CN102511004B - 一种粒子分析的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种磨损分析方法。所述方法包含将一润滑剂样品引入一管体内。所述润滑剂样品包含碎屑，磨损或其他不同尺寸的粒子。所述管体包含数个过滤器膜片，每个过滤器膜片皆有一预设孔径。所述方法还包含对管体进行离心，使所述润滑剂样品和其中的磨粒沿着所述管体的长度脱离。所述过滤器膜片阻碍大于孔径的磨粒通过，进而根据磨粒的尺寸来分开磨粒。所述管体附加于一离心机的一操作器上，利用所述离心机进行离心。数个管体可附加于所述离心机的数个操作器以同时利用离心机进行离心。本发明也提供离心管体(或管体)。
Description
技术领域
本发明有关于一种评估液体中粒子含量的设备和方法。特别是，本发明有关于一种测量机械系统或组件的磨损量的设备和方法。本发明的设备和方法结合离心法的使用。
背景技术
对机械系统和组件而言磨损是无法避免的。对于实施有效的预测性维护程序和测定安全系数与性能评定而言，测量磨损的能力是必要的。
一般而言，测量机械系统和组件的磨损程度有两个选项。第一个选项是通过截断或破坏性的方式，使机械系统拆离和用视觉检视机械系统的磨损表面。透过截断的方法来测量磨损程度将破坏机械系统的整体运作，并且可导致生产力损失和成本增加。第二个选项是透过非截断技术的方式测量机械系统和组件的磨损，如磨粒分析，也称为润滑剂分析。关于磨粒分析，一润滑剂样品，更具体来说，一油液样品，是从机械系统取出分开测试。
现代化整合式和自动化高速机械系统传统上会产生零生产和耗成本的停机时间。因此，非截断(non-interceptive)技术如磨粒分析对于测量所述系统的磨损程度而言特别有用。常见的磨粒分析技术包含光谱分析(spectroscopic analysis)、铁谱分析(ferrography)、过滤器膜片(filterpatch)分析、和磁性芯片检测器(magnetic chip detector，MCD)磨粒分析。
光谱分析
在标准的光谱分析中，润滑剂样品被稀释并且被一能源抽吸，所述能源可激发磨损金属或磨粒，使得润滑剂样品内的磨损金属发出可见光波长的光辐射。所述光辐射可被寄存和分析，用来测定润滑剂样品内磨损金属的尺寸和数量，进而测量机械系统的磨损程度。然而，光谱分析通常需要将润滑剂样品浸入溶液中。此外，光谱分析方法一般来说无法准确检测大于10微米的粒子。
铁谱分析
铁谱也常用于测定或测量机械系统的磨损程度。一般来说，磨粒从润滑剂样品中产生磁性沉淀，然后再用显微镜检视。测定润滑剂样品中磨粒的数量、尺寸和形态的至少一种，可提供机械系统的磨损程度的指标。三大用于在铁谱分析的设备类型为直读(DR)铁谱仪、铁谱分析系统、和铁谱扫描仪。铁谱分析所需的设备花费昂贵、体积庞大，并且操作复杂。
过滤器膜片分析
一个已知的磨损分析工具是艾默生过程管体理公司(Emerson ProcessManagement)的51WD磨损碎屑过滤器膜片机构。51WD磨损碎屑过滤器膜片机构被设计用来将磨粒从使用过的油样分开，再用显微镜观察。51WD磨损碎屑过滤器膜片机构需要一真空泵，来拉动被稀释的使用过油样通过一组过滤器膜片，进而根据磨粒的尺寸将油样内的磨粒分开。51WD磨损碎屑过滤器膜片机构有多个局限。这些局限包含一个使用51WD磨损碎屑过滤器膜片机构有关的相对较低效率和固定最低成本。
磁性芯片检测器(MCD)磨粒分析
磁性芯片检测器(MCD)通常用来收集磨粒，更具体来说是润滑剂(例如，使用过的油)样品中的含铁磨粒或碎片。MCD磨粒分析包含从MCD收集含铁磨粒、检视所收集的含铁磨粒、和同化检视过程中所搜集的信息，以形成机械系统的磨损情况的评估。通常情况下，MCD收集大型含铁金属磨粒(即大于100微米的粒子)。所述MCD收集而来的含铁金属磨粒可同时采用定量分析和定性分析来检视或评估。
机械系统和组件的维护程序的重要性日益增加，使得准确、可靠和具成本效益的分析设备、工具、系统和方法的需求不断增长。
发明内容
根据本发明的第一个方面，揭示一种磨损分析的方法，包含：将润滑剂样品引入管体内，所述管体包含一有预设孔径的过滤器膜片。所述方法还包含：对管体进行离心，使得润滑剂样品沿着管体的长度脱离，并且阻碍至少一部分的润滑剂样品通过过滤器膜片，至少一部分润滑剂样品大于过滤器膜片的预设孔径。
