[发明专利]一种适用航空滑油磨损颗粒信息快速检测系统及方法

权利要求书

1.一种适用航空滑油磨损颗粒信息快速检测方法，其特征在于，其在适用航空滑油磨损颗粒信息快速检测系统上实现，该适用航空滑油磨损颗粒信息快速检测系统包括：激光诱导击穿机构、激光照射机构、石英管道、泵、流体槽、光谱采集分析机构以及成像处理机构；其中，

所述石英管道、泵及流体槽三者通过导管形成连通的回路，且所述回路中循环流动有航空润滑油微纳米颗粒试样；其中，所述航空润滑油微纳米颗粒试样包括颗粒尺寸范围在纳米量级到100μm量级之间的多种金属颗粒；

所述激光诱导击穿机构位于所述石英管道的一侧，且包括依序设置的脉冲激光器、第一扩束系统和透镜；其中，所述脉冲激光器，用于输出高能激光脉冲；所述第一扩束系统，用于将所述脉冲激光器产生的高能激光脉冲进行扩束；所述透镜，用于将扩束后的高能激光脉冲聚焦至所述石英管道中并与所述石英管道中流动的航空润滑油微纳米颗粒试样相互作用，产生等离子体；

所述激光照射机构与所述激光诱导击穿机构位于所述石英管道的同一侧，且包括依序设置的普通激光器和第二扩束系统；其中，所述普通激光器，用于输出连续可见激光；所述第二扩束系统，用于将所述普通激光器产生的连续可见激光进行扩束；

所述光谱采集分析机构位于所述石英管道的另一侧，并与所述激光诱导击穿机构相对设置，且其包括依序设置的光谱采集装置和光谱分析仪；其中，所述光谱采集装置，用于采集所述激光诱导击穿机构与所述石英管道中流动的航空润滑油微纳米颗粒试样所产生的等离子体的光谱；所述光谱分析仪，用于接收所述光谱采集装置采集到的等离子体的光谱，并通过对所述等离子体的光谱进行定性分析和定量分析，得到所述航空润滑油微纳米颗粒试样中各金属元素成分以及各金属元素含量；

所述成像处理机构与所述光谱采集分析机构位于所述石英管道的同一侧，并与所述激光照射机构相对设置，且其包括依序设置的接收屏和CCD成像装置；其中，所述接收屏，用于采用面阵CCD采集所述激光照射机构照射所述石英管道中流动的航空润滑油微纳米颗粒试样后所形成的散斑图像和金属颗粒阴影图像；所述CCD成像装置，用于接收所述接收屏采集到的散斑图像和金属颗粒阴影图像，并利用图像处理软件处理所述散斑图像来获取金属颗粒的运动速度信息，以及通过光学成像关系对所述金属颗粒阴影图像进行颗粒尺寸识别来得到各金属元素颗粒的实际尺寸大小；

该检测方法包括以下步骤：

配置航空润滑油微纳米颗粒试样；其中，所述航空润滑油微纳米颗粒试样包括颗粒尺寸范围在纳米量级到100μm量级之间的多种金属颗粒；

开启泵，使得所述航空润滑油微纳米颗粒试样在石英管道、泵及流体槽三者由导管形成的连通回路上循环；

开启激光诱导击穿机构，将脉冲激光器产生的高能激光脉冲经过第一扩束系统扩束后，由透镜将扩束后的高能激光脉冲聚焦至所述石英管道中并与所述石英管道中流动的航空润滑油微纳米颗粒试样相互作用，产生等离子体；

通过光谱采集分析机构中的采集所述激光诱导击穿机构与所述石英管道中流动的航空润滑油微纳米颗粒试样所产生的等离子体的光谱，并通过光谱分析仪接收所述光谱采集装置采集到的等离子体的光谱进行定性分析和定量分析，得到所述航空润滑油微纳米颗粒试样中各金属元素成分以及各金属元素含量；

开启激光照射机构，将普通激光器产生的连续可见激光经过第二扩束系统扩束后，照射所述石英管道中流动的航空润滑油微纳米颗粒试样；

通过成像处理机构中的光谱采集装置采用面阵CCD采集所述激光照射机构照射所述石英管道中流动的航空润滑油微纳米颗粒试样形成的散斑图像和金属颗粒阴影图像，并通过CCD成像装置处理所述散斑图像来获取金属颗粒的运动速度信息，以及利用光学成像关系对所述金属颗粒阴影图像进行颗粒尺寸识别来得到各金属元素颗粒的实际尺寸大小。