第32卷，第5期 2012年5背
光谱学
与光谱分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 32,No. 5, pp1234-1237
May，2012
中红外光谱应用于船用机械油液含水量定量测量的研究
杨琨，周新聪，王超，李利瑶
武汉理工大学能源与动力工程学院可靠性工程研究所，湖北武汉
430063
摘要设计了一种新的进样装置，利用傅里叶变换红外光谱仪来获得油液光谱数据。采用在不含水的液压油中混人不同量水的方式制备待测油液样品，采集不同含水量油液在3780~3500cm-1波段的光谱并进行积分，得到该波段的吸收能量数据。分析实验数据发现，红外光详的吸收能量与油液水含量之闻满足二次曲线函数关系，拟合得到的二次曲线与实验数据之间的相对误差在0.01%量级。该方法可以作为一种用于定量测量船用机械油减含水量的有效方法，并指导开展相关基于中红外发光二极管和光电二极管能量吸收的传感器的研制。
中红外光谱；船用机械；油液；含水量；定量
关键调
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOl; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)05-1234-04
以及研究水与其他有机物氢键的相互作用等，但在对油液的测量和分析中发现近红外光谱存在的致命弱点是其测量模型对仪器具有依赖性，同一模型应用到不同的仪器时会产生很
油液在机板系统的润滑和驱动中起到必不可少的重要作用。因为机械系统中大多数零部件的材料都是金属，油液中的水与氧气以及电解质的共同作用会导致金属零件表面产生腐蚀而失效，从而对机械系统造成很大的危害，因此必须及时检套和发现油液中含有的水份(2"，目前有一些用于测量润滑油和减压油等的含水量的标雅方法，如称重法，蒸增法，卡尔费修分析法，压力法等(4")，直接称重法在加热油液的时领容易使油液飞溅出来，危险且不准确；蒸馏法测量消耗油液多，且耗时较长；卡尔费修法得到了广泛应用而且测量结果准确，但分析试剂很昂费并且实验试剂有毒性，因而越来越多的人不感采用这种方法测量油液中的水含量；压力法是通过测量能与水反应的氢化钙放出的气体产生的压力来测量油液中的水分含量的，这种方法耗时长，且只能做高线测量。
随着当前在线测量日趋成为设备状态监测的主流，基于测量油减介电常数的方法被用于机械油减的含水量测的研究中(*)。可是，由于油液中含有大量的金属颗粒，金属颗粒的浓度不断变化，导致油液的介电常数不断变化，干扰了传感器对水分的测量，因而这种传感器只适合测量油液中水分的大幅度突变，不能精确测量油波含水量，
近红外光谱被用于测量农作物的含水量和含油量(91)
大的差异。中红外光谱在油液监测中主要被用于分析机械油藏化学性质的变化等，如抗鼠化性能的变化，此外中红外还应用于测量水中矿物油含量。在红外波段水分子分别在 5376~5154cm-1和3773~3509cm1波段具有吸收峰。由于中红外波段不存在近红外波段的问题，所以选取3773~ 3509cm-波段作为实验研究的波段范围，一方面因为这一段处于中红外区，另一方面考虑到今后传感器方面的研究，当前能够购买到这一波段范围的发光二极管和光电二极管检测器。
实验部分 1
1.1样品池设计
实验主要涉及两方面，一方面是对窗片材料可用性的验证，另一方面是对中红外光诺应用于测量油液的含水量的研究。传统的对油液进行傅单叶变换红外光语测量所采用的样品池是一个密闭的容器，两片KBr窗片之间除是100μm，通过油象使油液流人样品池再流出样品池形成循环[]，这种样品池并不适合长期用于测量含有水分的油减，因为KBr遇水会潮解，导致窗片损坏。因此希望有一种更方便的油液进样装置来实现样品的制备。本研究自行设计了用于傅里叶变
收搞日期：2011-10-09，修订日期：2012-01-12
基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金项目(2011-IV-077)，国家自然科学基金项目(51139005)和水路公路交通安全与装备教育部工
程研究中心开放基金资助
作者介：杨现，1981年生，武汉理工大学能源与动力工程学院讲师万方数据
e-mail,kunyangwhut@163.com,kyang@whut.edua.cm