[发明专利]一种油液磨粒运动轨迹图像监测系统及检测方法

说明书

本发明涉及图像信息采集领域，涉及一种油液磨粒运动轨迹图像监测系统及检测方法；所述检测方法包括通过控制磨粒位置调节器的工作电流调整磨粒在油液中的垂直高度；磨粒经过位置调节器时导致调节器周围的磁场改变，第一感应线圈由于电磁感应原理产生电磁信号，高速摄影机接收到电磁信号后开始监测磨粒在传感器下方的运动轨迹；同时，磨粒经过磨粒监测传感器时引起了磁场变化，从而第二感应线圈产生磨粒信号；本发明能够监测激励电流、流速等因素对磨粒运动轨迹的影响，基于磨粒运动轨迹和磨粒信号的映射关系研究磨粒信号的形成机理，优化传感器参数，有利于提高油液监测传感器在实际应用中的可靠性和安全性。

技术领域

本发明涉及图像信息采集领域，具体涉及一种油液磨粒运动轨迹图像监测系统及检测方法。

背景技术

油液中的磨粒大小可直接反映机械装备的磨损程度，而磨粒体积通常为微米级，肉眼难以观察，直接检测磨粒来判断机械装备的磨损程度并不现实。感应式磨粒监测传感器通过电磁感应原理，利用磨粒的铁磁性实现油液磨粒的监测，具有较好的应用前景。然而，在传感器工作过程中，难以获取合适的激励电流大小。若激励电流过小，传感器产生的磁场强度弱，导致磨粒所引起的电磁信号微弱，造成磨粒信号被背景噪声以及谐波干扰淹没，削弱了传感器的检测能力；若激励电流过大，传感器所产生的高梯度磁场会造成磨粒沉积，可能会导致管道堵塞，引发机械装备的润滑系统失效。同时，磨粒信号与磨粒运动轨迹密切相关，磨粒监测传感器的电磁力会导致其运动轨迹进一步复杂化。传统磨粒分析技术仅认为磨粒运动未受到电磁力影响，直接通过了磨粒监测传感器，磨粒信号如图1所示。然而，由于高梯度磁场作用，磨粒被传感器吸附，感应线圈输出的磨粒信号发生变形，信号波形不再类似于单周期正弦波，如图2所示。这种电磁力对磨粒运动轨迹的影响降低了传感器的检测精度。

因此，为了找到传感器检测性能与润滑系统安全之间的平衡点，提升传感器的检测精度，需要一种磨粒运动轨迹监测系统以及检测方法，监测电磁力对磨粒运动轨迹的影响，在考虑激励电流、流体粘度、磨粒形态、运动轨迹等多种因素的情况下，通过分析磨粒运动轨迹和磨粒监测传感器输出信号的映射关系研究传感器输出信号的形成机理。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明提出一种油液磨粒运动轨迹图像监测系统及检测方法；观测磨粒在流体场、电磁场、重力场等多物理场耦合中的运动轨迹，分析油液粘度、激励电流、磨粒大小和形态等变量对磨粒运动的影响，提取出传感器的最优参数，如激励电流、线圈匝数和铁芯材料等。对比分析磨粒运动和传感器输出信号，有助于提升传感器在实际应用中的可靠性，提高磨粒监测传感器的检测精度，推动油液检测技术的发展，对重大机械装备的健康状态监测具有重要意义。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种油液磨粒运动轨迹图像监测系统；所述监测系统包括水平实验台1，所述水平实验台1设置有阵列排列的螺纹孔，在其中一些螺纹孔上方分别固定有与所述螺纹孔配合安装的支撑杆；第一支撑杆5.1上套接有高度可调的漏斗托架12，所述漏斗托架12上方安装有漏斗4；第二支撑杆5.2上套设有流道托架3，并架设有石英制流道2；第三支撑杆5.3和第四支撑杆5.4上均安装有换向支架夹6，在第二支撑杆或者第三支撑杆的顶部安装有磨粒位置调节器15，两个换向支架夹6之间固定有树脂固定杆7；所述树脂固定杆7下方固定有磨粒监测传感器8；

在所述水平实验台1上安装有蠕动泵11和磁力座14；油液流道2从所述蠕动泵11引出，穿过所述漏斗4，进入到磨粒位置传感器15下方，再从磨粒监测传感器8下方返回蠕动泵11；所述磁力座14上方支撑有高速摄影机9，所述高速摄影机9用于拍摄受磨粒监测传感器8和磨粒位置调节器15磁场影响的油液流道2中的磨粒运动轨迹。

优选的，所述流道支架3与所述漏斗托架12均可以通过开槽和螺栓配合固定的方式固定在支撑杆上。

优选的，为了所述监测系统还包括第四支撑杆，所述第四支撑杆上安装有流道支架3，所述油液流道2从所述流道支架3上穿过。