GB T 21540-2008 液压传动.液体在线自动颗粒计数系统.校准和验证方法.pdf

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1、ICS 2310060J 20 缮目中华人民共和国国家标准GBT 21540-2008IS0 1 1943：1999液压传动 液体在线自动颗粒计数系统校准和验证方法Hydraulic fluid power-Online automatic particle-countingsystems for liquids-Methods of calibration and validation2008-03-31发布(IS0 11943：1999，IDT)2008-09-0 1实施宰瞀徽紫瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会仅113目 次前言引言1 范围2规范性引用文件3术语和定义4测量单位-5要

2、求6试验设备7测量设备的精度和试验条件8离线校准程序9在线样液配制设备的验证和二次校准标准的确定lo在线二次校准和检验程序11在线稀释系统的验证12注意事项13标注说明一附录A(资料性附录) 典型在线校准和验证系统的设计指南GBT 21540-2008IS0 1 1943：1999V111111222680l2刖 置GBT 21540-2008IS0 11943：1999本标准等同采用ISO 11943：1999液压传动液体在线自动颗粒计数系统校准和验证方法(英文版)。本标准等同翻译ISO 11943：1999。为便于使用，本标准做如下编辑性修改：删除国际标准63的注和65的注1；增加99的注

3、2；删除国际标准的附录B和附录C。本标准的附录A为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国液压气动标准化技术委员会(SACTC 3)归口。本标准负责起草单位：航空工业过滤与分离机械产品质量监督检测中心。本标准参加起草单位：北京化工大学、新乡市平菲滤清器有限公司。本标准主要起草人：马书根、郝新友、金涛、李方俊、吕寄中、王绍青。GBT 21540-2008IS0 1 1943：1999引 言液压传动系统中，能量的传递与控制是通过封闭回路中的受压液体来实现的。液体既是润滑介质又是能量传递介质。为得到可靠的系统性能，需要对液体介质进行控制。对于液体介质中颗粒污染物的定性和定量的测定，要

4、求在取样及确定颗粒污染物的尺寸和分布时保证其精确性。采用自动颗粒计数器是测定液体中颗粒污染物的尺寸和分布的可行方法。仪器本身的精度是通过校准确定的。自动颗粒计数器的在线使用消除了对取样容器的需要，提高了检测精度，并可更快地获得颗粒计数的信息。本标准为在线自动颗粒计数器的校准和验证建立了指南。GBT 21540-2008IS0 1 1943：1999液压传动 液体在线自动颗粒计数系统校准和验证方法1范围本标准为液体中悬浮颗粒的在线自动计数系统制定了校准和验证规程。主要用于按GBT 18853进行的过滤器多次通过试验。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的

5、引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 3100国际单位制及其应用(GB 3100 1993，eqv ISO i000：1992)GBT 17446流体传动系统及元件术语(GBT 17446-1998，idt ISO 5598：1985)GBT 17489 液压颗粒污染分析 从工作系统管路中提取液样(GBT 17489 1998，idt IS0 4021：1992)GBT 18853 液压传动过滤器 评定滤芯过滤性能的多次通过方法(GBT

6、18853 2002，ISO 16889：1999，MOD)GBT 18854 液压传动 液体自动颗粒计数器的校准(GBT 18854-2002，ISO 11171：1999，MOD)IsO 121031：1997道路车辆用于过滤器评定的试验粉末第1部分：亚利桑纳州试验粉末3术语和定义GBT 17446确立的术语和定义适用于本标准。4测量单位本标准采用符合GB 3100的国际单位制。本标准采用lm(c)作为颗粒尺寸的单位，表示颗粒尺寸的测量是使用按GBT 18854校准的自动颗粒计数器进行的。5要求操作者应具有操作颗粒计数器和过滤器试验设备的特定技能，并在校准和验证过程中采用正确的样液处理方法

7、。6试验设备61 具有两个独立传感器的液体自动颗粒计数器或液体颗粒计数器。62校准用品应符合GBT 18854的规定。63 ISO中级试验粉末(IsOMTD)应符合IS0121031：1997规定的类型A3，在llOC150。C的条件下烘干至少1 h。试验粉末在加入试验系统前，先与试验液体混合并充分搅拌，然后用3 000 wm21GBT 21540-2008IS0 1 1943 1 1999至10 000 wm2功率密度的超声波设备进行超声分散。64试验液体应符合GBT 18853的规定。65在线样液配制设备，用于混合和提供二次校准和验证的液体，设备包括：a)油箱、泵、液体调节元件和仪器仪表，

