航空润滑油监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种航空润滑油监测装置及监测方法，该监测装置包括图像传感器和信号处理单元，图像传感器包括过油通道、主摄像头和副摄像头，过油通道用于供润滑油通过，主摄像头、副摄像头设置于过油通道的内表面上，主摄像头、副摄像头用于拍摄位于过油通道内的润滑油；信号处理单元用于接收来自主摄像头的彩色源图像、副摄像头的灰度源图像；信号处理单元还用于将同一帧的彩色源图像、灰度源图像进行预处理并融合为融合图像。上述航空润滑油监测装置及监测方法，提高了油液在线监测的准确性和稳定性，获得清晰准确的磨粒外形和尺寸，同时实现了发动机磨粒实时监测和磨粒形貌查看的功能。

【技术实现步骤摘要】
航空润滑油监测装置及监测方法
本专利技术涉及一种航空润滑油监测装置。本专利技术还涉及一种航空润滑油监测方法。
技术介绍
航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，部件需要长期工作在高速、高温、高压的环境下。其中，轴承处于发动机的中心位置，结构紧凑，转速较高，温升较快，润滑与散热的条件较差，容易发生磨损、打滑、积碳等故障；齿轮在中央传动齿轮箱(IGB)、转接齿轮箱(TGB)和附件齿轮箱(AGB)中起传递扭矩的作用，齿轮啮合部位多，承载扭矩大，容易发生齿面点蚀、胶合、磨损直至轮齿折断等故障。因此，航空发动机需要润滑油系统来润滑和冷却发动机各承力和传动部件，防止部件过早损坏，润滑油系统的性能和可靠性直接关系到航空发动机的可靠性。由于零部件磨损、失效等原因会造成零部件表面材料去除形成颗粒而进入润滑油液中，润滑油金属屑监测是通过监测润滑油系统中的润滑油液中的颗粒，来判断零部件发生故障的原因、类型和部位。润滑油金属屑监测方法分为离线检测方法和在线监测方法两种。其中离线检测方法有光谱分析法、铁谱分析法等；在线监测方法包括磁塞/磁堵测量法、磁电测量法、光学测量法等。目前航空发动机在故障监测和诊断预测方面发展迅速，离线检测技术由于其对故障反应不灵敏、采取措施较慢、难以定位故障部位等缺陷，一般用于航空发动机的定期检查和维护中，不作为机载监控的手段。在线监测中，磁塞/磁堵测量法仅限于体积较大且铁磁性较高的颗粒的监测，同时由于仅依靠控制开关的通/断不能判断磨粒形成的原因和来源，在航空发动机中仅用于故障报警；磁电测量法是目前应用较广泛的一种，是利用润滑油液中的金属屑末流经传感器后产生的磁力线或者磁通量的变化来检测金属屑的数量和种类，但这类传感器受到振动和气泡影响较大，且不能实现形态特征的区分；光学测量法多通过光学传感器技术对润滑油液中的磨损颗粒进行可视化处理，实现在线监测，但受限于传感器技术限制，存在着分辨率不足、不能自动对焦、实时性不佳等问题。其中，在线铁磁监测技术只能监测铁磁性颗粒，并且长时间捕获铁磁颗粒会造成颗粒堆叠现象。因此，目前采用的在线监测技术，受制于光学传感器的技术限制，无法实现自动对焦，成像质量较差，且无法判断金属屑形貌和形成原因，实用性和稳定性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种航空润滑油监测装置及监测方法，以解决目前的在线监测技术的成像质量较差，无法判断金属屑形貌和形成原因的问题。为解决上述问题，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供一种航空润滑油监测装置，包括图像传感器和信号处理单元，所述图像传感器包括过油通道、主摄像头和副摄像头，所述过油通道用于供润滑油通过，所述主摄像头、副摄像头设置于所述过油通道的内表面上，所述主摄像头、副摄像头用于拍摄位于所述过油通道内的润滑油；所述信号处理单元用于接收来自所述主摄像头的彩色源图像、所述副摄像头的灰度源图像；所述信号处理单元还用于将同一帧的彩色源图像、灰度源图像进行预处理并融合为融合图像。优选地，所述图像传感器包括过油管，所述过油管的内周面形成所述过油通道。优选地，所述图像传感器还包括进油管接头，所述进油管接头与所述过油管的进口相连通。优选地，所述图像传感器还包括出油管接头，所述出油管接头与所述过油管的出口相连通。优选地，所述图像传感器的过油通道设置于滑油流路上，所述滑油流路上还设有回油泵、回油滤，所述过油通道设置于所述回油泵、回油滤之间。