合企业大量的监测使用。
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种能使铁谱片直接定位且制作时能自动控制磁台旋转的铁谱仪及其磁台控制方法。
为了达到上述目的，本发明所述的旋转式铁谱仪主要由旋转磁台、油样加入器和固定剂加入器组成，旋转磁台内设置有具有负压室的谱片负压吸定装置，这种负压吸定装置可以由气缸-活塞结构组成，也可以是负压室通过真空管与外界连通，通过外界抽真空方式在负压室产生负压。
为了能自动控制油样的加入，其油样加入器是主要由虹吸引流阀、引流管、油样贮管和虹吸管组成的虹吸式油样加入器。另外，为防止固定剂中的有害气体溢出，在旋转磁台外还设置有密封排气装置。
这种旋转式铁谱仪，在制谱过程中分成低速加样阶段、中速固定谱样阶段和高速干燥阶段，其特征是在各制谱阶段，根据其规定的时间设置来自动控制旋转磁台预置的转速和加入固定剂的电磁阀的启闭状态，旋转磁台的转速通过光电探测器测速，经信号处理后数字显示。
本发明所得到的旋转式铁谱仪，其时间设置、转速设置、试样加入都通过壳体上的操作键来完成，不同的制谱阶段根据所设置的不同时间和转速进行自动程序控制，其中所设置的数据及信号测试和控制、显示都通过内部所设有的信号处理控制显示单元来完成，信号处理控制显示单元既可用集成数字电路组成的电子线路来完成，也可以通过单片机控制来完成。
这种旋转式铁谱仪不但简化了人工操作过程，消除了人工操作过程中所带来的人为误差，而且提高了铁谱片的制谱精度和谱片质量，为下一道谱片分析提供了质量保证，对于机器设备的维护和安全运行提供了良好的监测手段。
图1是旋转式铁谱仪总体构成示意图;
图2是气缸-活塞结构谱片负压吸定装置示意图;
图3是抽真空负压室示意图;
图4是铁谱仪自动制谱控制方框图;
图5是测速光盘示意图;
图6是单片机控制线路图;
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明所设计的旋转式铁谱仪主要由旋转磁台1、油样加入器2、固定剂加入器3组成，旋转磁台内设置有谱片负压吸定装置，谱片负压吸定装置4为气缸-活塞结构，它主要由负压室5、活塞6、凸轮7、弹簧8组成，尚未装谱片9时，与凸轮7连体的旋扭10带动凸轮7使活塞6处于上升位置，然后当谱片9放置在磁台1上并定位后，旋转凸轮7使活塞6靠弹簧8的作用下移，于是在负压室5中活塞6的上腔形成负压，该负压室5通过磁台上的磁芯11与磁台之间的间隙面与谱片9下面沟通，同时，谱片9又通过O形密封圈12与磁台密封，因此由活塞6下移形成的负压也就使谱片9牢牢地吸附在磁台1上，同时凸轮7与活塞杆13下端的顶盘14处于脱开状态，以使活塞杆13随磁台1旋转且不与凸轮7发生摩擦。
油样加入器2主要由虹吸引流阀15、引流管16、油样贮管17和虹吸管18组成，为使油样利用虹吸原理自动流入旋转中的谱片9，油样贮管17放置在较高的位置上，并靠虹吸引流阀15使一开始能形成虹吸液流，虹吸引流阀15通过引流管16与油样贮管17相连，油样贮管17用橡皮塞19密闭，虹吸管18和引流管16经橡皮塞进入油样贮管17内，虹吸管18伸至油样液底部，而引流管16在油样液面之上，虹吸引流阀15中的活塞20借助旋扭21和拉杆22前后移动，而拉杆22与活塞20通过螺纹联结，两者之间还设有锥形启闭阀23，其工作过程是一开始旋扭21，关闭锥菜启闭阀23，随后拉旋扭，使拉杆22一侧气腔产生压力，并通过引流管16压缩空气将油样贮管17中的油液面下压，使油样从虹吸管18中流出，并向下流入谱片，当虹吸管中的液流下降到一定水平位置，通过虹吸引流阀15上的旋扭21启开锥形启闭阀23，使虹吸引流阀15中的压力腔与大气沟通，使虹吸液流能靠油样所处的高液位而维持下去，直至油样全部流完。在虹吸液流流动过程中，如果关闭锥形启闭阀，由于油样贮管上方与大气隔绝而使虹吸液流停止流动，因此，虹吸液流的流量大小完全取决于锥形启闭阀23的开度大小，以此可控制油样流入谱片的流速大小。
在制谱过程中要使用固定剂即四氯乙烯，这是一种挥发性很强的有害溶剂，本发明一方面使制谱在封闭状态下进行，另一方面增加轴流式风机，如图1所示，在旋转磁台1外设置有由密封罩24、轴流风机25和波纹管26组成的密封排气装置。