根据本发明的第二个方面，揭示一种磨损分析的方法，包含：将第一润滑剂样品引入第一管体内，所述第一管体包含数个过滤器膜片，每个过滤器膜片皆有预设孔径。所述方法还包含：将第二润滑剂样品引入第二管体内，所述第二管体包含数个过滤器膜片，每个过滤器膜片皆有预设孔径，并且对第一管体和第二管体同时进行离心，使第一润和第二润滑剂样品分别沿着第一和第二管体的长度脱离。第一管体和第二管体中至少一过滤器膜片分别捕捉部分第一和第二润滑剂样品，被捕捉在至少一过滤器膜片上的润滑剂样品是尺寸大于至少一过滤器膜片的预设孔径。
根据本发明的第三个方面，揭示一种磨损分析的系统，包含：一第一管体，用来容纳包含数个磨粒的第一润滑剂样品，所述第一管体包含数个配置在其内的过滤器膜片，每个过滤器膜片皆有一预设孔径。所述系统还包含：一离心机，用来对第一管体进行离心，使第一润滑剂样品沿着第一管体的长度脱离。至少一过滤器膜片在第一润滑剂样品沿着第一管体的长度脱离的期间阻碍至少部分磨粒的通过，所述部分磨粒的尺寸大于至少一过滤器膜片的预设孔径。
根据本发明的第四个方面，揭示一种离心管体。所述管体包含：一圆柱形容器，具有一开口；以及数个过滤器膜片，每个过滤器膜片皆被配置于所述容器中的一默认位置并且皆有默认孔径，用以在进行离心的过程中捕捉所述大于预设孔径的粒子。
根据本发明的第五个方面，揭示一种离心管体，包含：数个可分开式容器组件，其包含至少一第一容器组件和一第二容器组件。每一个容器组件包含一开口和一液体承载通道。至少一过滤器膜片配置于第一和第二容器组件之间，并且横置在每个第一和第二容器组件的液体承载通道中。所述至少一过滤器膜片有一预设孔径。：
附图说明
本发明的实施例揭示在此并可参考附图，其中：
图1揭示根据本发明的实施例的磨损分析管体，所述管体包含两过滤器膜片；
图2a揭示图1管盖的局部侧视图；
图2b揭示图2a管盖的局部俯视图；
图2c揭示图2a和2b管盖的局部等距视图；
图3a揭示图1管体中第一组件的局部侧视图；
图3b揭示图3a第一组件的局部横断面视图；
图3c揭示图3a和3b第一组件的另一局部侧视图；
图3d揭示图3a、3b、和3c第一组件的局部等距视图；
图4a揭示图1管体中第二组件的局部侧视图；
图4b揭示图4a第二组件的另一种局部侧视图；
图4c揭示图4a和图4b第二组件的局部横断面视图；
图4d揭示图4a、4b、和4c第二组件的局部等距视图；
图5a揭示图1管体中第三组件的局部侧视图；
图5b揭示图5a第三组件的另一局部侧视图；
图5c揭示图5a和图5b第三组件的局部横断面视图；
图5d揭示图5a、5b、和5c第三组件的局部等距视图；
图6a揭示图1管体中排液螺塞的局部侧视图；
图6b揭示图6a排液螺塞的另一局部侧视图；
图6c揭示图6a和图6b排液螺塞的横断面视图；
图7揭示根据本发明的另一实施例的磨损分析管体，所述管体包含三过滤器膜片；
图8a揭示根据在本发明的各种实施例在图1管体内的粗孔径过滤器膜片；
图8b揭示根据在本发明的各种实施例在图1管体内的细孔径过滤器膜片；
图9揭示根据本发明的实施例，图1或图7中附加于一离心机的操作器上的管体；
图10揭示根据本发明的实施例，图1或图7中附加于离心机的数个操作器上的数个管体；
图11是根据本发明一实施例的磨损分析过程的步骤流程图；及
图12a至图12c揭示根据图11的磨损分析过程中图1或图7管体的离心。
具体实施方式
磨粒分析是一种常用来测量机械系统和组件磨损程度的方法。然而，现有的磨粒分析方法、系统、工具和设备皆存在几个限制和缺点。本发明目的为改善至少一所述限制和缺点。
本发明的实施例针对用来评估，估计、描述特征、分类、或分级液体或液体样品中粒子含量的系统、设备、装置、方法、过程、程序和/或技术。更具体地说，本发明的实施例针对碎屑、磨损物、或其他粒子分析的系统、设备、装置、方法、过程、程序和/或技术。为了简化和清楚的叙述，粒子在此可通称为磨粒。本发明的各种不同实施例根据以下图1至图12c叙述，其中相似的组件是以相似的参照图号编号。所述实施例的具体细节可为所述实施例提供彻底的了解。然而，所属领域的技术人员可了解的是，本发明揭示于此的的实施例不排除使用在其他需要本发明各种实施例中的基本原则(例如在操作上、功能上或性能上的特征)的应用中。
