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Sensorik zur Messung der Ölalterung mittels Lumineszenz

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Sensorik zur Messung der Ölalterung mittels Lumineszenz

Hagen Müller (Broschiert, Deutsch)

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Beschreibung

Das Zusammenwirken von Temperatur, Sauerstoff und katalytisch wirkenden Metallpartikeln in Schmier- und Hydraulikölen führt zu einem Abbau der im Öl enthaltenen Additive und nachfolgend zu beschleunigter Oxidation der Öle. Dieser als Alterung bezeichnete Prozess bewirkt eine Qualitätsabnahme und zwingt zum Austausch des Schmierstoffes. Zur Vermeidung dieser unnötigen Kosten und um Maschinenschäden vorzubeugen, ist ein Sensor zur Überwachung des Ölzustandes sinnvoll. Eine Untersuchungsvariante zur Bestimmung der Ölalterung basiert auf der Messung des bei der Alterung emittierten Lichtes. Dieses als Chemilumineszenz bezeichnete Leuchten wird auf seine Eignung zur Indikation der Ölalterung untersucht und mit allgemein anerkannten Messverfahren zur Beurteilung des Alterungszustandes verglichen. Zur Simulation der Ölalterung dienen eine Auswahl gängiger Hydrauliköle und drei Modellöle bestehend aus Paraffinöl mit unterschiedlichen Zugabemengen eines phenolischen Antioxidants. An einer Reihe Ölproben unterschiedlichen Alterungsgrades erfolgt die vergleichende Messung der chemilumineszenzbasierten Sensorik mit anerkannten Referenzmessverfahren zur Ölalterungsbestimmung, wie Differential Scanning Calorimetrie und IR-Spektroskopie. In den Paraffinölproben wird zusätzlich der Gehalt an Peroxiden und Antioxidantien bestimmt. Die Anwendung der Chemilumineszenzmessung erfolgt in drei Varianten. Bei der ersten Variante wird die Chemilumineszenz von Ölproben beim Erwärmen unter Sauerstoff untersucht und mit den Ergebnissen der durch Differential Scanning Calorimetrie erhaltenen Onset-Temperatur verglichen. Die zweite Variante dient der Untersuchung der Chemilumineszenzlichtemission bei Erwärmung der Ölproben unter Ausschluss von Sauerstoff. Die Messergebnisse zeigen eine Korrelation der Chemilumineszenzlichtemission mit der im Öl enthaltenen Peroxidkonzentration. Zur Klärung der Zusammenhänge erfolgen ausführliche Untersuchungen zum Antioxidantabbau und zur Peroxidbildung sowie zur Chemilumineszenz und zur Oxidationsstabilität an einem Modellöl. Die Messergebnisse bestätigen die Eignung dieser Variante zur Online-Überwachung von Hydraulikölen. In der dritten Variante wird die Chemilumineszenzlichtemission eines mit Peroxiden in verschiedener Konzentration versetzten kontinuierlichen Ölstromes untersucht. Es zeigt sich ab einer bestimmten Peroxidkonzentration ein sehr deutlicher Anstieg der Chemilumineszenzlichtemission. Dieses Messergebnis – nachfolgend Antioxidant-Gleichwert genannt – zeigt eine Proportionalität zu der im Öl enthaltenen Antioxidantkonzentration. Dieser Gleichwert beschreibt als Summenparameter das antioxidative Widerstandsvermögen der Öle. Der Zusatz von Fluorophoren zum Öl ermöglicht eine wesentliche Steigerung der Quantenausbeute Φ der Chemilumineszenzmessung. Die Entwicklung eines geeigneten Verfahrens zur Immobilisierung der Fluorophore auf Glas oder in einer Siloxanmatrix macht es möglich, die Öle ohne weitere Zuschlagsstoffe bei erhöhter Quantenausbeute zu vermessen. Der direkt proportionale Zusammenhang zwischen der alterungsbedingten Peroxidkonzentration im Öl und dem gemessenen Chemilumineszenzlicht prädestiniert dieses Sensorprinzip für die Ölzustandsüberwachung, denn die selektive Messung einer chemischen Größe führt zu einem eindeutigen Messergebnis, welches über die gezeigten Zusammenhänge ebenfalls eindeutig den Alterungszustand der Öle charakterisiert. Bei der Vielfalt an Hydraulikölen und Anwendungen ist diese Selektivität ein spezieller Vorteil und erlaubt diesem onlinefähigen Messprinzip in Kombination mit immobilisierten Fluorophoren eine hohe analytische Genauigkeit und Sicherheit in der Ölzustandsbestimmung. Das Messprinzip zur Bestimmung eines Antioxidant-Gleichwertes erweitert die Funktionen eines patentierten Analysegerätes, mit welchem bei regelmäßiger Anwendung die Restlebensdauer der Öle prognostizierbar ist. Dadurch lassen sich die notwendigen Ölwechselfristen an Anlagen und Maschinen auf Basis des Ölzustandes besser als bisher festlegen. Dies ermöglicht einen reibungsloseren Betrieb und hilft Kosten zu sparen. Weniger zeigen

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Produktinformationen

Technische Daten

Erscheinungsdatum

01.01.2003

Sprache

Deutsch

EAN

9783832215491

Herausgeber

Shaker

Serien- oder Bandtitel

Schriftenreihe der Verfahrenstechnik Universität-GH Paderborn

Sonderedition

Nein

Autor

Hagen Müller

Seitenanzahl

138

Auflage

Einbandart

Broschiert

Schlagwörter

Chemilumineszenz, Modellverbindung, Messung, Öl, Alterung

Thema-Inhalt

T - Technologie, Ingenieurswissenschaft, Landwirtschaft

Höhe

210 mm

Breite

14.8 cm

Warnhinweise und Sicherheitsinformationen

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