[发明专利]在线图像可视铁谱装置沉积参数实验设置方法

说明书

技术领域

本发明涉及设备油液在线磨损监测装置和方法，特别涉及一种短沉积距离图像型在线铁谱装置沉积参数设置方法。

背景技术

油液分析技术能够有效监测设备润滑和磨损，是一项避免故障，降低维护成本，提高设备运行可靠性的重要技术。油液分析分为理化分析和颗粒分析，其中颗粒分析可以给出磨损部件，磨损状态和磨损类型等信息，早期发现异常磨损及其原因，已成为故障诊断的一种有效方法。为了实现油液颗粒浓度，尺寸及尺寸分布，成分，形貌等参数的分析，油液颗粒分析以往都是借助大型贵重离线设备实现的，如发射光谱，颗粒计数器，分析铁谱仪，和直读铁谱仪等。离线分析无法实时获得装备运行状况信息，制约了基于油液颗粒分析的设备监测，诊断，剩余寿命预测技术的发展。

基于铁谱技术的基本原理，利用高强度和高梯度磁场从油液中将铁磁性磨粒分离出来，并使它们按照尺寸大小实现有序沉积，然后对之进行分析及研究，西安交通大学先后获得了4项有关在线铁谱装置和方法，专利号分别为90223714.4，01240347.4，200510041894，200610041773，实现了在线实时获取油液铁谱。铁谱技术监测磨粒尺寸范围较宽，能够通过观察磨粒形貌特征了解设备的磨损机理和磨损部位，并利用磨粒浓度及粒度分布判断机器的整体磨损水平，是一种进行设备全生命期状态监测和剩余寿命估计的有效方法。

西安交通大学的“短沉积距离图像型在线铁谱装置与方法”(200610041773)，通过使用不同的电磁铁励磁磁势和沉积流量，在同一采集区域内分别沉积大小磨粒，而不是在固定电磁铁励磁参数下，通过沉积区域与磁极距离的改变实现不同磁感应强度使大小磨粒分开沉积在不同的采集区域，减小了磨粒在工作气隙上方的沉积距离，只需要一个图像传感器就可以实现磨粒铁谱图像采集。但是当油液流经在线图像可视铁谱装置时，油液中的磨粒是否沉积在沉积区，受励磁磁势，沉积流量，以及沉积区几何尺寸等沉积参数的影响。理论分析表明沉积小磨粒需要大的励磁磁势和小的沉积流量，虽然此时同时沉积大磨粒，但是由于大磨粒多沉积在沉积区入口不透光的磁极部位，对于反射光谱片影响可以忽略。反之，只有大于某一粒径的磨粒可以沉积在沉积区。鉴于沉积区域的磁感应强度和梯度与励磁磁势的关系难于计算，而且磁极和沉积部件的加工误差也会对磨粒沉积产生很大的影响，使得在线图像可视铁谱装置在应用时，沉积参数无法通过计算获得，常常发生励磁磁势过大沉积流量过小，造成沉积磨粒堆叠，或者励磁磁势过小沉积流量过大，无法沉积小磨粒，以及沉积效果接近，无法分别沉积小磨粒和大磨粒等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种基于实验的在线图像可视铁谱装置沉积参数设置方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

首先，将在线图像可视铁谱装置允许的沉积参数范围均分为m个沉积流量水平和n个励磁磁势水平，共计m×n组沉积流量和励磁磁势沉积参数，各组沉积参数试验中保持同一取样量。利用还原铁粉配置试验油样。分别使用各组沉积参数对油样进行l次铁磁性颗粒沉积，求取平均百分覆盖面积IPCA‾[jk]=Σi=1lIPCA[jk]il]]>(j∈[1，m]，k∈[1，n]，i∈[1，l])。

其次，对于一组沉积参数，选择l次沉积中最接近于平均百分覆盖面积的铁谱图片，对该铁谱图片进行二值化，并使用垂直于铁磁性颗粒链的直线将谱片分成若干块均等区域，直线切过谱片中的铁磁性颗粒及铁磁性颗粒链，将直线与铁磁性颗粒或铁磁性颗粒链相切割的长度累加，除以直线与铁磁性颗粒或铁磁性颗粒链相切割次数，由此计算铁磁性颗粒的平均等效粒径。