ГОСТ Р 54013-2010/ISO/TR 16386:1999 Гидропривод объемный. ИСО методы подсчета частиц в гидравлической жидкости. Стандарты на контроль загрязнения и испытания фильтров

     4 Новый метод калибровки автоматических счетчиков частиц

Из-за проблем с точностью распределения частиц ACFTD по размерам Национальная Ассоциация по Гидравлической Энергии (США) в 1980 г. начала разработку прослеживаемого метода калибровки АСЧ. Результатом первой попытки по созданию прослеживаемого метода был новый метод, установленный стандартом США ANSI/(NFPA) T2.9.6R1 (1990), в котором использовались частицы латекса одинаковых размеров, взвешенные в минеральном масле MIL-H-5606, с размерами, прослеживаемыми NIST. Однако использование этого метода не было одобрено, поскольку вскоре после его внедрения было обнаружено плохое соответствие между АСЧ различных типов, откалиброванных по латексу. АСЧ разных изготовителей и АСЧ с источниками света различных типов (такими, как лазерный диод или источник белого света) или принципами измерений (рассеяние или ослабление света) давали различные отсчеты частиц при анализе ACFTD или аналогичных образцов. Это обусловлено оптическими свойствами латекса и кварца. Было сделано заключение о том, что частицы для калибровки АСЧ должны быть оптически аналогичны тем, что обычно используются для испытания фильтров.

Для создания прослеживаемого метода калибровки АСЧ в 1993 г. обратились в NIST с целью аттестации распределения по размерам частиц ISO MTD в суспензиях. Аттестованные суспензии, стандартный образец NIST (SRM) 2806, представляют собой суспензии ISO MTD в гидравлической жидкости MIL-H-5606 с массовой концентрацией 2,8 мг/л. Методы сканирующей электронной микроскопии и статистического анализа были использованы для измерения эквивалентных диаметров проекций частиц ISO MTD и для определения распределения частиц SRM по размерам. Эквивалентный диаметр проекции используют для определения размера частицы, поскольку он более близок к размеру, реально измеряемому АСЧ, чем длина наибольшей хорды, которая использовалась при получении распределения частиц ACFTD по размерам. Датчик частиц измеряет изменение интенсивности света, вызванное присутствием частицы в его чувствительной зоне. В известном смысле, датчик ослабления света измеряет размер тени, отбрасываемой частицей. Длина наибольшей хорды и эквивалентный диаметр проекции частицы показаны на рисунке 1.

1 - действительное изображение частицы; 2 - изображение частицы по ИСО 4402 (распределение частиц ACFTD по размерам); 3 - изображение частицы по NIST, эквивалентный диаметр проекции (распределение частиц по размерам, полученное в NIST); 4 - размер наибольшей хорды 13 мкм; 5 - площадь частицы = 78,5 мкм; 6 - эквивалентная площадь = 78,5 мкм; 7 - эквивалентный диаметр частицы 10 мкм

     
Рисунок 1 - Схема определения размера частицы по размеру наибольшей хорды и эквивалентному диаметру проекции частицы

Как показано на рисунке 2 для ISO MTD, распределение частиц по размерам, полученное по результатам калибровки NIST, значительно отличается от распределения, полученного с помощью АСЧ, откалиброванного по ACFTD. Результаты, приведенные на рисунке 2, представляют собой распределения частиц по размерам для проб ISO MTD с массовой концентрацией 2,8 мг/л, проанализированных институтом NIST и АСЧ, откалиброванными по ACFTD. Последние результаты были получены в рамках международного анонимного исследования, проведенного при содействии ИСО ТК 131/ПК 8/РГ 9. При размере частиц не более 10 мкм в NIST наблюдалось значительно большее число частиц, чем с помощью АСЧ, откалиброванного по ACFTD. Более высокая чувствительность сканирующей электронной микроскопии по сравнению с оптической микроскопией позволяет получить отсчеты, соответствующие высокому содержанию мелких частиц. При размерах более 10 мкм в NIST наблюдалось меньшее число частиц. Это главным образом связано с тем, что в NIST определяли эквивалентный диаметр проекции частиц, а этот диаметр меньше, чем длина наибольшей хорды, используемой для построения опубликованного распределения частиц ACFTD по размерам (рисунок 1).

1 - калибровка, полученная в NIST; 2 - калибровка по ACFTD.

Примечание - Распределения частиц по размерам получены для проб ISO MTD массовой концентрацией 2,8 мг/л.

Рисунок 2 - Распределения частиц ISO MTD по размерам, полученные с использованием метода калибровки по ACFTD (по ИСО 4402) и нового прослеживаемого метода калибровки NIST (по ИСО 11171)

При внесении изменений в ИСО 4402 (калибровка счетчиков частиц), ИСО 4572 (многопроходные испытания фильтров) и ИСО 11943 (калибровка интерактивных счетчиков частиц) было предусмотрено использование ISO MTD и обеспечение прослеживаемости к NIST SRM 2806. Ожидалось, что в результате внесения изменений повысятся качество и надежность как счетчиков частиц, так и результатов испытаний фильтров. В 1995 г. это предположение было подтверждено в рамках ряда международных анонимных исследований, проведенных с целью оценки влияния этих изменений на результаты измерений. Результаты этих исследований подробно описаны в справочных приложениях соответствующих стандартов ИСО.