Schmierstoff + Schmierung · 4. Jahrgang · 3/ 2023 12 adVErtorial Phantom Partikelzählung verständlich gemacht Der erhöhte Einsatz von auf Siloxan basierten Antischaummitteln verursacht Fehlmessungen bei Laserpartikelzählern, stellt der Geschäftsführer und Inhaber der Filtertechnik Ltd., Richard Price, fest. Stellen Sie sich vor, Sie haben 150 Liter Hydraulikflüssigkeit Off-Line mit 5 und 1 Mikron Filterelementen, bei einem Durchfluss von 25 Litern pro Minute (1.500 Liter pro Stunde) gefiltert. Dafür haben Sie einen Laserpartikelzähler, der mit dem Licht-Blockade-Prinzip (LBP) arbeitet, verwendet. Die anfängliche Ölreinheitsklasse gemäß ISO 4406: 2017 betrug 25/ 22/ 15. Nach acht Stunden ist die Ölreinheitsklasse lediglich auf 22/ 20/ 13 gesunken. Sie haben die Filter auf Verstopfung geprüft und sichergestellt, dass sich diese nicht im Bypass befinden. Zusätzlich haben Sie sich die Mühe gemacht und geprüft, ob sich tatsächlich ein Filterelement im Filter befindet. Wie kann das sein? Was Sie gerade Erfahren mussten, ist der klassische Fall einer “Phantom“ Partikelzählung. Phantom Partikelzählung verdeutlichen Phantom Partikelzählung ist ein dokumentiertes Problem, dass bei der Verwendung des Licht-Blockade-Prinzips (LBP) zur Messung der Ölreinheit von mineralölbasierten Flüssigkeiten, die mit bestimmten unlöslichen Additiven versetzt sind, in Erscheinung tritt. Silikonbasierte Antischaummittel wie Polydimethylsiloxan sind häufig verwendete Additive, die Probleme verursachen. In Fluidtechnischen Systemen verwendete Flüssigkeiten enthalten typischerweise eine hohe Konzentration an Antischaummitteln. Forschungen haben ergeben, dass Silikonbasierte Antischaum Additive aufgrund der differentiellen Oberflächenspannung, an der Innenseite von mikroskopischen Luftblasen haften und durch die daraus resultierende Verkapselung die Form eines Wassertropfens annehmen. Diese Verkapselung hat typischerweise eine Größe von 4 bis 10 µm. Sobald die Verkapselung die Oberfläche der Flüssigkeit erreicht, durchbricht das Antischaummittel die Luftblasen und setzt sich somit wieder in der Flüssigkeit ab. Eine entsprechende Studie zu den Auswirkungen auf die Messgenauigkeit des LBP durch eine Vielfalt von nichtsoliden Verschmutzungen und Additiven hat ergeben, dass eine Grundmischung die 0.02 % (Gewicht) eines Silikonbasierten Antischaumittel beinhaltet, die Partikelzählung um Faktor drei erhöht. Die verfälschte Partikelmessung war besonders in den Reinheitsklassen 4 und 6 Mikron des ISO 4406 Standards zu erkennen. Grenzen der Laser (LBP) Partikelzählung LBP Partikelzähler sind für viele Anwendungen geeignet und das Messprinzip ist verhältnismäßig einfach. Flüssigkeit fließt durch eine Messzelle mit einer Lichtquelle auf der einen, und einem Empfänger (Photodetektor) auf der gegenüberliegenden Seite. Passieren Verschmutzungspartikel in der Flüssigkeit die Lichtquelle, verringert sich die Menge des Lichts, das auf den Empfänger trifft. Hieraus lässt sich der Grad der Verschmutzung ableiten. Aufgrund dieses Messprinzips weisen LBP Partikelzähler beträchtliche Nachteile auf: feste Verschmutzung können nicht von anderen Verschmutzungen wie Wasser, Luftblasen, Phantompartikeln, etc. unterschieden werden. Wie können Phantom Partikel durch automatische Partikelzähltechnologie erfasst