[发明专利]一种全流量油液动态磨粒在线监测装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种全流量油液动态磨粒在线监测装置，包括机架，机架上设有调节可见光高速相机位置和精度的镜头调节机构，可见光高速相机的对应拍摄位置设有油液观察机构，油液观察机构下方连接用于固定、支撑和调节油液观察机构的观察调节机构。本发明对油液观察机构进行了改进，通过可见光高速相机对高流速下的动态磨粒图像进行实时采集，并通过调节高速相机的监测方向和精度，实现对大型复杂机械设备的润滑系统进行全流量实时高精度的在线监测，解决了离线监测的“磨粒成链”现象以及旁路在线监测的实时性效果不佳的问题。

技术领域

本发明涉及润滑系统油液监测及故障诊断领域，具体为一种全流量油液 动态磨粒在线监测装置及其工作方法。

背景技术

润滑系统是航空发动机、燃气轮机等大型复杂旋转机械系统的重要组成 部分，机械系统在运行过程中产生的磨损颗粒会留在润滑系统的油液中，工 业上常通过对机械润滑系统中的油液磨损颗粒进行监测，以判断机械系统的 运行状态，并在机械系统出现故障前进行预警。

目前，国内油液磨粒监测最常用的方法是光谱技术、铁谱技术等离线测 量方法，此类方法存在设备复杂、造价高昂、不能实时监测系统运行状态导 致故障预警延后等缺点。国内基于光学图像的监测方法通常采用微流通道监 测方法，但此方法只能应用于离线监测或微小流量的支路采样监测，因此， 此类方法存在“磨粒成链”问题以及旁路在线监测的实时性效果不佳的问题。 若应用在在线全流量监测上，则会导致监测灵敏度低下、故障检测滞后的后 果。对于全流量在线监测方法，有技术人员通过树莓派(微型电脑)进行全流量在线监测，但是受限于树莓派帧频低，当工业应用中全流量状态下油液 流速较快时，树莓派光学监测系统无法满足采集要求。

随着图像识别技术的快速发展，可见光高速相机应用日益广泛，考虑在 油液在线监测系统中使用可见光高速相机对大型复杂机械设备油液润滑系统 高流速下的动态磨粒图像进行实时采集，进而对大型复杂机械设备的润滑系 统进行全流量实时在线监测并进行故障预警，提出一种比较完善的适用于实 际工业环境的基于可见光高速相机的全流量油液动态磨粒在线监测系统是十 分重要的。

公布号为CN 108680579 A的中国专利于2018.10.19公开了一种“基于机 器视觉的起重机液压油污染在线监测装置及方法”，通过图像采集单元对滤膜 位置的拍摄，在起重机液压缸停止工作之际可以快速精确的测出液压油液的 污染程度。该发明使用相机对图像进行采集，但是针对的是滤膜位置，解决 的问题也局限于液压油液的静态采集，检测滞后，实时性差。

公告号为CN 103541951 B的中国专利文件于2015.09.16公开了“液压油 污监测系统”，通过分析处理装置实时监测油污染的情况，公开了分析处理装 置为传感器，相较于可见光高速相机监测方法不够直观，并且不能够任意调 节监测的角度和方向，监测到的数据单一。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种全流量油液动态磨粒在线监测 装置及其工作方法，旨在通过高速相机对油液润滑系统高流速下的动态磨粒 图像进行实时采集，通过调节高速相机的监测方向和精度，以及油液观察机 构的改进，实现对大型复杂机械设备的润滑系统进行全流量实时高精度的在 线监测。

一种全流量油液动态磨粒在线监测装置，包括机架，机架上设有调节可 见光高速相机的位置和精度的镜头调节机构202，可见光高速相机的对应拍摄 位置设有油液观察机构203，油液观察机构203下方连接用于固定、支撑和调 节所述油液观察机构203的观察调节机构204。

作为优选，镜头调节机构202包括连接可见光高速相机的镜头202a，镜 头202a伸入镜头套筒202b中，镜头套筒202b通过调节套筒202d与滑板202c 固定连接，滑板202c滑动连接机架。

作为优选，镜头套筒202b是由套筒内筒202bb与套筒外筒202bc通过螺 纹套接而成的。