8、能够满足第9章的验证要求；b)净化过滤器应保证液体初始颗粒浓度达到每毫升液体中大于5tin(c)的颗粒数少于5个；c) 在预期的试验时间内不会改变颗粒分布的系统(见GBT 18853)；d) 液体取样装置，应符合GBT 17489；e)为颗粒计数器提供恒流和恒温污染液体的系统，其流量和温度的变化应在表1限定的范围内。注：附录A给出了较满意的典型结构，可供选择。66液压回路，适于在线颗粒计数器与多次通过试验台的连接。如果需要，应包括稀释设备。7测量设备的精度和试验条件71 所使用测量设备的精度应在表1限定的范围内。表1 测量设备精度和试验条件试验条件 SI单位 仪器读数精度(士) 允许的试验条件

9、变化范围流量 Lmin 05 2运动黏度 lIlm2s 1 2压力 Pa(bar) 1 2温度 05 1时间 005 s O1s体积 L 05 1质量 g 01 mg 1警告：保证试验条件在表1限定的范围之内，并不意味着就可以满足验证要求。已经证明，满足验证要求的最有效方法是既保证表1给定的试验条件，又采用正确的颗粒计数程序等。8离线校准程序81按照颗粒计数器制造商的建议或GBT 18854的规定，对新的或大修后的颗粒计数器进行尺寸校准。82根据GBT 18854指定的程序确定每个颗粒计数器和传感器的颗粒浓度极限；或者使用制造商采用同样方法得到的推荐值。9在线样液配制设备的验证和二次校准标准的

10、确定(见图1)91 当使用两个计数器(传感器)时，执行本章描述的程序只需要一个计数器和传感器。92使用一个按81校准的颗粒计数器和传感器，设置为累积计数模式，并且在颗粒尺寸范围内有针对性的设置至少6个不同的阈值。93调整并测量样液配制设备中的液体总体积(单位为L)达到预定值，误差为I，保持液体黏度为(1503)mm2s。94使用净化过滤器，使液体初始颗粒浓度达到每毫升液体中大于5 pm(c)的颗粒数少于5个。95确定用于校准和验证的液体颗粒污染浓度。液体颗粒污染浓度应保证最小计数颗粒尺寸的最高2GBT 21540-2008IS0 11943：1999浓度为82规定的颗粒计数器浓度极限的50左右

11、。96将根据63准备好的ISO MTD按需要量加入油箱，循环大约15 rain。记录IsO MTD的批号。97启动在线自动颗粒计数器开始试验(推荐样液体积为25mL)，试验时间为1 h，计数间隔为2min；试验时间超过1 h，则采用30个平均分配的计数间隔。98按照表2要求，填写每一个观察到的原始颗粒数值。对每一个设定阈值的颗粒尺寸，计算其所有数据的平均值X，并用下列公式计算标准偏差一：压五ij万1=1 t=1 n(n一1)式中：z。各设定阈值所对应的第i次颗粒计数的颗粒数n颗粒计数的总次数。图1 在线样液配制设备和二次校准标准测定的验证程序流程图3GBT 21540-2008ISO 1194

12、3：1999IsOMTD批号操作者颗粒计数器序列号表2二次校准粉末数据表浓度日期mgL 颗粒计数体积颗粒计数器型号传感器型号传感器序列号：GBT 18854一次校准El期项 目 颗粒数尺寸pm(c)第1次计数第2次计数第3次计数第4次计数第5次计数第5次计数第7次计数第8次计数第9次计数第10次计数第11次计数第12次计数第13次计数第14次计数第15次计数第16次计数第17次计数第18次计数第19次计数第20次计数第21次计数第22次计数第23次计数第24次计数第25敬计数第26次计数第27次计数第28次计数第29次计数第30次计数平均值吒4GBT 21540-2008IS0 11943：1