werden? Hierfür gibt es eine alternative Lösung. Partikelzählung mit digitaler Bildverarbeitungstechnologie Partikelzählung mit digitaler Bildverarbeitung verwendet eine Technologie zur Größen- und Umrisserkennung, die auf fortschrittlichen Algorithmen basiert, um verschiedene Verschmutzungsarten unterscheiden zu können. Diese können, basierend auf adVErtorial LUFTBLASE PARTIKEL UMIRSSERKENNUNG ERKENNUNG DER PARTIKELGRÖSSE, LUFTBLASEN & UMRISSE Particle Pal Plus Particle Pal Pro S120-LCD +49 176 97781528 | filtertechnik.co.uk | davide.scaffidi@filtertechnik.co.uk Revolutionäre Partikelzählung mittels digitaler Bildverarbeitungstechnologie • Abbildung der ISO-Reinheitsklassen 4, 6, 14, 21, 38, 70 & > 100 micron • Hohe Viskosität bis zu 2.400 cSt • Umrisserkennung und Kategorisierung der Partikel • Luftblasenerkennung • Öl Additive beeinflussen nicht das Messergebnis (Phantom Partikel) Schmierstoff + Schmierung · 4. Jahrgang · 3/ 2023 14 Advertorial | Phantom Partikelzählung verständlich gemacht der Erkennung der Umrisse, in Materialermüdungs-, Scher- und Gleitverschleiß sowie in Fasern und Luftblasen unterteilt werden. Selbst Wassertropfen werden erkannt. Die Unterscheidung der Verschmutzungsarten ermöglicht durch den Ausschluss nicht fester Partikel, wie eingeschlossene Luftblasen oder Wassertropfen, eine viel genauere Partikelzählung. Der S120 mit digitaler Bildverarbeitung erkennt feste Partikel und erfasst diese in den Größen 4, 6, 14, 21, 38, 70 und >100 Mikron. Zusätzlich werden die Partikel in verschiedene Umrisse unterteilt, um in Materialermüdungs-, Scher- und Gleitverschleiß sowie Fasern unterscheiden zu können. Luftblasen werden aus der Zählung entfernt. So kann die digitale Bildverarbeitungstechnologie bei der Partikelzählung, die zuvor erwähntenVerkapselungen - Phantom Partikel - aus der Zählung entfernen. Dies erlaubt dem Anwender eine präzise Auswertung des Ölzustandes. Unterschiedlichste Anwendungsbeispiele aus der Praxis haben bereits gezeigt, wie Particle Pal Pro Fluid Condition Monitoring Lösungen mit digitaler Bildverarbeitungstechnologie das Problem der Phantom Partikelzählung überwinden kann. Laser Partikelzähler vs. Partikelzähler mit digitaler Bildverarbeitungstechnologie In Labortests mit Ölen ohne Additive, hat Filtertechnik zwei Partikelzählertypen mit demselben Öl bei 40 °C gegenübergestellt. Ein PC9001 Laser Partikelzähler und ein S120 Partikelzähler mit digitaler Bildverarbeitungstechnologie. Anschließend wurden dem Öl genau 100 ppm Antischaummittel Polydimethylsiloxan hinzugefügt. Anhand von Bildverarbeitungssoftware lässt sich feststellen: Nicht alle „Partikel“ in diesem Öl sind Feststoffe. Vergleich im Labor: Bei der Lasermessung steigt die Zahl der gemessenen Partikel, wenn das Antischaummittel Polydimethylsiloxan zugegeben wird, bei der bildbasierten Auswertung nicht. Bilder: Filtertechnik 15 Schmierstoff + Schmierung · 4. Jahrgang · 3/ 2023 Advertorial-|-Phantom Partikelzählung verständlich gemacht Der Laser Partikelzähler hat umgehend einen Anstieg der Verschmutzung in den Partikelgrößen 4 und 6 Mikron, um bis zu 3 ISO Klassen und bei 14 Mikron um eine ISO Klasse festgestellt. Der Partikelzähler mit digitaler Bildverarbeitungstechnologie hingegen hat keinen Anstieg der Verschmutzung angezeigt. Particle Pal Pro Der Particle