[发明专利]船闸启闭机大型开式齿轮润滑状态监测方法

说明书

本发明公开了船闸启闭机大型开式齿轮润滑状态监测方法，包括：在齿轮运行时使用红外热像相机获取齿轮齿面RGB图像和热像图；对齿面RGB图像和热像图进行分割，得到完整且单一的纯齿面RGB图像和纯齿面热像图像；对纯齿面RGB图像，采用预设的算法筛选出疑似缺油区域；对纯齿面热像图进行分析获取特征数据；根据疑似缺油区域对应的热像图特征数据，按照预设的逻辑判定步骤判定相关区域缺油程度；得到缺油区域位置和缺油程度等级，采取相应措施。本发明可实时监测、精准判断齿面润滑效果，极大的减少了设备磨损和润滑油损耗，降低了人工成本。

技术领域

本发明涉及润滑油状态监测领域，具体涉及一种船闸启闭机大型开式齿轮润滑状态监测方法。

背景技术

船闸人字门一般采用大型开式齿轮传动来控制人字门开启与闭合，开式轮齿的润滑是确保船闸安全运行的重要工作内容。开式齿轮一般用于大型重载传动场合，完全暴露在外面，齿面容易磨损，因此需要保持比较好的润滑状态。开式齿轮的润滑一般通过在齿面涂抹润滑脂，跑合数分钟后形成润滑油膜来保护，油膜厚度一般小于5μm。随着开式齿轮运行时间越来越久，油膜会慢慢变薄甚至破损，当油膜破损严重时会失去润滑效果，增大齿面点蚀的风险。因此需要准确判断开式齿轮的润滑状态，及时补油避免设备磨损。

传统工业环境下大型开式齿轮是否需要补油，是通过工程师根据现场观察和自身经验来进行判断，其判断无法对缺油程度、缺油区域给出定量判断，因此为了确保润滑效果通常采用定期全齿面涂抹的方式补油，往往会造成润滑脂大量浪费。且传统方法需要具有一定经验的人工定期巡检做出判断，人工劳动强度较大，无法实现在线实时监测和判断。

因此，有必要研究一种实时、在线、准确的大型开式齿轮润滑状态监测方法。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种船闸启闭机大型开式齿轮润滑状态监测方法，在齿轮运行时采集齿轮的RGB图像和热像图，利用连通域提取算法确定图像中的疑似缺油区域，从对应的热像图中得到疑似缺油区域的热度分布特征数据，判断疑似缺油区域的缺油程度。

本发明的技术方案是船闸启闭机大型开式齿润滑状态监测方法，包括以下步骤：

步骤1：在齿轮运行时使用红外热像相机获取齿轮齿面RGB图像和热像图；

步骤2：对步骤1中获取的齿面RGB图像和热像图进行分割，得到完整且单一的纯齿面RGB图像和热像图像；

步骤3：对步骤2中的纯齿面图像，采用预设的算法筛选出疑似缺油区域；

步骤4：对步骤2中的纯齿面热像图进行分析获取热度分布特征数据；

步骤5：根据疑似缺油区域对应的热像图的热度分布特征数据，按照预设的逻辑判定步骤判定相关区域缺油程度；

步骤6：根据步骤5判定的相关区域缺油程度，确定缺油区域位置和缺油程度等级，根据不同缺油等级给出相应提示。

所述步骤3中，筛选出疑似缺油区域的预设算法步骤如下：

步骤3.1：将步骤2获得纯齿面图像灰度化，得到纯齿面灰度图像；

步骤3.2：使用最大类间方差法自适应阈值分割步骤3.1中的灰度图像得到二值图像；

步骤3.3：对二值图像进行腐蚀操作后再进行膨胀操作，去除图像噪声，使用孔洞填充得到较为完整的黑白连通域；

步骤3.4：设定阈值T₁，检索图像中所有白色连通域，将像素点小于T₁的连通域剔除，剩下面积比较大的白色连通域；

步骤3.5：根据步骤3.4中得到剩下白色连通域的位置坐标，在灰度图中标记出对应区域；

步骤3.6：计算步骤3.5中标记区域的梯度值图像；