13、999表3 ISOMTD颗粒数所有颗粒数都是累积值，并以1卜g(对于1mgL的浓度，每mL的颗粒数)的ISOMTD为基础颗粒尺寸 一次校准污染物的IsO MTD(批号： )士校准极限 传感器之间的允许颗粒数 的参考颗粒数 偏差pm(c) (见915)(见914) (见913) (见917)1234567101214152030注1：上述协定的校准极限基于颗粒尺寸偏差为5，此时颗粒数偏差在1口(泊松分布)范围内，一是由国际联合研究得出的。注2：计数器之间的偏差基于25一(泊松分布)，a是由国际联合研究确定的。此时两计数器间的最大允许颗粒数之差在平均颗粒数的土10之间。99计算各颗粒尺寸的允许标准

14、偏差，公式如下： 一2正F订丽丽订注1：该允许标准偏差吒是国际联合研究中得到的平均标准偏差的2倍。注2：国际联合研究是指在IS011943：1999制定前期，由ISOTCl31SC 8WG 9组织的一次对液体在线颗粒计数器在线校准和验证的国际性联合试验。本次国际联合研究共有8个国家的21个实验室参加。910如果各颗粒尺寸的标准偏差都小于或等于其允许标准偏差，则验证通过，继续进行912。911如果某颗粒尺寸的标准偏差超过其允许标准偏差，则需要重新评估样液配制设备和程序、在线颗粒计数设备的流量和颗粒计数体积，并采取恰当的方法重复程序93910。912对应于每个设定阈值的颗粒尺寸，计算每毫升的颗粒浓

15、度：平均颗粒数除以颗粒计数的液体体积。913把912中得到的颗粒浓度除以样液浓度(ragL)转换为每微克的颗粒数(对于1 mgL的浓度，每毫升的颗粒数)。将这些参考颗粒数记录于表3中。914将81中使用的一次校准污染物的颗粒数(每微克的颗粒数)记录于表3中。915使用以下公式计算每个颗粒尺寸允许的校准极限，并记录在表3中：校准极限一037(表3中的一次校准污染物的颗粒数)“注：这些商定的校准极限基于颗粒尺寸偏差为5，此时颗粒数偏差在la(泊松分布)范围内，一是由国际联合研究得出的。916如果参考颗粒数与表3中给出的一次校准污染物颗粒数之间的误差小于表3中校准极限的135GBT 21540-20

16、08IS0 11943：1999倍，则设备验证和参考颗粒数被接受。注：这些参考颗粒数确定了二次校准污染物(95中使用的特定批号)的颗粒尺寸分布，这些颗粒数将在第10章和第11章的二次校准和检验中使用。917当使用多个计数器或传感器时，用以下公式计算传感器或计数器之间对于每个颗粒尺寸的允许偏差，并填入表3中。允许偏差一06+005(表3中的一次校准污染物的颗粒数)注：计数器之间的偏差基于25口(?自松分布)，口是由国际联合研究确定的。10在线二次校准和检验程序(见图2)101在每次一次校准后和最长间隔6个月或颗粒计数差值可疑或明显时，均要进行在线校准检验。注：当使用两个颗粒计数器(传感器)时，应

17、采用1011010的程序对一个计数器(传感器)进行校准和检验，第二个计数器(传感器)应根据lo11进行调整，与第一个相匹配。6图2在线校准检验程序流程图GBT 2 1540-2008Is0 11943：1999102使用最近24个月内按第9章验证的在线样液配制设备。103只能使用与第9章二次校准鉴定合格的同一批号的ISO MTD(见表3)。104根据9396描述的程序准备校准检验悬浮液。105按希望的颗粒尺寸设置颗粒计数器的阈值，但仅限于按照第9章确定的参考颗粒数所对应的颗粒尺寸(见表3)。106使允许校准检验悬浮液以一次校准的流量通过颗粒计数传感器。107对几个设置的颗粒尺寸进行实际检验，所

