一种双转盘电极原子发射光谱油液元素装置

1.本发明属于光谱分析领域。具体的说，本发明涉及一种双转盘原子发射光谱装置，用于对油液中元素的检测。


背景技术：

2.油液检测在故障检测方面有着重大的作用，能保证重大装备比如航空发动机的正常运行。旋转电极原子发射光谱技术，因其操作简单，性能优良，可靠性强，无需预处理，相较于其他检测方法，已经成为当今油液元素分析的主流方法。通过分析油液中存在的金属元素颗粒，检测其种类和数量可以判断出相关部件的磨损程度、磨损位置及疲劳状况等关键信息，可以及时发现故障便于检修，避免停机造成的损失。旋转电极原子发射光谱装置，通常由样品室、电路部分以及光谱仪三部分组成。传统的样品室即电弧激发装置，由一个棒状电极和一个转盘电极组成，在激发过程中，由于棒状电极的不断磨损和消耗容易造成放电间隙的改变。同时，由于频繁的更换棒状电极，也会导致人工的安装误差。由以上两方面造成了被测油样的激发不充分，可能导致最后光谱分析产生错误的结果。


技术实现要素：

3.本发明的目的是设计一种双转盘的原子发射光谱装置，将棒状电极同样替换为圆形转盘电极，可以有效的减少电极的磨损，进而为下一步的光谱分析提供稳定的保证。技术方案如下：
4.一种双转盘电极原子发射光谱油液元素装置，包括双转盘结构，盛油容器，两组电机和导电滑环以及光谱仪。其中，
5.所述双转盘结构包括竖向排列的两个圆形转盘电极，一个为上圆形转盘电极，另一个为下圆形转盘电极，两个圆形转盘电极分别通过阶梯轴连接到相应电机的传动机构上，导电滑环包括固定端以及与阶梯轴相连的自由端，上圆形转盘电极的电机本体及导电滑环的固定端与位移导轨固定连接，能够随着位移导轨竖向滑动；上圆形转盘电极的电机本体及导电滑环的固定端与支撑板固定连接，两个阶梯轴分别连接到相应的导电滑环的自由端；两个导电滑环的固定端分别连接到电弧激发装置的两个电弧激发端，电弧激发装置生成的大电流，经过导电滑环和阶梯轴传导至两个圆形转盘电极。
6.进一步地，所述的电机为空心轴电机。
7.进一步地，上圆形转盘电极的电机本体及导电滑环的固定端通过l型固定板固定连接到位移导轨。
8.进一步地，导电滑环的固定端通过u型卡扣固定连接到l型固定板。
9.进一步地，所述的盛油容器包括放置于可以竖直上下滑动的油舟托块上面的盛油盖。
10.进一步地，包含各种元素的被测油样在等离子态下发射出特定的光谱被送入光谱仪。
11.本发明的有益效果至少包含：(1)将棒状电极同样替换为上圆形转盘电极，可以有效的减少电极的磨损，进而为下一步的光谱分析提供稳定的保证。(2)上圆形转盘电极可以随着电机本体在竖直方向方便地移动，从而方便调节双转盘间的间隙大小。
附图说明
12.图1为双转盘电极原子发射光谱油液元素装置的结构示意图。
13.1为连接板，
14.2为连接螺栓，
15.3为l型固定板，
16.4为u型卡扣，
17.5为导电滑环，
18.6为支撑板，
19.7为空心轴电机，
20.8为传动机构，
21.9为l型角码，
22.10为油舟托块，
23.11为盛油盖，
24.12为下圆形转盘电极，
25.13为上圆形转盘电极，
26.14为台阶轴，
27.15为固定基板，
28.16为位移导轨。
29.图2为油液元素现场检测系统图。它主要由4部分组成，分别为双转盘结构部分，电弧激发部分，光路部分，图像采集和处理部分。主要有以下部分构成：
30.17为双转盘结构，
31.18为盛油盖(内含油液)，
32.19为准直镜，
33.20为分光镜
34.21为光谱收集器，
35.22为光纤，
36.23为光谱仪，
37.24为相机，
38.25为计算机，
39.26为屏幕(用于显示光谱图像)，
40.27为电弧激发装置。
具体实施方式
41.下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例方式仅用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
42.如图1所示，本发明采用的技术方案是一种双转盘电极原子发射光谱油液元素装置。双转盘竖直上下排列，位移导轨16通过连接板1和连接螺栓2可以将固定在l型固定板3上的空心轴电机7、台阶轴14以及上圆形转盘电极13一起竖直上下滑动，方便调节双转盘间的间隙大小。下圆形转盘电极12旋转进而把待检测的样品油从盛油盖11送至两个圆形转盘电极的间隙之间。放电间隙的实际距离为竖直排列的两轴的垂直距离与转盘电极之差。其中，盛放检测油样的盛油盖11，放置于可以竖直上下滑动的油舟托块10上面，便于旋转电极将油液送至双转盘的间隙进行“烧样”。为了减小空间，采用空心轴电机7，其具体型号为施罗德的sdm4625w，空心轴电机7通过传动机构8带动阶梯轴14旋转。装置中采用了导电滑环，这是实现两个相对转动机构的电流、数据信号或图像及动力传输的精密传输装置，用于360
°
无限制的连续旋转，从激发电路到圆形转盘电极传送大电流信号、数据信号。导电滑环主要由旋转与静止两大部分组成。旋转部分连接设备的旋转结构并随之旋转运动，称为“自由端”；静止部分连接设备的固定结构的一端，称为“固定端”。导电滑环5由u型卡扣4固定在l型固定板3上，阶梯轴14的一端连接上圆形转盘电极13，另一端通过螺纹连接至导电滑环5的自由端，导电滑环5的固定端连接电弧激发装置27。电弧激发装置27产生的大电流，经过导电滑环5和阶梯轴14的传导至上圆形转盘电极13，在双转盘的间隙产生高压，将被测油样等离子化。包含各种元素的被测油样在等离子态下发射出特定的光谱，经过光纤22传到光谱仪23的光学系统可以有效分析、辨别，同时连接计算机25上通过软件处理也可以直接确定元素的种类和大致含量。
43.假设空心轴电机带动转盘的转速为n min/r,每分钟电极的磨损度为a，圆形转盘电极的半径为r，初始时两个圆形转盘的间隙为d。在传统的棒——圆形转盘电极结构中(将图中上圆形转盘电极13换为棒状电极)，经过一分钟后，放电间隙为
44.d1＝d+a
45.在使用双转盘电极结构放电间隙为
[0046][0047]
由于两个装置中都存在固定的圆形转盘电极，所以此部分相互抵消，均不计入。通过简单的计算，可以发现d2＜＜d1，由此得出双转盘的结构可以避免频繁更换棒电极造成的误差。
[0048]
在调试好电路，安装好圆形转盘电极后，取带检测的润滑油，放置于一次性的盛油盖11中。待整个装置通电后，空心轴电机7带动传动机构8进而带动阶梯轴14旋转，下圆形转盘电极12在阶梯轴14的带动下，开始旋转，将盛油盖11中的被测油样送至双装盘的间隙处。电弧激发装置27中的高频电容对电极进行充电，从而在双转盘之间形成很大的电势差，在双转盘的间隙进行高压放电，对样品油进行“烧样”。样品油在高温电弧的作用下被气化和等离子化，等离子化的被测油样被激发出特定光谱。激发出的特定光谱经过光谱收集器21收集，通过光纤22被光谱仪23进行采集，通过计算机25分析、计算，最终确定出被测油样中所含有的金属元素。通过金属元素可以分析出故障部位以及受损情况。