新一代油液品質傳感器——-QM3100基于電化學阻抗譜法傳感器

目前市面上的油液品質傳感器只能檢測單一參數(shù)或者非常有限的幾個參數(shù)，并不能真正表征油液的健康狀態(tài)。新一代電化學阻抗譜法（EIS）在線油液品質檢測傳感器能提供更全面的油液信息，幫助用戶更深入了解油液的健康狀態(tài)、老化趨勢、目標油液的剩余壽命(RUL)，真正實現(xiàn)按質換油。

海神公司研發(fā)生產(chǎn)的QM3100是基于電化學阻抗譜技術的油液品質傳感器，自2002年開始理論模型研究，目前已經(jīng)是第七代商用型傳感器。QM3100在過去幾年取得的顯著的進步，被很多企業(yè)采用，為運營商節(jié)省了大量資金。

電化學阻抗法（EIS）原理：給電化學系統(tǒng)施加一個頻率不同的小振幅的交流信號，測量交流信號電壓與電流的比值（此比值即為系統(tǒng)的阻抗）隨正弦波頻率ω的變化，或者是阻抗的相位角Φ隨ω的變化。簡單來說，就是將電化學系統(tǒng)看做是一個等效電路，通過EIS，測定等效電路的構成以及各元件的大小，來分析電化學系統(tǒng)的結構和電極過程的性質等。相比傳統(tǒng)的油樣品傳感器，QX3100能提供更加直觀、全面、穩(wěn)定的監(jiān)測內容。

QM3100主要監(jiān)測內容

QX3100將EIS用于潤滑油在線監(jiān)測體系：

?  高頻體相阻抗譜: 主要表征氧化副產(chǎn)品、溶解或分散的污染物。如煙炱等；

?  體相阻抗譜: 主要表征極性添加劑降解、氧化產(chǎn)物、添加劑聚集、混油污染等

?  低頻界面阻抗譜: 主要表征表面活性添加劑降解或界面活性改變。

 實例：燃油稀釋和水污染的溯源分析

某企業(yè)柴油發(fā)動機油液品質傳感器2次發(fā)生報警，查看阻抗譜發(fā)現(xiàn)：

?  發(fā)生兩次異常報警時，體相阻抗譜（上圖）均發(fā)生明顯變化；

?  發(fā)生水污染的時候，界面阻抗（下圖）發(fā)生斷崖式下降；

?  發(fā)生燃油稀釋的時候，界面阻抗譜（下圖）未發(fā)生明顯變化。

燃油稀釋引起阻抗變化機理：由于燃油和機油的阻抗不同，發(fā)生燃油污染的時候，體相阻抗表現(xiàn)為急速下降。因為燃油與潤滑油互溶的，短期不會影響界面形成，因此在本試驗的時間范圍內，燃油對表面保護添加劑沒有影響，界面阻抗沒有發(fā)生明顯變化。

水污染引起阻抗變化機理：體相阻抗由于水滴周圍的清潔劑形成反膠束導致升高。在界面保護方面，加水后界面阻抗立即下降，這是由于水滴取代部分表面保護添加劑附著在電極上，電極表面保護層受到損害。然后因為表面保護層恢復，界面阻抗緩慢上升。

注意，不同污染源可能對測量產(chǎn)生相反的影響。如果使用單參數(shù)去表征復雜的油液系統(tǒng)就可能存在風險。而通過電化學阻抗譜EIS這種多頻率/多特征檢測方法，幫助用戶采用簡單、經(jīng)濟的方法對抗油液的多種老化、污染情況。這種技術對污染、氧化和添加劑降解尤其靈敏。