本发明所设计的谱片负压吸定装置还可如图2、图3所示，如图2所示，活塞6通过设置在活塞杆13上的线圈27所产生的电磁力的作用将活塞6下拉，使负压室5内产生负压，当线圈27断电时，由于弹簧8的作用，活塞6上移，负压消失，谱片9松开。如图3所示，负压室5内设有与外界直接相通的负压管28，当负压管28与外界抽空装置连接后，负压室5内便产生负压，以吸定谱片。
本发明所设计的旋转式铁谱仪，在制谱过程中设计成低速加样阶段，中速固定谱样阶段、和高速干燥阶段。为了实现各制谱阶段根据其规定的时间设置来自动控制旋转磁台预置的转速和加入固定剂的电磁阀的启闭状态及各阶段磁台转速的数字显示监视，其控制方法可按如图4所示的自动制谱控制方框图实施。如图4所示，方框图中计时器30通过时间预置31后一方面输入速度控制器32另一方面送时间倒计显示33，速度控制器32的控制信号一方面通过计时器30进行时间控制，另一方面由速度预置34的手动切换控制35输入，控制启动由制谱装置36中的谱片固定板扭启动，速度控制器32输出控制电机37，然后控制制谱装置36，制谱装置36通过光电测速装置38输出其转速并由转速显示装置39显示监视，制谱装置36中的油样和固定剂通过油样虹吸装置40和固定剂装置41输入，固定剂装置的开启由固定剂按键42控制。在此，光电测速装置的具体实施如图1所示，测速光盘43是一个随磁台旋转的园盘，如图5所示，沿园周径向方向开有60条宽度为1毫米的窄槽，通过光源44和光电探测器45的作用，光盘43每转一周，光电探测器45可以输出60个电脉冲信号，经转速显示装置中的数字处理电路信号转换后进行转速显示。
在整个实施过程中，其时间设置、转速设置、计时和控制、显示可由集成数字电路组成的控制电路或单片机控制电路来完成。如图6所示，电脑控制电路由过零检测单元46、电磁阀控制电路47、谱片自锁单元48、输入显示单元49、电机控制电路50和测速电路51组成，在预置状态下，通过拨盘开关预置需工作的时间和磁台转速，过零检测单元使触发可控硅的触发脉冲与工频同步，电磁阀控制电路47是在冲洗档时，单片机发出一脉冲使电磁阀开通，同时每通过手动按键AN便随时开通电磁阀，以添加固定剂，在谱片自锁单元48中，只有当K1闭合即谱片吸住，此时所有预置制谱状态下的控制有效，所有设置输入单片机后，由单机信号处理后进行设置控制，完成制谱的自动控制过程。
本实施例所提供的旋转式铁谱仪其磁台转速及时间都通过预置来完成，制谱时间预置后通过逐减倒计，经零切换，各阶段的预置时间计完后即完成制谱使制谱时各参量稳定而规范，以获得高质量的谱片。
权利要求
1.一种旋转式铁谱仪，它包括旋转磁台、油样加入器和固定剂加入器，其特征是旋转磁台内设置有具有负压室的谱片负压吸定装置。
2.根据权利要求1所述的旋转式铁谱仪，其特征是所述的具有负压室的谱片负压吸定装置是由气缸-活塞结构组成。
3.根据权利要求1或2所述的旋转式铁谱仪，其特征是所述的油样加入器是主要由虹吸引流阀、引流管、油样贮管和虹吸管组成的虹吸式油样加入器。
4.根据权利要求1或2所述的旋转式铁谱仪，其特征是旋转磁台外还设置有密封排气装置。
5.根据权利要求3所述的旋转式铁谱仪，其特征是旋转磁台外还设置有密封排气装置。
6.一种旋转式铁谱仪的磁台旋转控制方法，它包括将制谱过程分成低速加样阶段，中速固定谱样阶段和高速干燥阶段，其特征是在各制谱阶段，根据其设置的时间和转速来自动控制旋转磁台旋转和加入固定剂的电磁阀的启闭状态。
7.根据权利要求6所述的旋转式铁谱仪的磁台旋转控制方法，其特征是所述的旋转磁台的转速通过光电探测器测速经信号处理后由数字显示。
全文摘要
本发明公开了一种用于监测机器设备磨损工况的分析仪器，特别是一种制作铁谱片的铁谱仪，这种铁谱仪主要由旋转磁台、油样加入器和固定剂加入器组成，在旋转磁台内设有具有负压室的谱片负压吸定装置，油样通过虹吸式油样加入器加入，磁台旋转过程中的低速加样阶段、中速固定阶段和高速干燥阶段都通过预置相应的时间和转速由电子控制器或电脑控制器自行完成，这种旋转式铁谱仪不但简化了人工操作过程、消除了人工操作过程中所带来了的人为误差，而且提高了铁谱片的制谱精度和谱片质量，对于机器设备的维护和安全运行提供了良好的监测手段，带来了一定现实意义。
文档编号G01N27/72GK1103486SQ9312036
公开日1995年6月7日 申请日期1993年11月24日 优先权日1993年11月24日
发明者金锡志, 陈德金, 李建平 申请人:杭州轴承试验研究中心