FAS-2C光谱仪在飞机液压系统故障分析中的应用

　　1　前言

　　随着航空事业的发展,液压流体传动与控制技术在飞机上的应用也越来越广泛,由于液压系统具有效率高、换向快、重量轻、尺寸小、运动平稳、调速范围大等优点,在现代新研制的飞机上均大量采用。但同时,液压系统的故障在飞机故障中占有很大的比例,约占整个飞行故障的1/3,而由液压油污染造成的液压系统的故障约占整个液压系统故障的70%,因此,液压系统油液污染的检测与控制越来越引起人们的重视。

　　2　FAS-2C光谱仪的研制使用情况

　　FSA-2C是直读式发射光谱仪,它是20世纪80年代初期由美国贝尔德公司研制生产的,是一种具有预防性维修功能的仪器,现已广泛应用于美国海军舰艇、飞机、内燃机车等大型设备上。它利用发射光谱分析法,分析油液中各种磨损金属种类和元素含量的变化情况,对舰艇发动机滑油系统及飞机液压系统等的运行情况进行监控,对于这些装备的故障分析和故障预报具有十分重要的意义。在一些西方发达国家,FAS-2C光谱仪在航空兵部队中的应用已经相当普遍,并取得了良好的效果。而在我国,它只是在部分铁路、矿业部门的应用中取得一致好评,但在航空兵部队中的应用,几乎是一片空白,本文试图就FAS-2C光谱仪在飞机液压系统故障分析中的应用作初步探讨。

　　3　FAS-2C直读式光谱仪的工作原理和特点

　　FAS-2C直读式光谱仪是一种预防性维修仪器,它具有的特点是:分析精度高,分析速度快,一次可以分析铁、铜、铅、铬、锡、铝等20多种不同的元素,分析数据可以用光电数码显示,也可以通过电传打印或输入计算机内,它的工作原理如图1。利用石墨电极和棒电极之间产生的高压交流电弧,将油液中所含金属和非金属元素激发,使其放出一定量的特定光,经入射狭缝后,进行背景扣除,再经过高精度的光栅分光,经出射狭缝进入光电倍增管,光电倍增管将光信号转变成为电信号,由积分放大器将信号放大,再经过模数转换,最终将结果打印出来。

　　4　利用FAS-2C直读式光谱仪对飞机液压系统进行故障分析

　　由于液压系统中各运动件摩擦副在相对运动时,必然会由于相互间的磨损而产生碎屑,这些碎屑以不溶的分散形式悬浮在液压油中。理论上,在正常情况下,随着液压油使用时间的延长,磨下的金属微粒也随之增加(如图2),并呈一定的线性关系,增加梯度也较小。但实际上由于外界条件变化,金属微粒浓度随时间的延长呈递增的趋势,而并非严格的线性关系。当液压系统出现异常磨损时,液压油中某种元素或某几种元素的含量会突然增高,增长的梯度也会很大,这就为我们提供了一个很重要的信息。通过对液压系统各摩擦副材料及光谱值分析,就可判断液压系统的故障所在。我们以某型号飞机为例说明FAS-2C光谱仪在液压系统故障分析中的应用。