优选地，所述图像传感器包括光源，所述光源设置于所述过油通道的内表面，所述光源与所述主摄像头、副摄像头相对设置。优选地，所述信号处理单元包括图像处理器和图像生成模块，所述图像处理器用于接收来自所述主摄像头的彩色源图像，所述图像处理器还用于对所述彩色源图像进行预处理形成彩色图像；所述图像处理器还用于接收来自所述副摄像头的灰度源图像，所述图像处理器还用于对所述灰度源图像进行预处理形成灰度图像；所述图像生成模块用于接收来自所述图像处理器的彩色图像、灰度图像；所述图像生成模块还用于将同一帧的彩色图像、灰度图像进行图像配准、图像融合，从而形成融合图像。优选地，所述信号处理单元还包括气泡去除模块，所述气泡去除模块用于去除所述融合图像或灰度图像中的气泡，形成金属屑图像。优选地，所述航空润滑油监测装置还包括颗粒统计单元，所述颗粒统计单元用于接收来自所述信号处理单元的金属屑图像；所述颗粒统计单元还用于根据所述金属屑图像统计流过所述过油通道的金属屑的数量。本专利技术还提供一种航空润滑油监测方法，包括以下步骤：拍摄过油通道中的润滑油的彩色源图像、灰度源图像；将所述彩色源图像进行预处理，形成彩色图像；将所述灰度源图像进行预处理，形成灰度图像；将同一帧的彩色图像、灰度图像进行图像配准、图像融合，形成融合图像。优选地，所述彩色源图像的预处理的方法，包括：对所述彩色源图像进行白平衡、降噪处理。优选地，所述灰度源图像的预处理的方法，包括：对所述灰度源图像进行像素分割，对所述灰度源图像的每个像素进行曝光补偿并采集灰度信息。优选地，同一帧的彩色图像、灰度图像进行图像配准、图像融合的方法，包括：将所述彩色图像、灰度图像的同一位置的像素进行配准；将同一位置的像素通过像素级图像融合法进行图像融合。优选地，将同一帧的彩色图像、灰度图像进行图像配准、图像融合，从而形成融合图像，之后，还包括：将所述融合图像中的气泡去除，形成金属屑图像。优选地，所述融合图像的气泡去除的方法，包括：使用边缘检测法对所述融合图像进行边缘检测，并提取所述融合图像中的被边缘包围的对象；对所述对象的边缘进行曲率分析；将边缘曲率始终为正且连续变化的对象从所述融合图像中删除。优选地，将所述灰度源图像进行预处理，形成灰度图像，之后，还包括：将所述灰度图像中的气泡去除，形成金属屑图像。优选地，所述灰度图像的气泡去除的方法，包括：使用边缘检测法对所述灰度图像进行边缘检测，并提取所述灰度图像中的被边缘包围的对象；对所述对象的边缘进行曲率分析；将边缘曲率始终为正且连续变化的对象从所述灰度图像中删除。优选地，获得所述金属屑图像，之后，还包括：根据所述金属屑图像，统计流过所述过油通道的金属屑的数量。优选地，根据所述金属屑图像，统计流过所述过油通道的金属屑的数量，包括：将相邻帧的若干所述金属屑图像相叠加，每个连续灰度区域为一个金属屑轨迹；设定一基准平面，所述基准平面沿所述过油通道的径向平面设置；计算穿过所述基准平面的金属屑轨迹的数量，穿过所述基准平面的金属屑轨迹的数量等于流过所述过油通道的金属屑的数量。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：上述航空润滑油监测装置及监测方法，通过双摄像头拍摄，可获得连续、完整的图像信息流和清晰的金属屑照片，提高油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空润滑油监测装置，其特征在于，包括：/n图像传感器，所述图像传感器包括过油通道、主摄像头和副摄像头，所述过油通道用于供润滑油通过，所述主摄像头、副摄像头设置于所述过油通道的内表面上，所述主摄像头、副摄像头用于拍摄位于所述过油通道内的润滑油；/n信号处理单元，所述信号处理单元用于接收来自所述主摄像头的彩色源图像、所述副摄像头的灰度源图像；所述信号处理单元还用于将同一帧的彩色源图像、灰度源图像进行预处理并融合为融合图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种航空润滑油监测装置，其特征在于，包括：
图像传感器，所述图像传感器包括过油通道、主摄像头和副摄像头，所述过油通道用于供润滑油通过，所述主摄像头、副摄像头设置于所述过油通道的内表面上，所述主摄像头、副摄像头用于拍摄位于所述过油通道内的润滑油；
信号处理单元，所述信号处理单元用于接收来自所述主摄像头的彩色源图像、所述副摄像头的灰度源图像；所述信号处理单元还用于将同一帧的彩色源图像、灰度源图像进行预处理并融合为融合图像。


