Agilent Oil Analyzer: customizing analysis methods

Význam tématu

Monitorování stavu mazacích olejů je klíčové pro prediktivní údržbu moderních strojních zařízení. Včasná detekce kontaminantů a produktů rozkladu prodlužuje životnost komponent, snižuje provozní náklady a minimalizuje riziko neplánovaných výpadků. FTIR spektroskopie se v této oblasti prosadila díky schopnosti rychle a současně vyhodnotit více chemických parametrů z jednoho spektra.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem application note je představit nástroje a postupy, které uživatelům Agilent FTIR Oil Analyzer umožňují přizpůsobit a rozšířit standardní analýzy olejů podle vlastních potřeb. Dokument popisuje předdefinované metody schválené programem JOAP, principy tvorby kalibrací, jejich validace a integraci univariačních i multivariačních modelů pro kvantitativní stanovení parametrů olejů.

Použitá instrumentace

• FTIR spektrometr Agilent Oil Analyzer
• Software Resolutions/Resolutions Pro (dříve Win-IR Pro, Merlin)
• PLSplus IQ modul v rámci Galactic GRAMS/AI (GRAMS/32) pro multivariační kalibrace

Použitá metodika

Analýzy vycházejí ze standardu ASTM E2412–04, trendové spektroskopie v oblasti střední infračervené oblasti. Metody kombinují přímou absorpční analýzu a diferenciální (spektrální subtrakci) přístup, přičemž sledují změny charakteristických absorpčních pásů pro následující indikátory:

• Obsah vody, etylenglykolu a paliv (benzin, nafta/JP8)
• Produkty oxidačního, nitrace a sulfonace
• Ukazatele opotřebení (antioxidant reading, antiwear)
• Soot value (uhlíkové částice)
• Totální kyselost (TAN) a zásaditost (TBN) – nepřímé FTIR metody
• Další znečištění a neznámé matricové vlivy

Uživatel může využít přednastavených 12 metod pro různé vojenské a komerční oleje nebo definovat vlastní postup v editoru metod. Kalibrace se vytvářejí v podobě .BSQ (univariační) nebo .CAL (multivariační) souborů, validují se nezávislou sadou vzorků a poté se importují do složky Methods softwaru Oil Analyzer.

Hlavní výsledky a diskuse

Agilent Oil Analyzer prokázal schopnost sledovat až 13 klíčových parametrů z jednoho FTIR měření bez nutnosti spektrální subtrakce referenčních vzorků. Univariační modely umožňují jednoduchou kalibraci pro ty indikátory s dobře oddělenými absorpčními pásy, zatímco PCR/PLS metody zpracovávají složité a překrývající se signály. Metody validované podle limitů JOAP dávají reprodukovatelné výsledky pro širokou škálu maziv na bázi ropných i syntetických produktů.

Přínosy a praktické využití metody

FTIR přístroj významně zkracuje dobu analýzy ve srovnání s mokrými chemickými postupy, umožňuje on-site měření díky přenosné konstrukci a snižuje náklady na spotřební materiál. Díky softwarové flexibilitě lze rychle reagovat na nové typy maziv, přidávat nestandardní metody a automatizovat tvorbu protokolů pro reporting v rámci údržbových programů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj se očekává ve zdokonalení multivariačních algoritmů pro robustnější predikci u komplexních směsí, v integraci FTIR analyzátorů přímo do výrobních linek pro on-line monitoring i v rozšíření metodiky o nově vyvíjené syntetické kapaliny. Umělá inteligence a strojové učení mohou přinést adaptivní kalibrace reagující na měnící se provozní podmínky.

Závěr

Agilent FTIR Oil Analyzer kombinuje rychlý a komplexní přístup ke stanovení stavu maziv s možností plné customizace analytických metod. Díky podpoře univariačních i multivariačních kalibrací a souladu s normami JOAP a ASTM představuje efektivní nástroj pro prediktivní údržbu ve vojenských i průmyslových aplikacích.

Reference

1. Larry A. Toms. Machinery Oil Analysis. Methods, Automation & Benefits. 2nd ed., Coastal Skills Training, Virginia Beach, VA, 1998.
2. Allison M. Toms. FTIR for the Joint Oil Analysis Program. In: Squalls M. (ed.) Proceedings of the 1994 Joint Oil Analysis Program International Condition Monitoring Conference, JOAP-TSC, Pensacola, FL, 1994, pp. 387–419.
3. ASTM E2412-04. Standard practice for condition monitoring of used lubricants by trending analysis using Fourier Transform Infrared Spectrometry. ASTM International.