图1根据本发明的实施例揭示一管体20a。一般而言，管体20a是一至少有一液体承载通道的延长形或圆柱形容器。在本发明的各种实施例中，管体20a包含数个可分开组件、片段、或组件，每个皆有一开口和一液体承载通道。图1中管体20a包含一管盖22、第一组件24(也称为顶部组件)、第二组件26(又称为一个中部组件或本体组件)、第三组件28(也称为底部组件)、一排液螺塞(drain plug)30、和数个过滤元素组件、过滤器或过滤器膜片32a、32b。所述管盖22、第一组件24、第二组件26，第三组件28、排液螺塞30、和数个过滤器膜片32a、32b可耦合或组装在一起，形成管体20a。一预定的过滤器膜片32a、32b横向承载或置放于管体20a的液体承载通道。
在本发明的大多数实施例中，管体20a用于接收、承载、或含有液体或润滑剂样品(未绘示)于其内。润滑剂样品可以是，例如，石油基润滑剂、合成基润滑剂或合成润滑剂，或植物油基润滑剂。在本发明的几个实施例中，润滑剂样品可以是从一机械系统或机械组件(未绘示)吸取出来的使用过油样。所述使用过的油样，例如使用过的液压油样、使用过的齿轮油样、使用过的油脂油样、或使用过的涡轮油样。所述润滑剂样品包含不同尺寸的磨粒。磨粒的分类、特征和/或数量或密度，和更具体在某些实施例中已知尺寸的磨粒相对量的测定或估计，将有助于测量或评估机械系统或机械组件的磨损程度。
图1揭示根据本发明的实施例的管体20a，包含两过滤器膜片32a、32b。管体20a中每个过滤器膜片管32a、32b皆有一预设孔径。在本发明的几个实施例中，过滤器膜片32a、32b的孔径可依照需要选择或决定。在本发明的各种实施例中，过滤器膜片32a、32b的孔径根据用来进行分析润滑剂样品的类型做选择。
这是因为不同类型的润滑剂样品，尤其不同种类的使用过油样(即使用过的液压油样、使用过的齿轮油样、使用过的油脂油样，或使用过的涡轮油样)，可各包含不同尺寸的磨粒。因此，为了阻碍一特定尺寸磨粒脱离或通过特定过滤器膜片，所述过滤器膜片的孔径应小于磨粒尺寸。例如，使用过的齿轮油样和油脂油样通常含有跨距、直径、或宽度约1000微米的磨粒。为了捕捉约1000微米的磨粒，过滤器膜片孔径应该小于约1000微米。此外，使用过的液压油样通常含有约5至25微米的磨粒。因此，为了捕捉约5至25微米的磨粒，过滤器膜片的孔径应该相应地小于约5至25微米。
例如，在本发明的几个实施例中，过滤器膜片32a、32b的孔径介于约800至1000微米之间。此外、或者，在本发明的几个实施例中，过滤器膜片32a、32b的孔径小于800微米，例如，介于约2.5至25微米之间。
在几个本发明的实施例中，过滤器膜片32a、32b大致上由塑料或塑料聚合物组成。在其他实施例中，一个或数个过滤器膜片32a、32b可包含一预设孔径的细丝筛网(又称网目尺寸)。细丝筛网让使用者能够在如以下所述离心过程之后加热过滤器膜片32a、32b的细丝筛网，观察加热细丝筛网(例如介于约摄氏150度至350度之间，更具体来说，介于200度至300度之间)时，被捕捉在细丝筛网上的磨粒的反应。一般来说，在离心过程之后，一个或数个过滤器膜片32a、32b可接受一套测试(例如，热、化学、或光学测试)以助于描述被承载磨粒的特征。
如上所述，图1揭示根据本发明实施例的管体20a，包含管盖22、第一组件24、第二组件26、第三组件28、排液螺塞30和过滤器膜片32a、32b，耦合或组装在一起，形成管体20a。
图2a至2c揭示根据本发明实施例的管盖22。在本发明的大多数实施例中，将管盖22的形状和尺寸用以匹配耦合图3a至图3c中的第一组件24。更具体地说，将管盖22的形状和尺寸用以匹配耦合第一组件24的接收面34。在本发明的大多数实施例中，第一组件24是一空心圆柱结构，将所述结构的形状和尺寸用以匹配耦合管盖22和管体20a的第二组件26。管体20a的第一组件24包含螺纹36。在本发明的大多数实施例中，管体20a中第一组件24的螺纹36置于接收面34的末端。
图4a至4d揭示管体20a的第二组件26。在本发明的大多数实施例中，第二组件26是一空心圆柱结构，其形状和尺寸用以耦合管体20a中每一个第一组件24和第三组件28的。管体20a的第二组件26包含第一端部38和第二端部40，分别位于管体20a中第二组件26的两端。第二组件26的第一端部38包含一第一螺纹42，其形状和尺寸用以耦合第一组件24中的螺纹36。第二组件26的第二个端部40包含第二组螺纹44。