2.根据权利要求1所述的航空润滑油监测装置，其特征在于：所述图像传感器包括过油管，所述过油管的内周面形成所述过油通道。


3.根据权利要求2所述的航空润滑油监测装置，其特征在于：所述图像传感器还包括进油管接头，所述进油管接头与所述过油管的进口相连通。


4.根据权利要求2所述的航空润滑油监测装置，其特征在于：所述图像传感器还包括出油管接头，所述出油管接头与所述过油管的出口相连通。


5.根据权利要求1所述的航空润滑油监测装置，其特征在于：所述图像传感器的过油通道设置于滑油流路上，所述滑油流路上还设有回油泵、回油滤，所述过油通道设置于所述回油泵、回油滤之间。


6.根据权利要求1所述的航空润滑油监测装置，其特征在于：所述图像传感器包括光源，所述光源设置于所述过油通道的内表面，所述光源与所述主摄像头、副摄像头相对设置。


7.根据权利要求1所述的航空润滑油监测装置，其特征在于，所述信号处理单元包括：
图像处理器，所述图像处理器用于接收来自所述主摄像头的彩色源图像，所述图像处理器还用于对所述彩色源图像进行预处理形成彩色图像；所述图像处理器还用于接收来自所述副摄像头的灰度源图像，所述图像处理器还用于对所述灰度源图像进行预处理形成灰度图像；
图像生成模块，所述图像生成模块用于接收来自所述图像处理器的彩色图像、灰度图像；所述图像生成模块还用于将同一帧的彩色图像、灰度图像进行图像配准、图像融合，从而形成融合图像。


8.根据权利要求7所述的航空润滑油监测装置，其特征在于：所述信号处理单元还包括气泡去除模块，所述气泡去除模块用于去除所述融合图像或灰度图像中的气泡，形成金属屑图像。


9.根据权利要求8所述的航空润滑油监测装置，其特征在于，所述航空润滑油监测装置还包括：
颗粒统计单元，所述颗粒统计单元用于接收来自所述信号处理单元的金属屑图像；所述颗粒统计单元还用于根据所述金属屑图像统计流过所述过油通道的金属屑的数量。


10.一种航空润滑油监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
拍摄过油通道中的润滑油的彩色源图像、灰度源图像；
将所述彩色源图像进行预处...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵帅，张昕，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31