[发明专利]在线图像可视铁谱反射光成像装置与方法

说明书

本发明公开了一种在线图像可视铁谱反射光成像装置与方法，对焦成像机构和反射光源被固定在流道贴近磁极的一侧，透射光源被安装在流道的另一侧，对焦成像机构和反射光源被置于励磁模块内部空间，且其中心光轴与励磁模块中心轴重合，具有结构紧促、体积小的特点；对焦成像机构和反射光源固定于连接座中，反射光源与对焦成像机构下端固定连接，连接座的底部开有矩形凹槽，用于安装磁极；透射光源是双色环形或平面光源，根据油液透光率大小，提供不同颜色透射光，通过调节透射光源和反射光源的发光强度，提高磨粒图像清晰度与像面对比度，不排油状态下，确保不同透光油液的磨粒图像可靠获取。

技术领域

本发明涉及一种设备磨损颗粒在线监测显微成像装置与方法，具体涉及一种在线图像可视铁谱反射光成像装置与方法。

背景技术

现有在线铁谱技术能够在不停机状态下实时扑捉装备磨损信息，根据磨粒浓度及视觉特征信息判断装备摩擦副的磨损严重程度，监测分析运行状态与磨损趋势，磨损数据可信度高，可指导视情维修，实现装备早期故障预防。

近年来，图像可视在线铁谱磨粒监测技术发展迅速。例如，专利“短沉积距离图像型在线铁谱装置与方法(200610041773.X)”公开了一种小体积在线图像可视铁谱探头，采用电磁铁吸附铁磁性颗粒实现采集区域内大小磨粒的有序沉积，并可以采集磨粒沉积谱图像信息，采用磨粒覆盖面积指数(Indexes of Particle Coverage Area,IPCA)反映磨粒浓度变化。专利201310141313.4及201610052551.1提出一种视频获取方式的磨粒在线监测探头，采用磨粒视频替代磨粒图像进行铁磁性和非铁磁性颗粒视觉特征信息获取，实现了机械磨损状态的实时性在线监测和氧化磨损状态的实时判断。专利“一种在线图像可视铁谱成像系统(201410206588.6)”公开了一种磨粒全视场成像装置，与专利200610041773.X相比，增大了磨粒图像视觉范围，反射光下能够获得磨粒形貌，颜色及纹理等特征信息量，提高了在线磨损监测结果判断之准确性。专利201510379282.5、201520459761.3及201520460619.0提出了一种能够实现油液中的磁性颗粒与镜头之间无油液遮挡的成像装置，采用反射光源进行图像获取，可避免不透明油液与气泡对磁性颗粒成像的干扰，消除光强度减弱对检测结果的影响。

然而，所述专利200610041773.X和201410206588.6中的流道及在线铁谱成像装置依次安装于磁极上方，透反射光需要透过油层参与成像，油液中的气泡、固态杂质干扰磨粒成像，影响图像清晰度及磨粒视觉特征提取，不排油状态下所涉及的铁谱成像装置难以获得较高清晰度磨粒图像，油液不透光沉积磨粒无法正常成像。所述专利201310141313.4及201610052551.1采用单一反射光照明，加之成像系统景深有限，油液中运动磨粒成像模糊，当油液与磨粒颜色相近或油液不透光情况下，反射光下该成像装置将丧失磨粒图像获取功能，严重影响磨损监测结果的准确性和可靠性。所述专利201510379282.5、201520459761.3及201520460619.0理论上可以消除油液和气泡对磁性颗粒成像的影响，但存在结构问题，例如成像模块被安装于两组励磁吸附部件上方的V型空间内，而两组励磁吸附部件之间存在夹角，且两者间距仅为0.1mm～4mm，受到安装空间与光学镜头工作距离限制，10～1000放大倍率下成像模块安装固定在励磁吸附部件上方将产生结构干涉，实际中是无法实现的，况且该装置中的成像模块与铁芯架垂直布置，且成像模块中装有棱镜，无法实现体积小型化；此外成像模块中采用单一反射光源，低透光油液中磨粒与背景的像面对比度低，不利于磨粒视觉信息获取。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提出了一种低透光油液的在线图像可视铁谱反射光成像装置与方法，消除油液吸收、散射对磨粒成像质量的影响，实现低透光油液的磨粒图像可靠获取；优化成像系统结构，实现在线图像可视铁谱探头结构紧促化、体积小型化；提高磨粒图像分辨率与像面对比度，实现不排油状态下磨粒视觉特征信息准确提取，本发明更适用于恶劣环境的工业现场使用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：