图5a至5d揭示管体20a的第三组件28。在本发明的大多数实施例中，第三组件28是一中空的圆柱形结构，其形状和尺寸用以耦合每一个第二组件26和排液螺塞30的。第三组件28包含第一端部46和第二端部48，分别位于第三组件28的两端。第一端部46包含第一组螺纹50，其形状和尺寸用以容置或耦合管体20a中第二组件26的第二组螺纹44。图6a至6c揭示管体20a的排液螺塞30。排液螺塞30包含螺纹54，其形状和尺寸用以耦合管体20a中第三组件28的第二组螺纹52。
在本发明的大多数实施例中，通过机械装置将过滤器膜片32a、32b组装或固定在管体20a中。如图1揭示本发明的实施例，将第一过滤器膜片32a组装介于管体20a的第一组件24和第二组件26之间，将第二过滤器膜片32b组装介于管体20a的第二组件26的和第三组件28之间。在本发明的几个实施例中，过滤器膜片32a、32b包含螺纹(未绘示)，其形成于膜片周围以助于将过滤器膜片32a、32b机械耦合或组装于管体20a中的第一组件24、第二组件26和第三组件28。在其他实施例中，过滤器膜片32a、32b不包含螺纹，并可被承载或置放于管体组件24、26、28的基座或支持部位上。机械结构、垫片、O型圈或其他类型的密封件皆可被使用(如作为单独组件，或作为过滤器膜片32a、32b或一过滤器膜片的组合构造的一部份)以助于管体20a内的液体密封。
在图1揭示本发明的实施例中，管体20a包含两过滤器膜片32a、32b。所属领域的技术人员可了解的是，本发明的其他实施例可提供具有不同数量过滤器膜片的管体。例如，根据本发明的其他实施例，管体可包含三、四、五、或更多的过滤器膜片。图7揭示管体20b，其中包含三过滤器膜片66a、66b、66c。管体20b还包含一管盖56、一第一组件58(也称为顶部组件)、两第二组件60a、60b(也称中部组件)、一第三组件62(也称底部组件)及一排液螺塞64。在本发明的大多数实施例中，管体20a的管盖56、第一组件58、第二组件60a、60b、第三组件62、和排液螺塞64各相对应于管体20a的管盖22、第一组件24、第二组件26、第三组件28和排液螺塞30具有相似结构与功能。
在本发明的大多数实施例中，管体20a的第一过滤器膜片32a有如图8a的粗孔径，并且管体20a的第二过滤器膜片32b有如图8b的细孔径。在本发明的数个实施例中，粗孔径的第一个过滤器膜片32a被置于管体20a第一组件24和第二组件26之间，细孔径的第二过滤器膜片32b被置于的第二组件26和第三组件28之间。在本发明的大多数实施例中，将过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c根据孔径放置或按顺序排列，使得最粗孔径过滤器膜片置于最靠近管体20a、20b的管盖22、56，将具渐进变细孔径的过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c依次的放置距离于管体20a、20b的管盖22、56较远处。
在本发明的大多数实施例中，每个过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c的位置相对于另一管体20a或20b中每个过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c的位置，且在管体20a、20b的离心过程中皆被固定住。在本发明的几个实施例中，管体20a、20b中的过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c之间的间距是固定的，即，在管体20a、20b离心的过程中保持不变。
所属技术领域的技术人员可了解的是，在本发明其他实施例中，管体中一个或数个过滤器膜片可初步被配置于管体内的给定位置或区域内，并且和管体相关的过滤器膜片的位置和/或可在离心(例如手动)之前、离心过程中(例如，因为离心力作用和分开过滤器膜片)，或离心之后，进行调整或变换。在本发明的几个实施例中，一组过滤器膜片可包含数个过滤器膜片，所述膜片可在相应于离心力或其他力量(例如，重力)的时候沿着垂直于过滤器膜片表面的中轴互相牵引。
图9揭示根据本发明实施例耦合或附加于离心机72(也称离心装置、离心设备、旋转置换器、或旋转器)中操作器70的管体20a、20b。在几个实施例中，离心机72可轻便携带和/或可手持。在本发明的各种实施例中，离心机72包含数个操作器70。图10揭示根据本发明的几个实施例附加于数个离心机72中操作器70的数个管体20a、20b。在本发明的几个实施例中，离心机72包含四个操作器70，每个操作器70可从中央发动机组互相间隔约90度角进行伸展(如此离心机可被称为四固定翼离心机)。在其他实施例中，离心机72可包含其他数量的操作器70，所述操作器可从中央发动机组以互相间隔一预设角度进行伸展。
