Application of optical fiber sensor to study the engine lubricate oil fluorescence

• Autorzy: Baszanowska E. , Otremba Z.

Warianty tytułu

PL

Analiza właściwości fluorescencyjnych oleju smarnego przy zastosowaniu światłowodu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Both land and maritime transport as a key component of the world logistics must operate with high reliability, which mainly depends on correct and reliable working of driving machines. Among a lot of factors in proper work of engine system, lubricate oil plays indisputable role. Therefore efficient method of oil monitoring exploitive usefulness is desirable. Lubricate oil loses its quality with time of exploitation in the engine. In consequence it leads to decrease in engine labour efficiency. Therefore there is a need to follow of oil features based on quick and easy measurement method. The paper presents the possibility to monitor the oil quality used in ship engine based on oil fluorescence. To measure the total fluorescence spectra (EEMs) of oil samples the spectrofluorometer combined with optical fiber system were applied. In this paper we discuss the shape of oil EEM spectra using two methods: traditional one - oil is diluted in n-hexane placed in the quartz-cuvette, new one – oil is observed outside spectrofluorimeter through optical fiber sensor. The results obtained using optical fiber sensor gives well prediction for monitor quality of oil directly in engine lubricate circulation.

PL

Kluczowym elementem właściwej logistyki w transporcie zarówno morskim jak i lądowym stanowi układ napędowy. Wśród wielu czynników zaliczanych do prawidłowej pracy układu napędowego, niekwestionowaną rolę odgrywa olej smarny. Dlatego też istnieje konieczność poszukiwania metod badawczych pozwalających szybko i w prosty sposób śledzić jakość oleju, z możliwością pomiaru bezpośrednio w obiegu silnika. W artykule przedstawiono możliwość śledzenia jakości oleju stosowanego w silniku okrętowym w oparciu o metodę fluorescencji. Do badań użyto przykładowego oleju smarnego. W celu pomiaru totalnych widm fluorescencji oleju zastosowano układ pomiarowy, w skład którego wchodziły spectrofluorymetr oraz sensor optyczny. W artykule dyskutowane są widma totalne (EEMs) oleju smarnego przy wykorzystaniu dwóch metod: tradycyjnej z użyciem spectrofluorymetru, gdzie EEMs mierzy się dla oleju rozcieńczonego w rozpuszczalniku (n-heksan) umieszonego w kuwecie kwarcowej oraz nowej - EMMs mierzy się dla nierozcieńczonego oleju, przy użyciu sensora optycznego. Wyniki uzyskane z wykorzystaniem sensora optycznego dają dobre prognozy do monitorowania jakości oleju bezpośrednio w obiegu silnika.

Słowa kluczowe

EN

optical fiber sensor; fluorescence; excitation-emission spectrum; lubricate oil; ship engine

PL

światłowód; sensor optyczny; fluorescencja; widma totalne; olej smarny; silnik okrętowy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 2419--2425, CD2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Baszanowska E.

• Gdynia Maritime University, Faculty of Marine Engineering, Physics Department; 81-225 Gdynia; Morska Street 81-87

autor

Otremba Z.

• Gdynia Maritime University, Faculty of Marine Engineering, Physics Department; 81-225 Gdynia; Morska Street 81-87

Bibliografia

• 1. Baszanowska E., Zielinski O., Otremba Z., Toczek H.: Influence of oil-in-water emulsions on fluorescence properties as observed by excitation-emission spectra, J. Europ. Opt. Soc. Rap. Public., Vol. 8, No. 13069, 2013, pp. 13069-1 - 1369-5.
• 2. Baszanowska E., Otremba Z., Spectral signatures of fluorescence and light absorption to identify crude oils fund in the marine environment, J. Europ. Opt. Soc. Rap. Public., Vol. 9, 2014, pp. 14029.1 – 14029.7.
• 3. Baszanowska E., Otremba Z., Spectrofluorimetric characteristics of used lubricating oil, Diagnostyka, Vol. 15, No. 4, 2014, pp. 65-71.
• 4. Baszanowska E., Otremba Z., Study of lubricate oil properties with engine runtime based on fluorescence spectroscopy, Logistyka, 2015 (in press).
• 5. Baszanowska E., Otremba Z., Application of fluorescence to diagnose the exploitive quality of engine lube oil, Logistyka, No. 6, 2014, pp. 1769-1778.
• 6. Baszanowska E., Otremba Z., Oil identification based on total synchronous spectra, Journal of KONES Powertrain and Transport, Warsaw, Poland, Vol. 21, No. 2, 2014, pp. 15-20.
• 7. Christensen J. H., Hansen A. B., Mortensen J. and Andersen O., Characterization and Matching of Oil Samples Using Fluorescence Spectroscopy and Parallel Factor Analysis , Anal. Chem., Vol. 77, Iss.7, 2005, pp. 2210-2217.
• 8. Drozdowska V., Freda W., Baszanowska E., Rudź K., Darecki M., Heldt J., Toczek H., Spectral properties of natural and oil polluted Baltic seawater – results of measurements and modelling, Eur. Phys. J. Special Topics, Vol. 222, No. 9, 2013, pp. 2157-2170.
• 9. Karpicz R., Dementjev A., Kuprionis Z., Pakalnis S., Westphal R., Reuter R. and Gulbinas V., Oil spill fluorosensing lidar for inclined onshore or shipboard operation, Applied Optics, Vol. 45, Iss. 25, 2006, pp. 6620-6625.
• 10. Patra, D., Mishra, A.K., Total synchronous fluorescence scan spectra of petroleum products, Anal. Bioanal. Chem., Vol. 373, Iss. 4-5, 2002, pp. 304–309.
• 11. Vasilescu J., Marmureanu L., Carstea E., Cristescu C. P., Oil spills detection from fluorescence lidar measurements, U.P.B. Sci. Bull., Series A, Vol. 72, Iss. 2, 2010, pp. 149-154.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.