油液在线监测技术研究进展

油液在线监测技术是机械故障智能诊断的重要发展方向,传感器作为其关键元件,发挥着重要作用。对油液在线监测的粘度传感器、水分传感器、磨粒传感器以及多传感器集成的国内外研究进展进行了介绍。从电磁法、静电法、电感法、图像识别几个方面对磨粒测量与分析的国内外研究进行了介绍。提出了现阶段存在的不足,对油液在线监测的未来发展之路进行了展望。     

一种新型油液水分报警器的研究与开发

设备润滑状态的好坏主要是由油液的物理化学性能决定的,能反映油液物理化学性能的指标有很多,因水分会促使油液乳化、氧化变质,导致油液油膜强度降低、油质变化,使润滑效果变差,故水分含量是油液理化重要指标参数,油液中水分含量检测已广泛应用到油液的离线、在线检测中,实时、准确地对油液中水分含量检测,可及时跟踪设备润滑的状态,降低设备故障率、减少设备维护成本。重点研究与开发了一款基于STM32F303CBT6平台的油液水分报警器,并开展了报警器在线与离线对比测试试验,试验结果表明：该款新型油液报警器能够实时、准确显示出油液水分含量,同时满足报警功能,可实现对设备润滑出现的问题提前预警。     

综合在线监测技术在轴承故障诊断中的应用研究

基于滚动轴承加速寿命试验台和综合在线监测技术,实现了轴承全寿命周期内振动及其润滑系统的油液品质和磨粒的在线监控。结果表明:轴承性能的退化直接导致了润滑油品质的劣化和金属磨粒的出现;通过对在线监测诊断数据的合理评估和系统分析,解释了油液品质参数的演变趋势,并结合轴承振动信号的RMS值,探究了滚动轴承性能与油液品质的关联性;油液综合在线监测技术能快速、准确地实现设备的早期隐患预警,进而为机械设备的视情维修和寿命预测提供参考依据。     

电涡流式油液磨粒监测传感器的研究

近年来,油液监测技术领域的研究和开发的热点集中在油液在线监测方法上。为此提出一种电涡流式基于PCB平面线圈传感器的油液磨粒监测方法,首先通过电磁仿真软件Maxwell进行平面线圈的电磁仿真,获得最优PCB平面线圈的结构设计;然后采用电桥法设计了传感器测量电路,运用模数转换原理设计了信号调理电路;最后制备了此传感器。经过试验,其结果表明:该传感器具有良好的线性度及灵敏度。该研究为微型传感器加入油液磨粒监测技术提供一种可行的方法,不仅缩小了传感器体积,而且降低了监测成本。     

基于小波变换的油液金属颗粒检测算法研究

为了实时掌握发动机滑油系统的磨损状况,需要在线监测系统连续监测发动机内部磨损情况.随着发动机的工作时间与磨损状态的不同,其金属磨粒的浓度、成分、尺寸等参数均发生不同的变化.因此,滑油油液中金属颗粒参数的变化可以作为重要指标来反映发动机的磨损状态,需要专门的传感器系统进行实时在线监测.但由于使用环境等因素影响,往往会使油液金属颗粒信号包含噪声,对信息检测造成影响.提出一种基于小波变换的油液金属颗粒检测算法,充分利用小波变换对时域和频域的良好局部化性质以及多分辨率分析的特点,并结合发动机实际工况下的信号特征对信号进行降噪及检测,并对算法进行了实验验证.结果表明,该算法可以有效地实现信号降噪及检测.     