在本发明的大多数实施例中，离心机72被使用来使管体20a、20b相对离心机72的旋转轴(也称作一中央轴)进行旋转或离心。在本发明的几个实施例中，管体20a、20b相对于旋转轴的转速或离心速度可根据离心机72使用者的需求来变换。在本发明的几个实施例中，离心机72可被程序化或可程序化，以设定管体20a、20b相对于旋转轴的预设转速或离心速度。
在本发明的几个实施例中，离心机72被用来对管体20a、20b离心，每分钟转速介于750RPM至1500RPM之间，持续0.5至2分钟。离心速度和/或离心时间可根据引入管体20a、20b内的润滑剂样品(即油样类型)做改变。此外，离心速度和/或离心时间可根据引入管体20a、20b内润滑剂样品的黏滞性做改变。例如，一重型齿轮油样(未经稀释)，通常需要离心速度介于1000RPM至1500RPM之间，维持1到2分钟。一液压油样本，其离心速度通常需要介于750RPM至1000RPM之间，维持不到1分钟。
在本发明的许多实施例中，管体20a、20b的离心动作会沿管体20a、20b的长度或纵轴产生离心力，进而使润滑剂样品和润滑剂样品中的磨粒沿着管体20a、20b长度脱离。在不同的实施例中，管体20a、20b的离心动作透过一个或以上的过滤器膜片32a、32b、66a、66b，66c使至少部分磨粒被牵引或脱离。可了解的是，一具有孔径小于特定磨粒尺寸的过滤器膜片将阻碍所述特定磨粒穿过或透过过滤器膜片。因此，尺寸大于特定过滤器膜片孔径的磨粒将被所述过滤器膜片捕捉。在本发明的许多实施例中，管体20a、20b的离心动作，沿着管体20a、20b的至少部分长度牵引润滑剂样品，并促使磨粒离开剩余的润滑剂样品，以及根据磨粒尺寸彼此互相分开。
如上所述，在本发明的很多实施例中，离心机72包含数个操作器70。因此在许多实施例中，数个管体20a、20b可同时耦合或附加于离心机72。将数个管体20a、20b附加在离心机72上的能力可以同时对数个管体20a、20b进行离心，进而同时根据磨粒尺寸分离润滑剂样品中的磨粒。这增加了磨粒分析的效率。
图11是一根据本发明的实施例的磨损分析过程的流程图100。
在流程图100的第一过程110中，润滑剂样品从机械系统或组件提取或吸取出。传统吸取或取样技术可用来从机械系统中吸取润滑剂样品。从机械系统中吸取的润滑剂样品的体积是可变的，并可根据包含但不局限的数个因素，如润滑剂样品的类型和/或相应介于管盖22、56和置于最靠近管体20a、20b中管盖22、56的过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c之间距离的局部管体容量。在本发明的几个实施例中，从机械系统中吸取的润滑剂样品体积大约10至20毫升。在其他实施例中，从机械系统中吸取的润滑剂样品体积超过20毫升。
在第二过程120中，润滑剂样品被引入管体20a、20b内(例如，引入由管体20a、20b第一组件24、58构成的第一或上方腔体内)。管体20a、20b的大小、尺寸、形状、长度、直径和材料可根据需要做改变。管体20a、20b的容量可根据被分析的润滑剂样品的体积、类型和黏滞性的一种或以上来做改变。
在本发明的几个实施例中，管体20a、20b由至少部分塑料聚合物制作，外径介于约20至30毫米之间，内径介于约10至15毫米之间，并且长度介于约5至15厘米之间。在本发明的各种实施例中，管体20a、20b有一约23毫米的外径和约13毫米的内径。在本发明的几个实施例中，第一组件24、58的长度介于约30至35毫米之间，第二组件26、60的长度介于约30至35毫米之间，并且第三组件28、62的长度介于约55至60毫米之间。
