[发明专利]航空发动机滑油磨粒在线检测系统

权利要求书

1.一种航空发动机滑油磨粒在线检测系统，其特征在于，包括位于上层的三维成像模块和位于下层的痕量金属分析模块；

所述三维成像模块用于对油液磨粒检测区上的滑油样品进行照射并对其中的磨粒进行三维成像，所述痕量金属分析模块用于对样品池中的磨粒进行金属成分分析；

所述油液磨粒检测区与所述样品池为串联连接，所述航空发动机中的滑油样品被蠕动泵送入所述磨粒成像检测区，再通过连接管道流入所述样品池，完成检测后所述滑油样品从样品池的出口流出。

2.根据权利要求1所述的航空发动机滑油磨粒在线检测系统，其特征在于，所述三维成像模块包括：光源子模块、分束器、采样子模块、第一相位调制子模块和探测子模块；

所述光源子模块发出的平行光束入射至所述分束器被分为第一反射光束和第一透射光束；所述第一反射光束入射至采样子模块对所述磨粒成像检测区进行线形照明后得到带有所述待测滑油样品中磨粒信息样品光束原路返回至所述分束器；所述第一透射光束入射至第一相位调制子模块经过相位调制后形成参考光束原路返回至所述分束器；

所述样品光束和参考光束在所述分束器的出射位置处发生干涉后形成干涉光束入射至所述探测子模块得到干涉光谱信息。

3.根据权利要求2所述的航空发动机滑油磨粒在线检测系统，其特征在于，所述痕量金属分析模块包括：石墨盘电极、石墨棒电极、光纤、第二准直镜、第二相位调制子模块和成像子模块；

所述石墨盘电极垂直于所述样品池进行放置，所述石墨盘电极的底部与所述样品池中的滑油样品进行部分接触；

所述石墨盘电极的顶部与所述石墨棒电极之间设置有放电间隙；

当所述石墨盘电极进行旋转运动时，位于所述样品池中的滑油样品被所述石墨盘电极带到所述放电间隙处，通过在两个电极间施加高压交流电，使所述滑油样品中的金属磨粒被等离子化产生辐射光束；

所述辐射光束被所述光纤收集后传输至所述第二准直镜，经所述第二准直镜的准直后变为平行光束入射至所述第二相位调制子模块；

所述第二相位调制子模块用于将所述辐射光束进行相位调制后形成具有N×N个干涉通道的干涉光场；

所述干涉光场入射至成像子模块后得到干涉图像阵列，对所述干涉图像数据进行傅里叶变换等干涉数据处理，即可获得所述辐射光束的光谱信息，进而实现油样磨粒的成分分析。

4.根据权利要求2所述的航空发动机滑油磨粒在线检测系统，其特征在于，所述光源子模块包括：宽带光源和第一准直镜；所述宽带光源为近红外线光源，所述宽带光源发出的宽谱段低相干光束经所述第一准直镜的准直后变为平行光束。

5.根据权利要求4所述的航空发动机滑油磨粒在线检测系统，其特征在于，所述采样子模块包括扫描反射镜和物镜；所述扫描反射镜用于对所述滑油样品进行扫描，所述扫描反射镜为矩形并以其对称轴为旋转中心进行转动，所述矩形中心与所述物镜的像方焦点重合，所述物镜采用物方远心光路设计；

所述第一反射光束经过所述扫描反射镜的反射和物镜的汇聚后对所述磨粒检测区上的滑油样品进行线形照射，产生带有待测滑油样品中磨粒信息的散射回波，即得到样品光束原路返回到所述分束器；

所述油液磨粒检测区采用对成像波长透明的材料制成，截面为长方形。

6.根据权利要求5所述的航空发动机滑油磨粒在线检测系统，其特征在于，所述第一相位调制子模块包括：聚焦镜和相移微镜；

所述相移微镜采用MOEMS工艺进行制作，由阶梯组成，阶梯表面镀有反射膜，每个台阶对应一个相位调制通道，每个相位调制通道的光束在相移微镜的调制作用下经过不同的光程；

所述聚焦镜为像方远心光路设计；

所述第一透射光束经过所述聚焦镜的折射后会聚到所述相移微镜，经不同空间位置的阶梯面的反射后作为参考光束原路返回至所述分束器。