18、设置的颗粒尺寸应覆盖计数器将要检测的颗粒尺寸范围。注：在检验点之间内插周值是允许的，但是不允许外插阈值。108获得至少三个连续的在线颗粒计数值(颗粒计数稳定以后)。109计算每个颗粒尺寸阈值设定所对应的每微克平均颗粒数(对于1 mgL的浓度，每毫升的颗粒数)，该数是用平均颗粒数除以样液计数体积(mL)和样液浓度(mgL)得到的，把求得的值记录在表4中。表4校准检验数据表ISO MTD批号操作者：浓度目期mgL 颗粒计数体积： mL颗粒计数器型号颗粒计数器序列号：GBT 18854一次校准日期尺寸“m(c) 颗粒数上游传感器：型号和序列号：颗粒数1颗粒数2颗粒数3平均值平均值gg(109)下游传

19、感器：型号和序列号：颗粒数1颗粒数8颗粒数3平均值平均值pg(109)GBT 21540-2008IS0 11943：19991010对于每个计数的颗粒尺寸，在109中求得的所有颗粒数应等于表3中的参考颗粒数加上或减去表3中的校准极限。注：上述协定的校准极限基于颗粒尺寸偏差为5，此时颗粒数偏差在la(泊松分布)范围内t一是由国际联合研究得出的。1011 当同时使用上游和下游计数器(传感器)时，第二个传感器校准应使用和第一个传感器相同的校准检验悬浮液，通过调节第二个计数器(传感器)的阈值，使每个计数颗粒尺寸所对应的每微克平均颗粒数(也记录在表4中)与第一个计数器(传感器)的平均颗粒数相匹配，二者

20、间的偏差在表3所给出的允许偏差内。注：当上游和下游传感器对换时，建议重做第10章的内容。1012如果109得到的颗粒数在规定的极限内，则检验完成并进行第11章。1013如果109得到的颗粒数超出规定的极限，则在采取纠正措施后，重新准备二次校准悬浮液，并重复1041012的检验过程。确保：a)正确的传感器流量；b)正确的颗粒尺寸阈值；c)液体完全除气；d)正确的样液重量和体积等。1014如果lo13检验得到的颗粒数仍超出规定的极限，则需要按照GBT 18854规定的程序校准颗粒计数器，而不使用为在线校准提供的二次校准液体和表3中规定的参考颗粒数。1015重复1041012所描述的程序进行校准检验

21、。11 在线稀释系统的验证(见图3)111 以在线二次校准检验同样的频率对在线稀释系统进行验证。112所使用的稀释液应过滤，达到的污染度为每毫升中大于5 pm(c)的颗粒数少于5个，除非稀释液更高的污染度不会对颗粒计数结果产生大于1的误差。113首先在最小稀释比的条件下进行验证。114根据9396准备ISOMTD二次校准悬浮液，但浓度为82中得到的浓度极限的(50-t-10)乘以所选择的稀释比。注：例如，若稀释比为2(1份稀释液比1份悬浮液)，则使用的样液浓度等于2乘以计数器浓度极限的50。115在颗粒尺寸范围内有针对性地为颗粒计数器设置至少6个阈值。116使用所选的稀释比，每个传感器至少获得

22、3个连续的1min测得的颗粒数(颗粒计数稳定以后)，并计算每个颗粒尺寸的稀释样液的平均颗粒数。”7对于每个设定阈值的颗粒尺寸，用平均颗粒数除以计数液体体积(mL)计算每毫升的平均颗粒数。118由117得到的颗粒数除以样液浓度(mgL)并乘以稀释比，转换为每微克的颗粒数，并记录在表5中。上游和下游传感器使用不同的数据表分别记录。119对于每个计数的颗粒尺寸，118得到的所有颗粒数应等于表3中的参考颗粒数加上或减去表3中的校准极限。另外，当使用上游和下游计数器时，对于每个计数的颗粒尺寸，从两个计数器(传感器)得到的平均颗粒数应在表3所给出的允许偏差之内。1110在最大稀释比和至少两个中间稀释比的条

23、件下，重复114119的验证过程。GBT 21540-2008lS0 11943：1999图3在线稀释系统验证程序流程图9GBT 21540-2008IS0 11943：1999ISOMTD批号表5在线稀释设备验证数据表传感器安装在被试过滤器的上游下游颗粒计数体积：mL 日期尺寸pm(c) 颗粒数浓度：ragL稀释比；颗粒数1颗粒数2颗粒数3平均值pg(118)浓度：mgL稀释H：颗粒数1颗粒数2颗粒数3平均值pg(118)浓度：mgL稀释比：颗粒数1颗粒数2颗粒数3平均值ug(118)浓度：mgL稀释比：颗粒数1颗粒数2颗粒数3平均值Pg(118)12注意事项121对于ISO MTD中尺寸大