如上所述，管体20a、20b包含数个过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c。每一过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c均有一预设孔径，用来阻碍大于孔径的磨粒穿过或通过相应过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c。在几个实施例中，过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c是可抛弃式过滤器膜片，所述过滤器膜片可根据需要或需求被引入(即，耦合到第一组件24、58、第二组件26、60或第三组件28、62)或从管体20a、20b中取出。如上所述，过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c，可通过机械设备或方法，例如使用螺纹，而被插入管体20a、20b(即，耦合至第一组件24、58、第二组件26、60或第三组件28、62)内。过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c也可以利用机械设备、工具、装置或方法，从管体20a、20b被取出或吸取出。在本发明的许多实施例中，过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c在第二过程120之前被引入管体20a、20b中。
在本发明的许多实施例中，每一过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c彼此被放置在管体20a、20b的相对默认位置。如上所述，相对于细孔径的过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c，粗孔径或大孔径的过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c被放置在靠近管体开口处。在几个实施例中，过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c被放置在管20a、20b内固定深度。此外，在几个实施例中，过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c相对彼此之间是间隔固定间距设置，并且在管20a、20b离心过程中保持固定不动。在本发明的其他实施例中，某些被引入管体的过滤器膜片相对于管体没有固定位置，并可至少在管体离心过程之前、期间及之后脱离出(例如沿着管体的长度)。
在第三过程130中，管体20a、20b被附加、耦合至、匹配于、或放置在离心机72的操作器70上。在本发明的各种实施例中，离心机72相对上价格便宜，便于携带，和易于操作。如上所述，在本发明的许多实施例中，离心机72有数个操作器70，每一操作器70用来承载或耦合一管体20a、20b。因此，在本发明的许多实施例中，数个管体20a、20b可附加于、耦合至、匹配于、或放置在数个离心机72的操作器70上(例如，以依序、同步或大致上同步的方式)。
在第四个过程140中，对管体20a、20b进行离心。在离心过程中，至少部分的润滑剂样品(例如润滑剂样品承载的粒子)被阻碍免于通过一个或数个过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c。在本发明的数个实施例中，管体20a、20b的离心速度和/或离心时间可根据使用者的需求决定和调整。例如，离心速度可根据管体20a、20b中润滑剂样品的种类、黏滞性和体积的任一种或以上来决定。在本发明的几个实施例中，离心速度介于约750RPM至1500RPM之间，持续约0.5至2分钟。
图12a至12c揭示20a、20b两管体的离心动作。如图12a至12c揭示，在离心之前，管体20a、20b可被定位，使得管体20a、20b的长度或纵轴平行离心机72的旋转轴或离心轴。如图12b所示，管体20a、20b的离心动作将使得管体20a、20b重新定向。在本发明的几个实施例中，为了实现最终或最大离心速度，管体20a、20b重新定向，使得管体20a、20b的长度或纵轴大致上垂直于离心机72的旋转轴或离心轴。
在第五过程150中，离心管体20a、20b产生一沿着管体20a、20b长度或纵轴的离心力，使润滑剂样品沿着管体20a、20b的长度脱离。增加离心速度增加了施加在润滑剂样品和润滑剂样品中磨粒的离心力程度。在离心的过程中，磨粒沿着管体20a、20b的长度脱离或被牵引，而远离管体20a、20b的管盖22、56并且朝向一个或数个过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c。磨粒沿着管体20a、20b的管长脱离将牵引至少部分润滑剂样品和/或磨粒穿过或通过管体20a、20b中的至少一过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c。
