根据 ISO 8573-1 测量压缩空气质量

压缩空气是一种昂贵的介质,但也是工业自动化生产中不可或缺的介质。因此,用户始终关注压缩空气系统的质量就显得尤为重要。

ISO 8573 是国际公认的标准,定义了压缩空气中最重要的污染物。该标准的实施有助于准确检测压缩空气中最重要的污染物--颗粒、水、气体、微生物和油类污染物。

其中一些方法需要在实验室对样品进行分析。这样做总是会耽误时间,而且只能为客户提供测量期间的平均快照,并不总是切实可行。

那么,我们如何在日常实际操作条件下测量这些污染物呢?

德国CS INSTRUMENTS为固定和移动监测提供定制解决方案。警报可用于提示压缩空气处理系统(干燥器和过滤器)需要进行维护,以防止油、水和颗粒进入压缩空气网络。这反过来又降低了最终产品受到污染的风险,提高了工艺可靠性和气动元件的使用寿命。

ISO 8573 由以下部分组成,总标题为 "压缩空气质量"。

  • ISO 8753-1:杂质和清洁度等级
  • ISO 8753-2:油类气溶胶含量的测试方法
  • ISO 8753-3:湿度测量的试验方法
  • ISO 8753-4:固体颗粒含量的测试方法
  • ISO 8753-5:油蒸汽和有机溶剂含量的测试方法
  • ISO 8753-6:气态污染物含量的测试方法
  • ISO 8753-7:可存活微生物污染含量的测试方法
  • ISO 8753-8:按质量浓度测定固体颗粒含量的测试方法
  • ISO 8753-9:液态水含量的测试方法

 

ISO 8573:2010
等级
固体颗粒
总含油量(液态气溶胶和薄雾)压力露点 蒸汽每立方米最大颗粒数
毫克/立方米0.1 - 0.5 μm0.5 - 1 μm1 - 5 μm
0由设备用户指定,要求比 1 级更严格
10,01≤ -70 °C≤ 20.000≤ 400≤ 10
20,1≤ -40 °C≤ 400.000≤ 6.000≤ 100
31≤ -20 °C-≤ 90.000≤ 1.000
45≤ +3 °C--≤ 10.000
5-≤ +7 °C--≤ 100.000
6-≤ +10 °C---
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x-----

 

在这篇社论中,我们将重点介绍连续检测油类气溶胶、水分和颗粒(包括微生物污染物)的在线方法。

油气溶胶含量

关于 ISO 8573,授权使用各种测试方法来测量油类气溶胶含量。

下表摘自 ISO 8573-2 标准文件。以下测量方法对应的是长期采集的样本,因此结果只能用于验证目的。

参数方法 A - 全流量方法 B - 全流量方法 B2 - 部分流量
污染范围1 毫克/立方米至 40 毫克/立方米0.001 毫克/立方米至 10 毫克/立方米0.001 毫克/立方米至 10 毫克/立方米
最大流速过滤器中的最大快速见 7.1.2.101 米/秒1 米/秒
灵敏度0.25 毫克/立方米0.001 毫克/立方米0.001 毫克/立方米
精度实际值的± 10实际值的± 10实际值的± 10
最高温度最高温度100 C°40 C°40 C°
测试时间(典型值)50 小时至 200 小时2 分钟至 10 小时2 分钟至 10 小时
过滤器结构聚结线过滤器三层膜三层滤膜

在线测量可为用户提供连续显示,同时还能显示污染峰值,现代测量系统如 PID 传感器技术可用于此目的。这些传感器采用光离子检测器 (PID) 方法,可提供永久性、高精度的油蒸汽测量。

传感器可通过球阀或快速接头与压缩空气系统轻松连接,并对空气进行连续分析。通过使用催化剂燃烧空气中的碳氢化合物,可确保长期稳定性,从而使洁净空气成为运行期间零点校准的理想选择。

测量值是连续的,可以进行记录,并在超出限值时触发报警。与临时测量方法相比,这种方法具有以下显著优势

残油测量 - OIL-Check 400

Oil-Check 400 可以对 0.001 mg/m3 至 2.5 mg/m3 的残余油蒸汽含量进行永久性的高精度测量。0.001 mg/m3 的最小测量值意味着可以监测 1 级压缩空气质量(ISO 8573)。这意味着可以使用 Oil-Check 400 监测整个测量范围。

ISO 8573 涉及湿度测量的测试方法。下表摘自 ISO 8573-3 标准文件:

表 1 - 测量空气湿度的测试方法

根据测量精度分类的测量方法测量精度
±°C
湿度范围 规定为压力露点 °C
° C.
备注
测量方法-80-60-40-200+20+40+60
光谱2a水蒸气的检测限约为 0.1 x 10-6 至 1 x 10-6 b
凝结3 和 40.2 至 1.0
化学51.0 至 2.0
电气6、7 和 82.0 至 5,0
精神计92.0 至 5.0
a 测量精度尚未提供摄氏度值。
b 体积分数。
c ISO 7183 中的压力露点。

光谱法和冷凝法精度很高,但作为连续测量方案使用时也非常昂贵。化学测量法和心理测量法是随机样本,不能用于连续测量。

因此,最常用的湿度和露点温度测量方法是电学方法。这类传感器中最常用的是测量不同湿度下电容变化的传感器。这是因为这些传感器的测量范围最大,精度和重复性非常高。

这些传感器还可以通过球阀或快速接头轻松安装,并提供连续测量,可记录测量结果和/或在超出限值时触发报警。

残余水分 - 露点传感器 FA 510

FA 510 可测量低至 -80°Ctd 的压力露点。同样,连续测量可确保在压缩空气干燥器发生故障时立即触发报警。该传感器可实现对压缩空气干燥机的永久监控。

ISO 8573 涉及固体颗粒含量的测试方法。下表摘自 ISO 8573-4 标准文件:

方法适用浓度范围颗粒/立方米适用固体颗粒直径 μm
< 0,10,51< 5
激光颗粒计数器0 -105
凝结核计数器102-108
颗粒流动性分析仪-
SMPS 光谱仪/粒度光谱仪102-108
结合显微镜在膜表面取样0 -103

最常用的测量固体颗粒含量的测试方法是通过使用激光颗粒计数器对颗粒进行计数来实现的。传感器可以通过球阀或快速接头方便地连接到压缩空气系统,并对空气进行连续分析。精度受所用激光二极管和光学器件的尺寸以及通过设备的流速影响。在给定时间内可分析的空气量越大,实现的精度就越高。

有些激光颗粒计数器只能测量 0.3 μm(微米)以下的颗粒。这对于食品行业来说是不够的,因为必须检测到 0.1 μm 以下的粒径,才能确定 ISO 8573 等级。

粒子计数器 PC 400

高精度光学颗粒计数器 PC 400 可测量 0.1 μm 大小的颗粒,因此适用于监测 1 级压缩空气质量(ISO 8573-1)。

DS 500 无纸记录仪是压缩空气质量测量的核心,通过它可以测量和记录来自残油、颗粒和残余水分传感器的测量数据。测量值以图形方式显示在 7 英寸彩色显示屏上。

只需动动手指,即可查看自测量开始以来的曲线。集成的数据记录器可安全可靠地存储测量值。每个测量参数的极限值都可以自由输入。4 个报警继电器可在超出极限值时发出信号。DS 500 最多可选配 12 个传感器输入端。

DS 500 有一个以太网接口和一个 RS 485 接口,用于连接上一级系统。通信通过 Modbus 协议进行。