目前，國內(nèi)外已開發(fā)出的鐵譜儀種類很多，人們也從不同角度提出了不同的分類方法。由于磁鐵裝置是鐵譜儀的核心部件，若按磁鐵的工作原理來分，可分為永磁式鐵譜儀和電磁式鐵譜儀。根據(jù)機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測方式來分，又可分為離線鐵譜儀和在線鐵譜儀。若按實(shí)現(xiàn)鐵譜定量與定性分析功能需要來分，又可分為分析式鐵譜儀、直讀式鐵譜儀、雙聯(lián)式鐵譜儀等，上述三種鐵譜儀都屬于離線鐵譜儀。此外，若根據(jù)鐵譜片的制作原理不同分類，又可分為旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀和固定式鐵譜儀。具體分類如下：
下面介紹幾種常用的鐵譜儀的結(jié)構(gòu)與工作原理。
一、直讀式鐵譜儀
直讀式鐵譜儀與分析式鐵譜儀非常相似，它們都是利用高梯度強(qiáng)磁場的原理來收集潤滑油樣中的鐵質(zhì)磨粒。而不同之處在于分析式鐵譜儀能在顯微鏡下觀察研究磨料的形貌，而直讀式鐵譜儀僅能測定磨粒的數(shù)量及其大致的尺寸分布。
在直讀式鐵譜儀中，磨粒的沉積原理與分析式鐵譜儀相似，只是用一根玻璃沉淀管來代替玻璃基片。制備在試管中的分析油樣在重力和虹吸作用下，經(jīng)過毛細(xì)管而進(jìn)人沉淀管。油樣中的鐵磁性磨粒在沉積管下面的高梯度強(qiáng)磁場作用下，會有序地沉積在玻璃管底部。大于5μm的大磨粒首先沉積，它們一般沉積在沉積管的入口區(qū)；1～2μm的小磨粒沉積在較遠(yuǎn)處。在大、小磨粒沉積位置分別設(shè)置有光束發(fā)射裝置，光束穿過沉積管，被設(shè)置在沉積管另一側(cè)的光電傳感器所接收，可以直接測定磨粒濃度的讀數(shù)。直讀式鐵譜儀測量磨粒濃度的光路系統(tǒng)如圖5所示。這一光電轉(zhuǎn)換測量系統(tǒng)測出的是因磨粒沉積而覆蓋沉積管底部而造成的光強(qiáng)衰減值，并用直讀單位DL和DS在液晶數(shù)碼管上直接顯示。DL和DS兩個(gè)光密度讀數(shù)分別代表大、小磨粒的相對數(shù)量，用來表示摩擦副的磨損狀態(tài)。磨粒在直讀式鐵譜儀中沉積管內(nèi)的沉積排列如圖6所示。由于磁場力的作用，大磨粒（＞5μm）在沉積管的入口區(qū)首先沉積，而小磨粒則按它們尺寸大小實(shí)現(xiàn)有序沉降、分布沉積。
直讀式鐵譜儀的主要特點(diǎn)是能迅速、方便、較準(zhǔn)確地測定出機(jī)器分析油樣中的大小磨粒的相對數(shù)量，能對機(jī)器的磨損狀態(tài)給出定量分析，因而對機(jī)器工況監(jiān)測特別有用。
使用直讀式鐵譜儀分析機(jī)器潤滑油樣的步驟如下：
(1)制備分析油樣；
(2)油樣在虹吸作用下經(jīng)毛細(xì)管流過鐵譜沉淀管；
(3)油樣中的磨粒在高梯度磁場的作用下進(jìn)行沉積；
(4)用光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)測定磨粒的光密度讀數(shù)，并以DL、DS數(shù)碼直接顯示。
二、分析式鐵譜儀
分析式鐵譜儀是最早開發(fā)出來的鐵譜儀，它包含了鐵譜技術(shù)的全部基本原理。分析式鐵譜儀的用途是用來分離機(jī)器潤滑油樣中的磨粒，并能使磨粒依照尺寸大小有序地沉積在一顯微鏡玻璃基片上，從而制成鐵譜片，然后利用鐵譜顯微鏡等觀測和分析儀器，實(shí)現(xiàn)對磨粒的定性、定量鐵譜分析。
分析式鐵譜儀將從潤滑系統(tǒng)中取得的分析油樣經(jīng)稀釋處理后取樣到玻璃管中，經(jīng)微量泵將分析油樣輸送到安放在磁場裝置上方的玻璃基片的上端，玻璃基片的安裝與水平面成一定傾斜角，以便在沿油流方向形成一逐步增強(qiáng)的高強(qiáng)度磁場，同時(shí)又便于油液沿傾斜的基片向下流動，從玻璃基片下端經(jīng)導(dǎo)流管排入廢油杯中。分析油樣中的可磁化金屬磨粒在流經(jīng)高梯度強(qiáng)磁場時(shí)，在高梯度磁力、液體黏性阻力和重力聯(lián)合作用下，按磨粒尺寸大小有序地沉積在玻璃基片上，并沿垂直于油樣流動方向形成鏈狀排列。在分析油樣從基片上流過之后，經(jīng)用四氯乙烯溶液洗滌基片，清除殘余油液，使磨粒固定在基片上便制成了可供觀察和檢測的鐵譜片。
鐵譜片的磨粒尺寸分布。用于沉積磨粒的玻璃基片又稱鐵譜基片，在它的表面上制成有U形柵欄，用于引導(dǎo)油液沿基片中心流向下端的出口端到廢油杯。由于鐵譜片需要在光密度計(jì)上測量磨粒的百分覆蓋面積以估計(jì)出磨粒的分布密度，并在光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡下觀察與分析磨粒的形態(tài)、大小、數(shù)量和成分，故對玻璃基片的純度、均勻度及表面清潔度等都有一定要求，通常鐵譜基片應(yīng)經(jīng)特殊處理。
分析式鐵譜儀是由磁鐵副、兩磁極和磁座板（磁軛）共五塊磁材料拼裝成U形的一個(gè)永久磁鐵裝置。由于該磁鐵裝置設(shè)計(jì)獨(dú)特，又采用特殊的磁性材料，產(chǎn)生的磁場是一個(gè)高強(qiáng)度和高梯度的發(fā)散強(qiáng)磁場。兩磁極間約有l(wèi)mm的氣隙，用鋁板隔開，磁鐵裝置氣隙中央的磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)1.8T，在垂直方向上的磁感應(yīng)梯度可達(dá)0. 4～0.5T/mm。在這樣的磁場作用下，當(dāng)分析油樣流經(jīng)位于磁場裝置上方的玻璃基片時(shí)，油樣中的磨粒在連續(xù)增高的磁場力的作用下被磁化并迅速在譜片上沉積。由于玻璃基片是傾斜安裝，故油樣中的磨粒在進(jìn)入磁場后，隨著流動會受到一個(gè)逐漸增強(qiáng)的梯度磁場作用，使大尺寸磨粒首先在人口端沉積，最小尺寸顆粒通常在出口端附近位置上沉積，從而使磨粒能按照其尺寸大小有序地在鐵譜片上沉積。
在磁場的作用下，由于磨粒之間的S極與N極相互吸引，從而使它們在垂直于油液流動方向排列成鏈狀，而已經(jīng)排列成鏈狀的磨粒因受磁力線和磁場梯度等作用，與其上方繼續(xù)沉積并排列成鏈狀的磨粒將會相互排斥而分開，故磨粒鏈之間會保持一定的距離。