在本发明的许多实施例中，在第六过程160中，当磨粒沿着管体20a、20b的长度脱离时，所述磨粒根据尺寸被分开。如上所述，在本发明的几个实施例中，管体20a、20b中的过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c各被放置在固定深度(即，彼此之间有固定间距)。因此，当磨粒沿着管体20a、20b的长度被牵引通过过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c时，所述磨粒根据尺寸被分开。尺寸大于过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c孔径的磨粒将被捕捉，而尺寸小于过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c孔径的磨粒将可通过。
在本发明的其他实施例中，一个或数个过滤器膜片可不被放置在管体内固定深度，而且可不被固定在管体内。在这样的实施例中，当管体离心后磨粒沈淀时，第六过程160的过滤器膜片是彼此分开的。过滤器膜片的分开是基于孔径和因此被捕捉的磨粒尺寸来决定。
在第七过程170中，将过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c从管体20a、20b取出。与第七过程170相联联的是，排液螺塞30、64可从管体20a、20b上移除，以助于液体从管体20a、20b流出。在本发明的几个实施例中，可利用机械设备完成过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c的取出，因此是快速和具成本效益的。在第八过程180中，将过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c检视、检测或测试(例如，在个别基础上)以测定被捕捉磨粒的数量、尺寸、形态和类型中的至少一项。在本发明的数个实施例中，光学设备用于检视过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c，尤其过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c上承载或被捕捉的磨粒。在不同的实施例中，过滤器膜片32a、32b、66a、66b、66c上的磨粒的检测是通过使用光学镜片或显微镜的显微术来完成的。
在本发明的许多实施例中，测定润滑剂样品中所发现磨粒的类型、尺寸、和数量或密度其中至少一项的能力使得使用者从润滑剂样品中评估或获得从中被取出的润滑剂样品的机械系统的磨损(即，磨损程度)资料。可了解的是，本发明的实施例中包含数个管体20a、20b，每一个管体与离心机72的数个操作器70其中之一耦合，尤其过程110至180可对数个润滑剂样品同时执行。因此，过程100可比其他一次只能处理或分析个别润滑剂样品的磨粒技术还要更快和更具成本效率。此外，在本发明的几个实施例中，离心机72方便携带，易于使用，因此适合在现场测量或评估机械系统或组件的磨损程度。因此，根据本发明的数个实施例，过程100是通用、方便、迅速和具有成本效益的。
可了解的是，本发明的特定实施例可用来评估其他液态样品中的粒子含量。例如，本发明的各种实施例可用于测定液体或液体样品中所发现的粒子的尺寸、型态和类型其中至少一项。
在上述说明中，本发明的实施例是参照附图进行描述。在不违反本发明的范围或精神下当可对本发明实施例进行众多的改变和修改。本发明的范围和权利要求范围当不局限于此处所述的实施例。
Claims (14)
1.一种磨损分析方法，其特征在于：包含：
将包含不同尺寸的磨粒的一润滑剂样品引入一管体内，所述管体包含一顶部，所述顶部内具有一液体承载通道，一安装至所述顶部的中部，所述中部内具有一液体承载通道，一安装至所述中部的底部，所述底部内具有一液体承载通道，一第一过滤器膜片，所述第一过滤器膜片具有一第一预设孔径并且组装介于所述顶部和中部之间；以及一第二过滤器膜片，所述第二过滤器膜片具有一第二预设孔径并且组装介于所述中部和底部之间；
