[发明专利]分析流体

说明书

本发明提供了一种用于分析从粘性源获得的液体样品的系统和使用所述系统的方法。所述系统包括：样品递送系统；粒子计数器，所述粒子计数器被配置成从所述液体样品递送系统接收液体样品；组成分析器，所述组成分析器被配置成从所述粒子计数器接收所述液体样品；进料系统，所述进料系统被配置成抽取所述液体样品穿过所述粒子计数器，并且随后将所述液体样品注入到所述组成分析器中；以及处理器，所述处理器用于加工和分析来自所述粒子计数器和组成分析器的数据。

技术领域

本文所描述的方面总体上涉及用于分析含有金属和其他粒子的液体样品的集成系统和方法，并且更具体地涉及用于分析诸如润滑剂、冷却剂和类似流体的样品的粒子含量和元素组成的仪器，以及加工这些样品的方法。

背景技术

在诸如采矿、能源和建筑等需要重型装备进行操作的行业中，装备的维护是运营的重要组成部分。随着运营规模的增加，重型装备的尺寸、复杂性和成本也随之增加。就装备维修和停机造成的收入损失两者而言，装备故障可能代价高昂。因此，预防性维护是很重要的。

包括油、冷却剂和其他润滑剂(诸如液压流体、传动流体和齿轮油)在内的关键流体的粒子含量和元素组成提供了对发动机和其他隔室的状态的深入了解。粒子和关键磨损金属的浓度增加表明需要维护。监测有助于确保将磨料轴承磨损降至最低，润滑剂足够清洁以实现可靠运行，并且重型装备的隔室处于总体良好的运转状态。

粒子计数是对油、冷却计和润滑剂分析的一项重要测试。液体粒子计数器用于检测样品中的粒子污染物。样品中粒子的数量和尺寸分布通常作为流体清洁度的量度进行监测。粒子计数仪器可能很昂贵。与样品处理相关的问题会限制这种分析技术的合意性和有效性。举例来说，此类样品通常是粘性的，并且当在不稀释样品的情况下直接分析样品时，通常需要更大的样品尺寸(例如，20-40mL样品)，分析时间可能会很长(例如，每个样品2-4分钟)，并且在样品之间冲洗测试仪器通常需要大量溶剂。这种加工和清洁时间的延长可能会阻碍以成本效益高的方式快速测试样品的能力。

其他分析技术要求引入到测试仪器中的样品浓度远低于待测试的实际流体的浓度。这种在分析之前对起始样品进行稀释(有时是非常大的稀释)的要求可能对分析技术的准确性至关重要。尽管其意义重大，但许多潜在的问题可能会阻碍测试，包括处理和稀释样品的困难、吞吐量缓慢和结果不一致。

通过电感耦合等离子体光学发射光谱装置(ICP-OES)分析液体样品是一种常用于监测液体样品元素组成的技术。通常，稀释的样品流体在喷雾室中雾化成样品小滴。经雾化的小滴被输送至分析仪器的检测器元件并被注入到该检测器元件中。在ICP和其他等离子体样品分析系统中，经雾化的粒子被注入到高温等离子体中，在该高温等离子体中，经雾化的粒子与等离子体中存在的能量相互作用，以形成诸如分子、原子和/或离子的碎片。因此，正确有效地加工样品以产生经雾化的样品小滴的能力可能对通过仪器对样品进行的进一步加工和结果的质量产生影响。

通常，样品将例如被运送至粒子计数器，并且单独的样品将被稀释并被运送至诸如ICP-OES的组成分析器。当前的系统和分析技术无法提供用于测试含有粒子的粘性流体样品(例如在采矿、能源、建筑和发电行业以及军事应用中发现的样品)并且取得一致结果的有效且具成本效益的方法。

发明内容

以下呈现了本文所描述的各个特征的简化的发明内容。所述发明内容不是广泛的概述，并且不意图标识所需的或关键的元件或描绘权利要求书的范围。以下发明内容仅以简化的形式呈现一些概念，作为以下提供的更详细描述的介绍性序言。

为了克服上面描述的现有技术中的限制，并且克服在阅读和理解本说明书后将显而易见的其他限制，本文所描述的方面涉及用于分析含粒子流体的样品的设备和方法。

一个或多个实施方案包括被配置成分析取自粘性液体源的经稀释的样品的系统。此类源可包括例如含有粒子污染物的油、冷却剂或润滑剂。样品分析技术可包括对液体样品中不同尺寸的单个粒子进行计数并确定它们的尺寸，以及识别液体样品中存在的各种元素组成的浓度。