基于电容传感的滑油磨粒监测技术研究进展

航空发动机内部旋转部件等区域的磨损,是造成其故障的重要原因.磨损所产生的磨粒是旋转部件磨损状况的重要信息载体,对滑油磨粒进行在线监测,不仅能够掌握滑油系统的健康状态,而且能诊断和评价滑油流经的旋转部件的磨损状况.电容传感器因其结构简单、集成度高、灵敏度高等优势,在滑油监测领域具有应用前景.主要介绍了基于电容测量原理的不同类型传感器及相应的检测技术,并论述了不同类型电容传感技术的优缺点,综述了基于电容传感的滑油监测技术的研究现状.在此基础上展望了滑油磨粒电容传感技术未来发展方向,提出应从环境因素、多维度信号特征提取、磨粒监测收集分析一体化和预测发动机损伤情况等方面进行重点研究,旨在进一步提高滑油磨粒电容传感技术的成熟度以实现工程应用.     

三线圈电感式油液金属磨粒检测系统

机械传动金属磨粒可以反馈机械设备故障的特性,针对机械传动系统故障在线检测需求,提出了一种三线圈电感式金属磨粒检测系统;通过建立传感器数学模型,对影响传感器金属探测灵敏度的参数进行仿真,结合传感器实际使用情况求出最优解;通过设计励磁信号源模块、调幅模块、信号调理模块等电路并结合上位机对油液中的金属磨粒进行检测;经孔径为8 mm的流道的实验测试,实现了500μm铁磨粒及1 000μm铜磨粒的检测精度;该系统为发动机中金属磨粒的检测提供了技术支持,对故障预防与诊断具有重要意义。     

基于深度学习的航空发动机滑油磨粒检测研究

针对滑油中磨粒形状复杂且尺寸大小不一,传统滑油磨粒检测方法存在时效性差、检测尺度小、精度低、非铁磁性磨粒不能检测等缺点。本文设计了一种基于深度学习的航空发动机滑油磨粒检测方法。基于连续流微流控芯片的滑油图像采样方法,构建滑油图像采样系统;设计图像增强方法,进行图像数据增强消融试验研究,针对YOLOv3模型和Faster RCNN模型进行精度测试,结果表明消融试验后的YOLOv3模型检测能力明显优于Faster RCNN模型;为减少消融后YOLOv3模型的误检率,提出SER算法以优化该模型的推理置信度阈值。研究结果表明滑油磨粒检测方法可解决传统测试中存在的问题,且在0.35的置信度阈值下, YOLOv3模型的检测结果能够达到94.2%的召回率和95.9%的精确度。     

反射式光强调制型光纤油液污染度传感器

介绍利用光线通过污染油液后的强度变化所调制的反射光功率信号传输、耦合至光接收器，获得与油液污染度有关的输出信号的光强调制原理的传感器。该传感器系统测量精度较高、快速、环境适应性较强，体积小巧，可安装在移动设备上，实现对油液污染状态的在线检测。     

基于介电常数测量的新型在线油液监测传感器

介绍了一种基于介电常数测量的油液在线监测电容传感器,设计了微小电容检测的软硬件系统,并以此为基础开发了油液在线监测实验系统.对不同铁粉含量润滑油进行的检测实验表明:该传感器可以有效区分不同铁粉含量的润滑油液.进一步实验研究了温度、滑油压力对传感器特性的影响规律,结果表明:温度、压力与传感器电容值之间近似呈线性关系,即温度、压力对润滑油介电常数的影响近似呈线性关系,通过最小二乘拟合得到了传感器电容值随温度、压力的变化曲线,可为基于介电常数的在线油液监测提供参考.     

光阻法油液污染度检测传感器的设计与实现

为满足大型装备液压系统对油液污染度精确检测的需求,设计了一种光阻原理的油液污染度在线检测传感器.基于对流体状态的分析,设计了过流池阀块.根据所选器件的光电特性设计了光电转换、粒径分拣、脉冲统计等功能电路.通过反卷积方式设计了颗粒脉冲门限电平的判别模型,并将油污传感器和离线仪器的检出结果进行了偏差比对测试.实验结果表明研...     