对所述管体进行离心，使所述润滑剂样品沿着所述管体的长度脱离；以及
阻碍至少一部分的所述润滑剂样品的所述磨粒通过所述第一和第二过滤器膜片，所述至少一部分的所述磨粒大于所述第一和第二过滤器膜片的预设孔径因此而被捕捉；
从所述顶部和中部之间移除所述第一过滤器膜片；
从所述中部和底部之间移除所述第二过滤器膜片；
检测每个所述第一和第二过滤器膜片以测定被捕捉的磨粒的数量、尺寸以及形态中的至少一种。
2.如权利要求l所述的方法，其特征在于：所述第一过滤器膜片相对于所述第二过滤器膜片具有较粗的孔径尺寸。
3.如权利要求l所述的方法，其特征在于：所述润滑剂样品从一机械系统被提取出来。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：检测每个所述第一和第二过滤器膜片包括使用一光学显微镜光学地检测每个所述第一和第二过滤器膜片，以及其中通过由所述第一过滤器膜片的第一预设孔径来检测被捕捉的磨粒并且通过由所述第二过滤器膜片的第二预设孔径来检测被捕捉的磨粒，以促进对被提取出润滑剂样品的机械系统的磨损评估。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第二过滤器膜片的预设孔径介于2.5至25微米之间。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一过滤器膜片的预设孔径介于800至1000微米之间。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一过滤器膜片和第二过滤器膜片包括细丝筛网，所述细丝筛网被分别地配置成生产所述第一预设孔径和所述第二预设孔径，并且其中检测所述第一和第二过滤器膜片包括：加热每个所述第一和第二过滤器膜片的细丝筛网以观测待加热的在所述细丝筛网上被捕捉的磨粒的反应。
8.一种用于磨损分析的离心管体，其特征在于：包含：
一圆柱形容器，具有一液体承载通道和一端开口，用以容纳具有不同尺寸
磨粒的润滑剂样品，所述圆柱形容器包含：
一顶部，所述顶部内具有一液体承载通道，一安装至所述顶部的至少一中部，所述的至少一中部内具有一液体承载通道，一安装至所述的至少一中部的底部，所述底部内具有一液体承载通道；
一第一过滤器膜片，所述第一过滤器膜片具有一第一预设孔径并且组装介于所述顶部和至少一中部之间；以及
一第二过滤器膜片，所述第二过滤器膜片具有一第二预设孔径并且组装介于所述的至少一中部和底部之间；
其中分别具有第一和第二预设孔径的所述第一和第二过滤器膜片阻碍至少一部分的所述
磨粒且捕捉所述至少一部分的磨粒，所述至少一部分的磨粒大于每个所述过滤器膜片的预设孔径，以及
在所述顶部和至少一中部之间的所述第一过滤器膜片是可移除的并且在至少一中部和所述底部之间第二过滤器膜片是可移除的，以通过所述第一过滤器膜片和所述第二过滤器膜片来测量被捕捉的磨粒的数量、尺寸以及形态中的至少一种。
9.如权利要求8的离心管体，其特征在于：所述润滑剂样品从一机械系统被提取出来。
10.如权利要求8的离心管体，其特征在于：所述第一过滤器膜片的第一预设孔径大于所述第二过滤器膜片的第二预设孔径，并且所述第一过滤器膜片被配置接近于接收所述润滑剂样品的所述圆柱形容器的开口。
11.如权利要求8的离心管体，其特征在于：所述润滑剂样品从一机械系统被提取出来，其中至少一中部包括一内部具有一液体承载通道的第一中部和内部具有一液体承载通道的第二中部，其中所述第一中部安装在所述顶部和所述第二中部之间并且所述第二中部安装在所述第一中部和所述底部之间，并且其中所述第一过滤器膜片安装在所述顶部和所述第一中部之间，并且所述第二过滤器膜片安装在所述第一中部和所述第二中部之间，并且一具有一第三预设孔径的第三过滤器膜片安装在所述第二中部和所述底部之间。
12.如权利要求8的离心管体，其特征在于：所述第二过滤器膜片的第二预设孔径介于2.5至25微米之间。
13.如权利要求8的离心管体，其特征在于：所述第一过滤器膜片的第一预设孔径介于800至1000微米之间。
14.如权利要求8的离心管体，其特征在于：所述第一和第二过滤器膜片为细丝筛网，所述细丝筛网被分别地配置成生产所述第一预设孔径和所述第二预设孔径。
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