[实用新型]基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及通过检测流体中磁性颗粒来分析判断机械设备运行状态的技术，具体涉及基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器。

背景技术

一般而言，用于在线监测分析判断设备润滑磨损状态的常用技术是铁谱油液监测技术。铁谱油液监测技术出现于20世纪70年代，通过对在用润滑油中的铁磁性颗粒进行沉积和分析，监测设备的运行状态与磨损趋势，判断磨损机理，实现装备早期故障预防，减少故障损失，具有性能稳定、可靠、抗干扰能力强等优点。

铁谱油液监测技术分为离线铁谱监测技术和在线铁谱监测技术。离线铁谱监测技术是一种非实时监测方式，需要将设备润滑油送到实验室，使用分析铁谱仪制成谱片后在铁谱显微镜下人工分析，或使用直读铁谱仪获取有序沉积颗粒的特征数值，油液耗损量大，油液取样过程控制严格，代表性油液获取难度大，分析周期长，各环节受到人的影响因素多，分析结果实时性、客观性和准确性难以保证。现有的在线铁谱仪会出现严重的颗粒堆积，很难判断出颗粒的大小，只能大概地根据遮光的阴影面积进行分析；在获取到颗粒后需停油进行观察，且隔着空气及厚薄不一的油膜折射，会改变颗粒的外观成像，使颗粒的颜色及纹理不能清晰地成像在成像器件上；而且调焦不方便，使得颗粒成像容易出现模糊。

为了获得更清晰的颗粒图像，国外目前采用的是基于显微镜的三维表面数据采集。主要应用的设备有原子力显微镜、激光共焦扫描显微镜等。虽然这些器件使得测量的精度得到了提高，但是其本身成本也高，而且在故障诊断的工程中应用较困难，受到观察环境和相关配件的限制大，从而影响表面数据的采集以及后续的合成处理、分析。

发明内容

本实用新型为了解决现有技术所存在的技术问题，设计了基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器，其特点在于通过吸附模块将颗粒吸附于同一平面上，获得不同焦平面的图像以进行合成处理，生成清晰、稳定的三维数字颗粒图像。

本实用新型生成装置采用如下技术方案来实现：基于励磁吸附的三维数字颗粒图像生成装置，包括成像模块、吸附模块、图片处理模块及透光片，图片处理模块与成像模块连接；成像模块和吸附模块设置在透光片的同一侧，透光片设置在流道上表面，透光片位于成像模块的光路中心；透光片位于吸附模块通电后所产生的磁场中，吸附模块将磁性颗粒吸附到透光片下方；成像模块设有用于调节焦距以获得不同焦平面图像的调焦机构；所述图片处理模将不同焦平面图像合成处理为三维数字颗粒图像。

所述成像模块及透光片均设有两组，分别对称设置在流道的两侧。

本实用新型可在线或离线使用，吸附模块通电后产生磁力，吸引油道中的磁性金属颗粒沉积在透光片下方油道的同一平面上，可实现稳定的磁性金属颗粒三维成像；经过有序调节焦距后，成像器件获取油道中透光片下的不同焦平面的磁性金属颗粒图像，再通过合成运算，重构磁性金属颗粒的三维数字图像。与现有技术相比，本实用新型的优点及有益效果在于：

1、根据观察颗粒的大小可使用不同景深的透镜组，使得油道原有背景采集效果均一，不会干扰到颗粒成像，被吸附到透光片下的磁性颗粒可不需要停止油液的流动进行观察；运动中的油液可实现油液与颗粒的相对稳定性，可避免磁性颗粒的扎堆沉积。

2、基于励磁吸附原理，通过控制吸附模块的电流，实现油液中金属颗粒的吸附或释放。油液中磁性金属颗粒在磁力的作用下，克服重力作用被向上吸附到透光片下方油道内壁上，而非磁性金属颗粒则停留在油液中，从而滤掉非磁性金属颗粒，在沉积面上得到纯净的磁性金属颗粒。

3、被吸附的颗粒沉积在透光片下方油道内壁的同一平面，颗粒成像时能有效避免油液或空气的隔离，从而更加清晰地检测颗粒的大小、颜色以及纹理。

4、能获得油液中磁性金属颗粒在不同焦平面的图像数据，再将不同焦平面的图像合成处理，生成磁性金属颗粒的三维数字图像，以便对颗粒的形态等进行观察，并据此分析判断出设备的运行状态。其中，不同焦平面的三维图像可通过方便操作、稳定紧凑的调焦机构来获得。

5、控制流体的运动速度及励磁磁力的大小，可获得不同尺寸大小的磁性颗粒。油道入口较大，在加油泵或不加泵情况下也能使油液顺利通过。

附图说明

图1是根据本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2是根据本实用新型另一种实施例的结构示意图；

图3是根据本实用新型的调焦机构示意图；

图4是本实用新型中合成不同焦平面的示意图。