[發明專利]一種油液磨粒運動軌跡圖像監測系統及檢測方法

在審

• 申請號: 202011157459.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112362540A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 羅久飛;李靖;馮松;周威;李海青;劉新;寧景暉;楊磊磊;王鑫宇
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N21/84;G01N27/74
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明涉及圖像信息采集領域，涉及一種油液磨粒運動軌跡圖像監測系統及檢測方法；所述檢測方法包括通過控制磨粒位置調節器的工作電流調整磨粒在油液中的垂直高度；磨粒經過位置調節器時導致調節器周圍的磁場改變，第一感應線圈由于電磁感應原理產生電磁信號，高速攝影機接收到電磁信號后開始監測磨粒在傳感器下方的運動軌跡；同時，磨粒經過磨粒監測傳感器時引起了磁場變化，從而第二感應線圈產生磨粒信號；本發明能夠監測激勵電流、流速等因素對磨粒運動軌跡的影響，基于磨粒運動軌跡和磨粒信號的映射關系研究磨粒信號的形成機理，優化傳感器參數，有利于提高油液監測傳感器在實際應用中的可靠性和安全性。

技術領域

本發明涉及圖像信息采集領域，具體涉及一種油液磨粒運動軌跡圖像監測系統及檢測方法。

背景技術

油液中的磨粒大小可直接反映機械裝備的磨損程度，而磨粒體積通常為微米級，肉眼難以觀察，直接檢測磨粒來判斷機械裝備的磨損程度并不現實。感應式磨粒監測傳感器通過電磁感應原理，利用磨粒的鐵磁性實現油液磨粒的監測，具有較好的應用前景。然而，在傳感器工作過程中，難以獲取合適的激勵電流大小。若激勵電流過小，傳感器產生的磁場強度弱，導致磨粒所引起的電磁信號微弱，造成磨粒信號被背景噪聲以及諧波干擾淹沒，削弱了傳感器的檢測能力；若激勵電流過大，傳感器所產生的高梯度磁場會造成磨粒沉積，可能會導致管道堵塞，引發機械裝備的潤滑系統失效。同時，磨粒信號與磨粒運動軌跡密切相關，磨粒監測傳感器的電磁力會導致其運動軌跡進一步復雜化。傳統磨粒分析技術僅認為磨粒運動未受到電磁力影響，直接通過了磨粒監測傳感器，磨粒信號如圖1所示。然而，由于高梯度磁場作用，磨粒被傳感器吸附，感應線圈輸出的磨粒信號發生變形，信號波形不再類似于單周期正弦波，如圖2所示。這種電磁力對磨粒運動軌跡的影響降低了傳感器的檢測精度。

因此，為了找到傳感器檢測性能與潤滑系統安全之間的平衡點，提升傳感器的檢測精度，需要一種磨粒運動軌跡監測系統以及檢測方法，監測電磁力對磨粒運動軌跡的影響，在考慮激勵電流、流體粘度、磨粒形態、運動軌跡等多種因素的情況下，通過分析磨粒運動軌跡和磨粒監測傳感器輸出信號的映射關系研究傳感器輸出信號的形成機理。

發明內容

基于現有技術存在的問題，本發明提出一種油液磨粒運動軌跡圖像監測系統及檢測方法；觀測磨粒在流體場、電磁場、重力場等多物理場耦合中的運動軌跡，分析油液粘度、激勵電流、磨粒大小和形態等變量對磨粒運動的影響，提取出傳感器的最優參數，如激勵電流、線圈匝數和鐵芯材料等。對比分析磨粒運動和傳感器輸出信號，有助于提升傳感器在實際應用中的可靠性，提高磨粒監測傳感器的檢測精度，推動油液檢測技術的發展，對重大機械裝備的健康狀態監測具有重要意義。

在本發明的第一方面，本發明提出了一種油液磨粒運動軌跡圖像監測系統；所述監測系統包括水平實驗臺1，所述水平實驗臺1設置有陣列排列的螺紋孔，在其中一些螺紋孔上方分別固定有與所述螺紋孔配合安裝的支撐桿；第一支撐桿5.1上套接有高度可調的漏斗托架12，所述漏斗托架12上方安裝有漏斗4；第二支撐桿5.2上套設有流道托架3，并架設有石英制流道2；第三支撐桿5.3和第四支撐桿5.4上均安裝有換向支架夾6，在第二支撐桿或者第三支撐桿的頂部安裝有磨粒位置調節器15，兩個換向支架夾6之間固定有樹脂固定桿7；所述樹脂固定桿7下方固定有磨粒監測傳感器8；

在所述水平實驗臺1上安裝有蠕動泵11和磁力座14；油液流道2從所述蠕動泵11引出，穿過所述漏斗4，進入到磨粒位置傳感器15下方，再從磨粒監測傳感器8下方返回蠕動泵11；所述磁力座14上方支撐有高速攝影機9，所述高速攝影機9用于拍攝受磨粒監測傳感器8和磨粒位置調節器15磁場影響的油液流道2中的磨粒運動軌跡。

優選的，所述流道支架3與所述漏斗托架12均可以通過開槽和螺栓配合固定的方式固定在支撐桿上。

優選的，為了所述監測系統還包括第四支撐桿，所述第四支撐桿上安裝有流道支架3，所述油液流道2從所述流道支架3上穿過。