本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。及旁路在线监测的实时性效果不佳的问题。及旁路在线监测的实时性效果不佳的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种全流量油液动态磨粒在线监测装置
[0001]本专利技术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。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。该专利技术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。
[0006]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。
技术实现思路
[0007]为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种全流量油液动态磨粒在线监测装置，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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]作为优选，油液观察机构203包括光学观察视窗203a和油液管203c，油液管203c穿过减振环203b连接在光学观察视窗203a的左右两侧，光学观察视窗203a的下方设有提供透射光源的灯源205。
[0012]作为优选，光学观察视窗203a包括中空的圆环形石英玻璃观察管203ab 和套在其外侧的长方体石英玻璃观察窗203aa。
[0013]作为优选，观察调节机构204包括固定在圆环形石英玻璃观察管203ab 下方起定位和支撑作用的支撑块204b和连接在油液管203c两端的导片204f，机架的盖板左面板201e和盖板右面板201b上开有U型槽201ba，所述U型槽201ba中滑动连接导片204f。
[0014]作为优选，观察调节机构204还包括导柱204c和调节高度的调节螺钉 204d，导柱204c和调节螺钉204d的一端连接所述支撑块204b，另一端连接机架盖板下面板201f。
[0015]本专利技术还公开一种全流量油液动态磨粒在线监测装置的工作方法：
[0016]步骤一，接入系统：通过油液管路102依次闭环连接油液管道单元1、机械工作设备4和多自由度调节单元2，多自由度调节单元2还电性连接可见光高速相机图像采集单元3。
[0017]步骤二，被测机械工作设备4中的油液通过油液管路102流入圆环形石英玻璃观察管203ab，将相同的油液注入长方体石英玻璃观察窗203aa中。
[0018]步骤三，调节可见光高速相机图像采集单元3使可见光高速相机301的镜头202a准确对焦；调节多自由度调节单元2以调整采集的油液图像。
[0019]步骤四，可见光高速相机图像采集单元3持续对光学观察视窗内203a的油液图像进行全流量实时图像采集。
[0020]步骤五，在上述步骤四进行全流量实时图像采集的同时通过数据处理PC 工作站303对油液进行颗粒和气泡的甄别以及磨粒颗粒类型识别。
[0021]作为优选，可见光高速相机图像采集单元3的调节方法为：旋转调节镜头套筒202b的上下距离和/或滑动调节滑板202c的前后距离，以精准调节可见光高速相机301在X轴和/或Z轴上的距离，使可见光高速相机301的镜头 202a准确对焦。
[0022]作为优选，多自由度调节单元2的调节方法为：将油液观察机构203的轴线与Y轴平行，镜头202a的轴线与Z轴或X轴平行。镜头202a的轴线与Z 轴平行时，采集的油液图像为油液管的俯视图像，为油液管的磨粒整体分布图，镜头202a的轴线与X轴平行时，采集的油液图像为油液管主视图像，为不同大小磨粒的分层分布图。
[0023]有益效果：
[0024](1)本专利技术可实现在油液全流量循环状态下实时在线监测，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现象；
[0025](2)本专利技术可安装在任意具有油液润滑系统的大型复杂机械工作设备，灵活性强，实用性好；
[0026](3)本专利技术使用可见光高速相机进行动态图像获取并使用可见光高速图像采集单元进行存储和处理，磨粒成像质量好、测量精度高；
[0027](4)本专利技术的镜头调节机构可以在Z轴和X轴方向对可见光高速相机进行精确位置调节，观察调节机构可以在Z轴方向对油液管进行位置调节，最终捕获全流量油液管道不同流层上、不同磨粒的动态图像，结构简单但调节精度高、经济性好；
[0028](5)本专利技术的光学观察视窗采用在圆环形石英玻璃观察管套接采用长方体石英玻璃观察窗，能够降低圆环形玻璃管的散射，提高可见光高速相机的拍摄清本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全流量油液动态磨粒在线监测装置，包括机架，其特征在于：所述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)，所述可见光高速相机的对应拍摄位置设有油液观察机构(203)，所述油液观察机构(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)。2.根据权利要求1所述的一种全流量油液动态磨粒在线监测装置，其特征在于：所述镜头调节机构(202)包括连接所述可见光高速相机的镜头(202a)，所述镜头(202a)伸入镜头套筒(202b)中，所述镜头套筒(202b)通过调节套筒(202d)与滑板(202c)固定连接，所述滑板(202c)滑动连接所述机架。3.根据权利要求2所述的一种全流量油液动态磨粒在线监测装置，其特征在于：所述镜头套筒(202b)是由套筒内筒(202bb)与套筒外筒(202bc)通过螺纹套接而成的。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的一种全流量油液动态磨粒在线监测装置，其特征在于：所述油液观察机构(203)包括光学观察视窗(203a)和油液管(203c)，所述油液管(203c...
【专利技术属性】
技术研发人员：左洪福，刘岩，刘珍珍，姜衡，费航，丁士，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：
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