太赫兹光谱结合特征谱区筛选算法在发动机润滑油含水量定量分析中应用研究

陈孟秋，何明霞*，李 萌，曲秋红

1.天津大学测试计量技术及仪器国家重点实验室，天津 300072 2.莱仪特太赫兹(天津)科技有限公司，天津 300019

引 言

发动机润滑油，主要成分是碳氢化合物，主要功能为对发动机起到润滑防磨、冷却降温、减震缓冲、防锈蚀防漏等作用[1]。新出厂的发动机润滑油是不含水分的，但在存储、运输和使用的过程中，可能会因为各种原因混入水分。按照国家标准，发动机润滑油中允许的含水量应在0.03%以下，若含水量超过标准，润滑油中会产生酸类物质，这些酸类物质会增加对发动机的腐蚀，引起发动机抱轴、烧瓦等严重事故。

针对发动机润滑油中水含量的检测现在常用方法有重量法、红外光谱分析法、蒸馏法、卡尔·费休法等。这些方法均已有成熟的测试步骤，但仍存在各自的不足，如：当样品中水分含量高时采用重量法会在烘干过程中发生飞溅，影响测量精度；红外光谱分析法会受到基础油类别、润滑油劣化程度等因素影响[2]；蒸馏法则需要的样品量较多，耗时较长；卡尔·费休法虽然应用最广泛，但是这种方法副反应较多，且测量使用的化学试剂具有毒性[3]。

太赫兹(Terahertz,THz)波是指波长在0.03～3 mm之间，频率在0.1～10 THz，介于红外和微波之间的电磁波[4]。水在太赫兹频段拥有独特的分子键振动模式，使得水对太赫兹具有强烈的吸收性[5-6]。太赫兹光谱技术已被用于测量变压器油、原油、生物组织及细胞中的微水含量[7]。

本文利用太赫兹时域光谱技术对发动机润滑油中水含量进行检测并结合特征谱区筛选算法进行定量分析，对润滑油中水含量这一指标进行建模分析，对不同模型比较选优，建立最优定量分析模型。……