24、于40 pm(c)的颗粒，在线颗粒计数时需要采取措施，以保证颗粒没有沉淀。应对最大颗粒尺寸的校准进行在线检验(见第10章)。122用在线颗粒计数器测试粗过滤器需要较高的稀释比，这需要使用高精度的流量测试方法。10GBT 21540-2008IS0 11943：1999123当颗粒计数器的浓度超过极限时需要进行稀释。颗粒浓度很高可能会影响被测颗粒尺寸的颗粒数，在这种情况下应使用较高的稀释比。124当需要进行在线稀释时，稀释液体应与被计数的试验液体相同。125试验液体中游离水或空气的存在将会对结果产生不利影响，应该采取一定的预防措施来消除这些影响。126颗粒计数传感器应与机械振动隔离开，以防振动产

25、生的误差。127把颗粒计数器和其他大型设备进行电隔离，以防止电干扰的影响。128泵的流量脉动可能影响颗粒计数结果。验证系统中配置蓄能器，可抑制泵的流量脉动影响。129使所有的管路长度最小并使流量最大，以得到较短的滞后时间(样液从多次通过试验台流出到被颗粒计数器检测的时间)，计数滞后时间应少于30 s，上游和下游传感器的滞后时间差应在10 s以内。1210在操作过程中，应尽量减少阀的调节，以减少由此产生的颗粒计数误差。1211系统地反冲各传感器，以防止其部分或全部堵塞。传感器的部分或全部堵塞将产生颗粒计数误差，并非所有的颗粒计数设备都有内置或可靠的指示器来显示传感器的堵塞情况。13标注说明当选择

26、完全遵守本标准时，可在试验报告、产品目录和销售文件中采用以下说明：液体在线自动颗粒计数系统的校准和验证方法，符合GBT 21540 2008IS011943：1999液压传动液体在线自动颗粒计数系统校准和验证方法。GBT 21540-2008ISO 1 1943：1999附录A(资料性附录)典型在线校准和验证系统的设计指南A1 总则A11在线校准和验证需要一个验证程序来确定设备在执行要求的功能时是否合格。A12本附录旨在为制造符合本标准验证要求的设备提供基本指导。A13本附录仅提供结构方面的准则，并不保证设备成功地通过验证。A2在线样液配制设备图A1为一典型装置的原理图。1容积精确控制的锥形油

27、箱(60。90。的锥角)； 7自动颗粒计数传感器；2离心泵； 8流量计；3净化过滤器； 9扩散器；4背压阀； 10球阀(不用于流量调节)；5加热器热交换器； 11压力表；6自动颗粒计数传感器； 12单向阀。注；校准台可以做成移动式(在脚轮上)，以便根据需要移动到在线颗粒计数器旁边进行校准或检验。警告：如果第一个传感器的压降太大，串联的两个传藤器可能会由于空穴现象而产生问题。图A1 在线校准和验证系统示例A21管道所有管道尺寸应能使液体处于紊流状态，应避免采用长直管道。A22管接头管接头内部不宜有可能存留荇染物的暴露螺纹或唇口。1 2GBT 21540-2008Is0 11943：1999A23

28、管道和管接头管道和管接头布置时应消除流动死区，并尽可能优先选择垂直管道。A24阀球阀优于其他类型的阀，因为球阀不易存留污染物且有自清洁功能。阀只能用于全开或全关位置，不能用于流量控制。A25油箱油箱的结构为一个锥角60。90。的锥底形状，回油在液面以下扩散。应注意小油箱(如容积小于10 L)可能带来试验粉末的需要量在称重时的精度问题。A26净化过滤器系统净化过滤器应能够满足系统初始污染度的要求。推荐使用且。，75的过滤器。A27热交换器加热器根据系统设计不同，系统液体可能需要冷却或加热。为了减小颗粒沉积的可能性，建议采用具有两层外壳(温控流体循环于两层外壳之间)的油箱对试验流体进行冷却或加热。