徐春艳1，李国超1，王东斌2，邓柔3，顾霄瑶3，孙毅之2，王新生2，黄娜3，谢南南3
1中车青岛四方机车车辆股份有限公司；2中检科（北京）测试技术有限公司；3中国检验检疫科学研究院综合检测中心；
随着我国铁路技术的高速发展，动车已成为我国客运的主要方式。列车的运行安全关系着广大旅客的安全，因此保障动车安全十分必要。动车组制动系统是动车运行的核心，压缩空气是动车组制动实现其功能的动力传输介质，压缩空气的质量对制动系统的可靠性和阀类使用寿命有着重要影响，所以压缩空气质量检测是保障动车安全的基础。
1.动车组制动系统压缩空气质量检测研究思路
目前国内外对于压缩空气质量的研究主要集中在食品、精细化工和核能等行业，而动车组领域压缩空气质量研究相对较少。压缩空气质量衡量的三个标准分别是:露点、含油量、颗粒度。三项指标对制动系统的影响如下：
（1）露点：水分会造成管路、阀类等部件锈蚀，生成锈屑，进而影响缩短部件的使用寿命；在温度降低到冰点后，其含有的水分可能会结冰，造成体积膨胀而损毁部件。
（2）含油量：油分会对橡胶等非金属密封元件的性能和寿命产生影响。
（3）颗粒度：灰尘、锈屑进人制动阀等部件时，会破坏运动配合面的配合，使其产生金属粉末，减少气动元件的使用寿命，甚至制动阀类的卡滞或泄露。粉末还会加速过滤器滤网的堵塞，造成流动阻力增大。
2.执行标准
根据国家要求，压缩空气的检测执行标准为ISO 8573，具检测方法见表1：
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3.检测设备信息
根据ISO 8573中提供的检测方法，检科院分别选取了以下设备完成本次检测工作。
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3.1压缩空气等级划分
在检测完成后，为了方便数据整理分析，ISO 8573-1:2010中对颗粒度、露点、总含油量进行等级划分。各参数区间和质量等级对应关系见下表。
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4.示例分析
4.1 样本选取
选取部分动车组车辆作为本次项目的试验样本，配合检修前后车辆的具体检修情况安排采样时间，共采样10次，检测项目为总油含量、露点湿度及固体颗粒。
根据现车情况选取空压机出口处的快速接头将压缩空气通过软管引入检测设备进行数据收集。
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图1：与车辆快速接头连接照片
4.2检测过程
采样过程严格遵循ISO 8573的有关规定，具体流程如下：
（1）由动车组检修班组将所检测车厢的压缩空气管路与其他车厢断开。
（2）打开压缩空气储气罐排空阀将储气罐中的压缩空气排空，并关注是否有水渍、油污。
（3）待储气罐中压缩空气排空后关闭排空阀，打开空压机，等待5min，使用φ10软管连接BCU旁边MR1路相连的快速接头，将压缩空气引出。
（4）将压力表、温度表与减压阀使用φ10软管连接。
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图2：压力表等连接
（5）进行总含油量检测：将检测设备连接依次连接如下：
BCU旁边MR1路相连的快速接头→压力表→温度表→减压阀→油膜仪→活性炭管→转子流量计→消音器→空气。
从油膜仪中取出油膜试纸并封存，按照ISO 8573-2、ISO 8573-5中有关要求在实验室环境下对总含油量进行统计。
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图3：总含油量采样照片
（6）进行露点检测：将检测设备连接依次连接如下：
BCU旁边MR1路相连
的快速接头→压力表→温度表→减压阀→露点仪→空气。
通过露点仪对露点值进行读数并记录。按照ISO 8573-3中提供的计算方法，将读数进行标准环境下的换算。
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图4：湿度（露点）采样照片
（7）进行颗粒度检测：将检测设备连接依次连接如下：
BCU旁边MR1路相连的快速接头→压力表→温度表→减压阀→高压粒子计数器→空气
通过将PLC控制器接入计算机读取颗粒度数据。
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图5：固体颗粒采样照片
5.动车组制动系统压缩空气质量在线监测探讨
动车安全是关系旅客安全的大事，为保证行驶安全，建议对动车组制动系统压缩空气质量进行定期监测。在线监测的优势如下：
（1）及时性：能快速准确地掌握压缩空气质量情况，一旦发现问题，及时反应，快速解决；
（2）实用性：长期监测、安全、可靠、操作方便；
（3）经济性：节约检测成本。
目前行业内比较常用的压缩空气快速检测装置如下，由含油检测仪、露点检测仪、固体颗粒检测仪和数显装置组成（见下图6）。
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图6：移动式一体式测量系统
（1）含油量检测
检测原理：光离子测量仪 PID 的测量原理是基于通过 UV 照射使照射使气体分子发生电离，并检测由此形成的离子电流，压缩空气的正常成分（氧气，氮气，二氧化碳，氩气，水等）不会被紫外线灯电离，与此相反，碳氢化合物会被充分电离，离子电流的强度与被电离的分子浓度成正比；检测到的电信号，以电子方式放大并作为所测量物质的总和显示在屏幕上。
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图7：测油仪原理图
（2）湿度（露点）检测
压力露点传感器用于测量气体介质的压力露点。压力露点传感器将测量值转换成线性模拟输出信号（4 … 20 mA 或 0… 10 V）或数字输出信号RS485。测量范围为-60 ℃至+30 C°。
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图4：露点在线原理图
（3）固体颗粒检测
高精密光学粒子计数器PC 400测量从0.3μm的尺寸的颗粒，因此适用于监测压缩气体的颗粒含量。正确功能的过滤元件安装在压缩气体并被监测，颗粒穿过过滤器的孔能立即被确认。压缩气体流经颗粒计数器被自动监督。
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图8：高精密光学粒子计数器
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