Pal Pro ist mit dem S120 Partikelzähler mit digitaler Bildverarbeitungstechnologie ausgestattet und bietet, zusammen mit den Sensoren zur Ermittlung des Wassergehaltes und der Öllebensdauer, eine bestmögliche Analyse Ihres Ölzustandes vor Ort. Unsere fortschrittliche Software ermöglicht eine eindeutige und einfache Interpretation der Messdaten. Langzeitmessungen sowie Bilderfassungen der Verschmutzung können ebenfalls ausgewertet und protokoliert werden. > Ausgabe des Partikelzählers mit digitaler Bildverarbeitungstechnologie > 4, 6, 14, 21, 38, 70 und >100 Mikron > ISO, NAS, SAE Standards > Umrisserkennung > Partikel werden in Materialermüdungs-, Scher- und Gleitverschleiß sowie Fasern unterteilt > Luftblasen werden erkannt und aus der Zählung entfernt > Hochauflösende Bilder werden für die Auswertung gespeichert > Partikel können über die Software direkt auf dem Bildschirm vermessen und dem Prüf bericht hinzugefügt werden > Öle mit einer Viskosität von bis zu 2.400 cSt messen > Netzunabhängiges batteriebetriebenes Messgerät und Pumpe mit Schrittmotor > Zubehörkoffer mit Messkolben, Vakuumpumpe, etc. > Weitere beinhaltete Sensoren: > Feuchtesensor %RH > TandDelta Sensor zur Ermittlung der Öllebensdauer > Datenbank mit über 500 Ölen beinhaltet > Möglichkeit nahezu jedes Öl der Datenbank hinzuzufügen > Messdaten exportieren in .xls, pdf und .jpg der gespeicherten Bilder Fallstudie Ein OEM Hersteller von großen Off-Highway Maschinen hat beim Einsatz von Laser Partikelzählern wiederholt Messungenauigkeiten bei der Prüfung während der Vormontage festgestellt. Die auf den Ölzustand zurückzuführenden Qualitätsmängel hatten negative Auswirkungen auf die Lieferzeiten und die damit verbundenen Kosten. Die daraus resultierende durchschnittliche Verzögerung von sieben Tagen verursachte Kosten von 1.200 Euro pro Tag pro Maschine. Während der Konsultierungsphase zu dieser Fallstudie, war bereits die Auslieferung von acht Maschinen in Verzug. Eine Diagnose hat ergeben, dass die zur Ölreinheitsmessung eingesetzten Laser Partikelzähler, die mit dem Licht-Blockade-Prinzip arbeiten, dauerhaft falsche und zu hohe Partikelzählungen erfasst haben. Trotz rigoroser Überwachung und Instandhaltung der Ölreinheit, wurden die Reinheitsklassen nach ISO 4406 mit 23/ 22/ 19 gemessen. Externe Analysen und entsprechende Datenblätter ließen vermuten, dass das synthetische Hydrauliköl eine hohe Konzentration eines Siloxan Antischaummittels aufwies, was bei Laser Partikelzählern zu Phantom Partikelmessungen führt. Filtertechnik hat umfangreiche Messungen vor Ort durchgeführt und so die weitaus effektivere und genauere Partikelzählung mit digitaler Bildverarbeitungstechnologie des innovativen Particle Pal Pro nachgewiesen. Die durchschnittliche ISO Reinheitsklasse betrug 15/ 14/ 10. Diese wichtigen Erkenntnisse haben es dem Anwender ermöglicht, das eingesetzte Fluid zu verarbeiten und so, am ersten Tag der von Filtertechnik durchgeführten Messungen, sechs Maschinen zur Endabnahme freigeben zu können. Zwei weitere Maschinen konnten am zweiten Tag der Messungen freigegeben werden. Die Einsparungen durch die Messungen vor Ort wurden mit ca. 35 % in Kostenersparnis und 81 % in Haltezeit bewertet. »« Das Messgerät Particle Pal Pro nutzt den S120-Sensor mit digitaler Bildverarbeitungstechnologie.