[发明专利]一种在线油液磨粒监测装置及检测方法

权利要求书

1.一种在线油液磨粒监测装置，其特征在于，包括：在线多电极层析成像磨粒传感器、激励信号源电路、信号检测滤波电路、模拟数字转换电路和计算机；

所述在线多电极层析成像磨粒传感器由多个电极构成，多个电极之间组成了电极阵列，所述电极阵列以均匀方式、且位置相对地设置在被测管道同一截面处的内壁或外壁上，其中任意两个电极可组成成像电极对；

所述激励信号源电路包括与所述电极个数相等的激励源、以及一个频率/占空比控制电路，所述频率/占空比控制电路由所述计算机控制，对各成像电极对连接的不同激励源提供不同的控制信号；所述激励源产生不同频率或占空比的激励信号，并分别输入到各个成像电极对上；所述成像电极对产生感应信号，并将所述感应信号输出到所述信号检测滤波电路；

所述信号检测滤波电路包括与所述成像电极对个数相等的信号检测电路和信号滤波电路；所述信号检测电路将所述感应信号放大输出到所述信号滤波电路；所述信号滤波电路根据激励频率对已放大的感应信号进行带通滤波并把滤波后感应信号传输至所述模拟数字转换电路；

所述模拟数字转换电路由多个A/D转换电路相连构成，所述A/D转换电路用于把所述滤波后感应信号从模拟量变成数字量，并传入所述计算机进行分析处理和成像计算；

所述计算机用于对数字量的感应信号进行信息分析处理实现了在线油路磨粒的监测。

2.根据权利要求1所述的一种在线油液磨粒监测装置，其特征在于，所述在线油液磨粒监测装置还包括：显示器和键盘，

所述键盘用于输入相关参数；所述键盘用于显示磨粒的形状、油液中磨粒的大小、个数、材质及磨粒的图像。

3.根据权利要求1所述的一种在线油液磨粒监测装置，其特征在于，所述激励信号源电路、所述信号检测滤波电路、所述模拟数字转换电路采用全差分信号传播。

4.根据权利要求1所述的一种在线油液磨粒监测装置，其特征在于，所述在线油液磨粒监测装置还包括：光电隔离模块，

所述激励信号源电路通过所述光电隔离模块连接所述计算机。

5.根据权利要求1所述的一种在线油液磨粒监测装置，所述信号检测滤波电路和所述模拟数字转换电路组成了检测部分电路，其特征在于，

所述激励信号源电路和所述检测部分电路分别使用独立的电源供电。

6.一种用于权利要求1-5中任一权利要求所述的在线油液磨粒监测装置的检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）通过软件信号相位检波对信号进行预处理，获取预处理后信号；

（2）建立图像重建模型；

（3）根据有限元规则对图像重建模型剖分区域网格节点；

（4）读取参考帧感应信号，获取参考帧；

（5）读取当前帧感应信号，获取当前帧；

（6）计算等位线滤波反投影，生成灰度图像；

（7）将当前帧作为新的参考帧，不断重复步骤（5）和（6），生成连续多帧灰度图像；

（8）判断是否存在磨粒，如果是，执行步骤（9）；如果否，流程结束；

（9）计算磨粒的数量、计算磨粒形状；计算磨粒尺寸大小；

（10）生成多频率灰度图像，并计算磨粒材质；

（11）对磨粒信息进行存储和显示，体现油液中磨粒信息和装置磨损状态。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述读取参考帧感应信号，获取参考帧的操作具体为：

选择一个电极对，通过该电极对施加激励信号，同时在其余的电极对间采集磨粒的感应信号；依次切换电极对施加激励信号，并同时在其余的电极对间采集感应信号，重复这一过程，直到所有电极对都被作为激励电极对；

将上述各组感应信号通过信号检测电路、信号滤波电路和模数转换电路传给计算机；

计算机对所有的感应信号进行编号存储，形成参考帧感应信号矩阵V_u，矩阵中的各元素编号为V_u[i][j]，表示第i个电极对激励时，第j个电极对上的感应信号。