表面声波 (SAW)

表面声波 (SAW)

燃料嗅探仪采用表面声波(SAW)传感器技术,通过检测油样瓶中的“顶部空间的蒸汽”检测润滑油中的燃油含量。该仪器基于“亨利法则”设计开发:燃油蒸汽的浓度与存在于润滑油中的燃油含量成正比。燃油嗅探仪的内置采样泵将燃油蒸汽传送到表面声波传感器,表面声波传感器根据其频率的变化测定碳氢化合物(燃油的主要成分)的含量。

SAW传感器有一个压电衬底,其表面上印刷有数字电极。表面声波传感器的表面有聚合物涂层,可为燃油蒸汽提供特定的溶解度。检测机理是将燃料组分可逆地吸收到聚合物中。当传感器被外部射频电压激发时,在其表面会产生瑞利波(固体表面的平行波)。当燃料污染物与SAW传感器表面接触时,会被吸收到聚合物涂层中。

对聚合物的吸收引起了涂层质量的变化,从而引起表面声波振幅和速度的相应变化。在自谐振振荡器电路中,由于聚合物涂层对燃油蒸气的吸收而产生的瑞利波速的变化会引起振荡器频率的相应变化。频率的变化是燃油嗅探仪的检测基础。涂层对聚合物的吸收具有半选择性,根据聚合物涂层的性质和被吸引的化学物质的配分系数(化学物质和聚合物的溶解度)。 

在燃油嗅探仪之前,客户依靠GC-MS(气相色谱)和闪点技术来检测燃油稀释。GC-MS(气相色谱)是一种结合气液色谱和质谱识别样品中不同物质的检测方法。由于常被用于检测特定的物质,GC-MS被称为法医鉴定的“黄金标准”。通过特定的测试,它可以确定特定物质在给定样本中的实际存在。这种技术很强大,但也很昂贵。GC-MS的典型测试成本几乎是燃油嗅探仪的10倍。此外,为了取得良好的检测效果,还需要一个技术娴熟的化学家来操作GC-MS仪器。

如果使用自动闪点测试仪,可以相对快速和准确,但仍旧比不上燃油嗅探仪,也不如燃油嗅探仪方便。闪点系统本身不提供燃油稀释数据结果,除非使用许多已知燃油含量的样品产生的相关表格,才能对照表格得出燃油稀释的结果。

相比之下,燃油嗅探仪在安全系数上有所提高,因为它减少了从正在高温油样中接触火灾和吸入有害物质的危险。此外,燃油嗅探仪也不需要通过生成相关表格来获取已知的燃油含量。

燃料的FTIR(红外光谱)测试在很大程度上依赖于对单个燃油的标定和对空白油基体的仔细基准化。用于检测燃油的光谱区域的吸收峰并不十分灵敏,需要经过高度训练的专业人员进行仔细的校准。此外,来自世界各地的不同燃料展现的吸收带也不同,有时可能会被校准峰错过。燃油嗅探仪则不受这些校准和基体问题的困扰。

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