变压器油中微水含量在线监测系统研究

传统的测量变压器油中微水含量的方法存在着设备昂贵、准确度低等缺陷,在深入研究油中微水含量与相对湿度关系之后,提出了利用油的相对湿度间接测量油中微水含量的方法,并基于此方法设计了变压器油中微水含量在线监测系统。经过大量的稳定性与准确性实验,证明本测试仪测量精度高,操作简单,不需要任何试剂,符合现场实际运行的要求,为变压器维护人员分析变压器的运行状态提供可靠的依据。     

基于PC104的输油管道泄漏检测定位系统

针对目前管道在线监测用电功率大、网络通信不稳定和系统时间不同一的缺陷,设计了一种基于嵌入式PC104的管道泄漏检测定位系统。应用GPS授时技术和局域网连接中心PC与远程监测终端,详细分析了其系统检测原理、硬件结构和软件设计方案。通过实际测试和应用表明:该系统运行稳定,低功耗,且保证了远距离数据传输的完整性、可靠性和实时性,能够对管道泄漏进行正确的识别,并做出准确的定位。     

航天器热试验电源健康管理系统的设计与实现

航天器热试验对程控电源的数量需求规模较大,电源以机柜阵列形式进行配置,其运行状态的稳定性将直接影响试验的安全性与可靠性。本文对热试验用程控电源的健康管理技术进行研究,以Agilent N5750型电源为研究对象,基于程控电源历史故障类型分析,对程控电源故障检测技术进行研究,并结合电源冗余切换技术,设计电源在线切换装置。通过试验验证,该系统能够快速实现在用电源的故障检测定位,并能够在秒级时间内完成故障电源向备用电源的在线切换,系统全部工作周期小于3s,实现了控温系统大规模电源阵列的智能健康管理,提高了航天器热试验控温系统的运行可靠性。     

基于层次分析法的停电试验与不停电检测技术等效性分析模型

为了评价停电试验与不停电检测技术的等效性,提出了一种基于层次分析法的停电试验与不停电检测技术等效性分析模型。首先根据两种技术的状态量获取过程确定了准确度、有效性与故障检出能力组成的准则层,以及数据数值准确度等七个指标构成的指标层。采用层次分析法计算各指标权重系数,建立了双层次的等效性评价指标体系。根据各指标层中各指标性质,确定各个指标层指标的量化方法及归一化计算方法。针对不停电检测和停电试验的数据数量不相等、时序不匹配的特点,提出了数据三次样条插值拟合后再取值的数据预处理方法,最终建立等效性分析模型。实例分析表明该模型可以减少人为干预,综合状态量数据获取的主要阶段来评价不停电检测对停电试验的等效性。     

Harris角点检测在电力设备状态监测中的应用

人们对电力设备的要求逐渐提高,电力设备的带电检测、在线监测、巡检和试验、运行工况、环境等是电力设备状态监测和评估发展的必然趋势。由于一些大型电力设备长期工作在户外恶劣的环境下,随着时间的推移,其性能会下降并逐渐降低用电可靠性。为了更好地实现对电力设备的监测并保证电力系统的正常运行,针对常见电力设备运行中出现故障的特点,该文采用Harris角点检测监控电力设备状态的方法来对电力系统中的运行设备进行监测。该方法将摄像头搜集的实时图像和正常运行的电力设备状态进行比较,根据比对采集到的图像焦点特征来判断正在运行的电力设备是否发生故障,以便于电力设备监测的工作人员及时采取合理的处理措施对已故障的设备进行保养和维护。该方法不仅减轻了维修人员的工作负担,还减少了因设备故障导致的用电事故,从而大幅度提高了电力系统的安全性和稳定性。     

模糊度算法融入新型结构实现输变电设备油温监测

输变电设备内油温的高低是电力设备能否正常运行的关键。针对输变电设备运行的特征,设计了油温监测的硬件结构,以及输变电设备内部油温检测的整体框架;在输变电设备运行中融入模糊度算法,从中提取出油温诊断信息,估算出局部油温发生异常的信息;通过采用模糊理论中的最大隶属度原理,融入模糊数学方法,计算出油温信息的模糊度,实现了油温的估计与评测。试验数据表明,该技术方案监测准确度较高,散热效果好。