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新一代油液品質(zhì)傳感器——-QM3100基于電化學(xué)阻抗譜法傳感器
目前市面上的油液品質(zhì)傳感器只能檢測(cè)單一參數(shù)或者非常有限的幾個(gè)參數(shù)，并不能真正表征油液的健康狀態(tài)。新一代電化學(xué)阻抗譜法（EIS）在線油液品質(zhì)檢測(cè)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(shì)、目標(biāo)油液的剩余壽命(RUL)，真正實(shí)現(xiàn)按質(zhì)換油。
海神公司研發(fā)生產(chǎn)的QM3100是基于電化學(xué)阻抗譜技術(shù)的油液品質(zhì)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(guò)去幾年取得的顯著的進(jìn)步，被很多企業(yè)采用，為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省了大量資金。
電化學(xué)阻抗法（EIS）原理：給電化學(xué)系統(tǒng)施加一個(gè)頻率不同的小振幅的交流信號(hào)，測(cè)量交流信號(hào)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將電化學(xué)系統(tǒng)看做是一個(gè)等效電路，通過(guò)EIS，測(cè)定等效電路的構(gòu)成以及各元件的大小，來(lái)分析電化學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和電極過(guò)程的性質(zhì)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(cè)內(nèi)容。
QM3100主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容
QX3100將EIS用于潤(rùn)滑油在線監(jiān)測(cè)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(shí)例：燃油稀釋和水污染的溯源分析
某企業(yè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)油液品質(zhì)傳感器2次發(fā)生報(bào)警，查看阻抗譜發(fā)現(xiàn)：
? 發(fā)生兩次異常報(bào)警時(shí)，體相阻抗譜（上圖）均發(fā)生明顯變化；
? 發(fā)生水污染的時(shí)候，界面阻抗（下圖）發(fā)生斷崖式下降；
? 發(fā)生燃油稀釋的時(shí)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(jī)理：由于燃油和機(jī)油的阻抗不同，發(fā)生燃油污染的時(shí)候，體相阻抗表現(xiàn)為急速下降。因?yàn)槿加团c潤(rùn)滑油互溶的，短期不會(huì)影響界面形成，因此在本試驗(yàn)的時(shí)間范圍內(nèi)，燃油對(duì)表面保護(hù)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(jī)理：體相阻抗由于水滴周圍的清潔劑形成反膠束導(dǎo)致升高。在界面保護(hù)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(hù)添加劑附著在電極上，電極表面保護(hù)層受到損害。然后因?yàn)楸砻姹Ｗo(hù)層恢復(fù)，界面阻抗緩慢上升。
注意，不同污染源可能對(duì)測(cè)量產(chǎn)生相反的影響。如果使用單參數(shù)去表征復(fù)雜的油液系統(tǒng)就可能存在風(fēng)險(xiǎn)。而通過(guò)電化學(xué)阻抗譜EIS這種多頻率/多特征檢測(cè)方法，幫助用戶采用簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的方法對(duì)抗油液的多種老化、污染情況。這種技術(shù)對(duì)污染、氧化和添加劑降解尤其靈敏。