[發明專利]一種在線油液磨粒監測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201410113420.0
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103926276A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 孫衍山;曾周末;張濤;李健;靳世久
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N27/06
• 分類號: G01N27/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

1.一種在線油液磨粒監測裝置，其特征在于，包括：在線多電極層析成像磨粒傳感器、激勵信號源電路、信號檢測濾波電路、模擬數字轉換電路和計算機；

所述在線多電極層析成像磨粒傳感器由多個電極構成，多個電極之間組成了電極陣列，所述電極陣列以均勻方式、且位置相對地設置在被測管道同一截面處的內壁或外壁上，其中任意兩個電極可組成成像電極對；

所述激勵信號源電路包括與所述電極個數相等的激勵源、以及一個頻率/占空比控制電路，所述頻率/占空比控制電路由所述計算機控制，對各成像電極對連接的不同激勵源提供不同的控制信號；所述激勵源產生不同頻率或占空比的激勵信號，并分別輸入到各個成像電極對上；所述成像電極對產生感應信號，并將所述感應信號輸出到所述信號檢測濾波電路；

所述信號檢測濾波電路包括與所述成像電極對個數相等的信號檢測電路和信號濾波電路；所述信號檢測電路將所述感應信號放大輸出到所述信號濾波電路；所述信號濾波電路根據激勵頻率對已放大的感應信號進行帶通濾波并把濾波后感應信號傳輸至所述模擬數字轉換電路；

所述模擬數字轉換電路由多個A/D轉換電路相連構成，所述A/D轉換電路用于把所述濾波后感應信號從模擬量變成數字量，并傳入所述計算機進行分析處理和成像計算；

所述計算機用于對數字量的感應信號進行信息分析處理實現了在線油路磨粒的監測。

2.根據權利要求1所述的一種在線油液磨粒監測裝置，其特征在于，所述在線油液磨粒監測裝置還包括：顯示器和鍵盤，

所述鍵盤用于輸入相關參數；所述鍵盤用于顯示磨粒的形狀、油液中磨粒的大小、個數、材質及磨粒的圖像。

3.根據權利要求1所述的一種在線油液磨粒監測裝置，其特征在于，所述激勵信號源電路、所述信號檢測濾波電路、所述模擬數字轉換電路采用全差分信號傳播。

4.根據權利要求1所述的一種在線油液磨粒監測裝置，其特征在于，所述在線油液磨粒監測裝置還包括：光電隔離模塊，

所述激勵信號源電路通過所述光電隔離模塊連接所述計算機。

5.根據權利要求1所述的一種在線油液磨粒監測裝置，所述信號檢測濾波電路和所述模擬數字轉換電路組成了檢測部分電路，其特征在于，

所述激勵信號源電路和所述檢測部分電路分別使用獨立的電源供電。

6.一種用于權利要求1-5中任一權利要求所述的在線油液磨粒監測裝置的檢測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）通過軟件信號相位檢波對信號進行預處理，獲取預處理后信號；

（2）建立圖像重建模型；

（3）根據有限元規則對圖像重建模型剖分區域網格節點；

（4）讀取參考幀感應信號，獲取參考幀；

（5）讀取當前幀感應信號，獲取當前幀；

（6）計算等位線濾波反投影，生成灰度圖像；

（7）將當前幀作為新的參考幀，不斷重復步驟（5）和（6），生成連續多幀灰度圖像；

（8）判斷是否存在磨粒，如果是，執行步驟（9）；如果否，流程結束；

（9）計算磨粒的數量、計算磨粒形狀；計算磨粒尺寸大?。?/p>

（10）生成多頻率灰度圖像，并計算磨粒材質；

（11）對磨粒信息進行存儲和顯示，體現油液中磨粒信息和裝置磨損狀態。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述讀取參考幀感應信號，獲取參考幀的操作具體為：

選擇一個電極對，通過該電極對施加激勵信號，同時在其余的電極對間采集磨粒的感應信號；依次切換電極對施加激勵信號，并同時在其余的電極對間采集感應信號，重復這一過程，直到所有電極對都被作為激勵電極對；

將上述各組感應信號通過信號檢測電路、信號濾波電路和模數轉換電路傳給計算機；

計算機對所有的感應信號進行編號存儲，形成參考幀感應信號矩陣V_u，矩陣中的各元素編號為V_u[i][j]，表示第i個電極對激勵時，第j個電極對上的感應信號。