In situ химический анализ технологических жидкостей спектрометрией лазерно-индуцированной плазмы

Онлайн определение химического состава примесей в технологических жидкостях (масла, смазок и пр.) свидетельствует об уровне износа узлов механических агрегатов и двигателей, поэтому задача химического анализа технологической жидкости непосредственно в агрегате без его остановки и демонтажа является важной для авиационной, автомобильной и энергетической промышленности. В проекте будет применен подход для in situ лазерно-спектральной диагностики технологических жидкостей при их работе в агрегатах. Отметим, что на текущие момент в литературе отсутствуют подходы для in situ анализа металлических примесей в технологических жидкостях в работающих агрегатах и для контроля применяют лабораторные методы анализа с отбором проб, которые требуют пробоотбора и сравнительно длительных сроков проведения анализа. В рамках предлагаемого проекта будет разработан подход для многоэлементного химического анализа технологической жидкости на примере моторного масла в двигателе внутреннего сгорания. Для анализа содержания примесей металла в объеме масла непосредственно в работающем агрегате будет использован двухимпульсный метод спектрометрии лазерно-индуцированной плазмы. Данный подход основан на применении первого наносекундного лазерного импульса для создания пузырька внутри жидкости, а второго лазерного импульса для генерации плазмы внутри этого пузырька на границе жидкость-пар. Поскольку формирования пузырька происходит в объеме масла, где отсутствует кислород, то генерация плазмы внутри пузырька не приводит к поджигу. В результате в проекте будет разработан волоконно-оптический зонд для доставки лазерного излучения и сбора свечения плазмы. Разработанный зонд будет иметь компактные размеры (диаметр выходного торца зонда около 10 мм), что позволит проводить измерения непосредственно в функционирующем агрегате без какой-либо модификации агрегата. Впервые в мировой практике будут оценены аналитические возможности (точность анализа, предел обнаружения) измерения содержания примесей металлов в технологической жидкости непосредственно в работающем агрегате без какой-либо пробоподготовки.