RFID无损检测方法及在油液磨粒监测中的应用

对一种低成本的利用电磁波传输特性对油液中铁磁性磨粒进行监测的方案进行了前期研究。 首先建立了油液磨粒模型,并针对磨粒相关参数对电磁波传输特性的影响进行了仿真,仿真结果显示磨粒含量与电磁波传输特性具有明显的相关性。然后利用射频识别对磨粒含量的影响进行了试验验证,试验结果显示磨粒含量可以影响电磁波传播特性,与仿真结果相符。     

主成分分析在柴油机润滑油磨粒分析中的应用

针对船舶柴油机在用润滑油中的磨损监测问题,对某船队14台同型号柴油机在用润滑油进行监测,取得在用润滑油油样共计105个;利用油料发射光谱技术测量21种典型元素的含量,利用铁量仪和磁力方法测量铁磁性磨粒总量。从105个油样中选取铁磁性磨粒质量分数大于0的油样以及Fe元素质量分数大于平均值的油样共计18个。利用滤膜法分析18个油样的非铁磁性磨粒(大于10μm),统计了非铁磁性磨粒的最大尺寸和平均尺寸。采用主成分分析法对18个油样的发射光谱数据、PQ值、磁力值、非铁磁性磨粒的尺寸最大值和平均值进行分析。结果表明:主成分分析法可以综合多项磨粒监测参数对柴油机的磨损状态进行聚类。经滤膜图像分析验证,该聚类结果具有可靠性。     

铁谱技术中非铁磁性磨损颗粒的监测研究

在使用铁谱技术进行机械工况监测过程中，由于铁谱仪的磁场很难收集到摩擦副产生的非铁磁性磨损颗粒，往往会导致监测结果产生偏差或不正确。以钢一铜试件对磨后获得的油样为例进行铁谱对比实验，研究了磁流体在非铁磁性磨粒监测方面的应用。结果表明，在磁流体的作用下，油液中的非铁磁性磨粒将被磁化而有效沉积到铁谱片上，从而使油液的监测分析结果更为全面和准确。此外，介绍了磁流体的组成，分析了磁流体使非铁磁性磨粒磁化的机理。     

基于巨磁电阻传感器的油液铁磁性磨粒检测研究

针对油料原子发射光谱仪对大于10μm的磨粒检测效率不高,不能有效反映油液磨粒浓度的问题。通过检测经特定磁场磁化和聚集后油样中铁磁性磨粒剩余磁场的大小,来反映油样中铁磁性磨粒浓度大小的方法,利用巨磁电阻磁场传感器,设计一种油液铁磁性磨粒检测装置。该检测装置对同一油样的检测具有较好的重复性;对浓度和尺寸分布均不同的铁磁性磨粒油样,其检测结果并没有因尺寸分布的不同而出现明显的差别。该油液磨粒检测装置可以克服原子发射光谱仪对铁磁性大磨粒检测效率不高,不能有效反映油样铁磁性磨粒浓度的缺点。     

某型柴油机润滑油磨粒定量分析实验研究

在某型船用柴油机400 h可靠性试验过程中,综合运用铁量仪、磁力法、油料原子发射光谱仪对试验各阶段油样磨损颗粒进行定量检测。试验进行约360 h时,发现润滑油中磨粒含量明显增加,判断柴油机发生了异常磨损。及时将柴油机停机,进行拆机检修,发现轴承等部件磨损严重,验证了油液分析结果。分析对比了上述磨粒检测方法的特点,给出了切实可行的磨粒监测建议。     

颗粒污染的双离合变速箱磨粒分析与故障评估

对发生液压阀卡滞的双离合变速箱油液进行磨粒分析，利用铁谱分析仪收集分析油液中磨粒特征，发现铁谱片收集的磨粒尺寸较小，对非铁磁性磨粒的收集能力较弱。为了实现对油液中大粒径磨粒和非铁磁性磨粒的分析，提出一种油液磨粒的综合检测方法。该方法首先利用激光粒度分析方法得到磨粒粒径分布图，从而判断油液中是否存在异常粒径颗粒，再通过滤膜谱片技术收集大粒径磨粒，并通过光学显微镜初步判断颗粒的磨损类型和种类，最后通过X射线荧光光谱分析和扫描电镜-能谱分析方法确定磨粒的具体元素成分，确定磨粒的种类。实例分析结果表明，该方法可有效判断双离合变速箱油液中引起液压阀卡滞的异常粒径磨粒的来源、零部件的磨损类型和磨损程度，也能确定磨粒的物质成分，为变速箱故障预防和产品改进提出了新方法。     

基于GMR磁传感器的油液铁磁性磨粒在线监测实验研究

为实现对油液中铁磁性磨粒的在线监测,设计搭建一套在线监测装置;基于GMR磁传感器芯片可有效检测微弱磁场的特点,利用GMR磁传感器监测单个铁磨粒被磁化后的剩余磁场;采取"模拟在线"的形式,从GMR磁传感器输出的磁场信号中获取磨粒信息。通过优化装置和试验参数,研究温度、磨粒运动速度对测试系统输出结果的影响,探讨传感器的磨粒检出能力及检出结果的一致性。试验结果显示:在95℃以内的温度和5 cm/s以内的磨粒运动速度条件下,传感器的输出值基本不受影响;运动速度一定时,装置对不同粒度的磨粒输出一致性良好。试验初步表明了GMR磁传感器可用于油液铁磁性磨粒的在线监测,可有效检测出尺寸在75μm以上的铁磨粒。     

支持向量机在油液磨粒在线监测系统中的应用

在发动机油液在线监测系统中,运用支持向量机的方法对油液中的磨粒进行分类识别,并结合运用最近邻法对分类器的训练过程进行优化;其中基于支持向量机的磨粒分类器的输入为磨粒的主轴长度、孔隙率、圆度、角二阶矩、梯度熵和纹理相关性等参数,输出为滑动磨粒、切削磨粒、球状磨粒和疲劳剥块4种磨粒种类;搭建油液在线监测实验平台进行磨粒分类识别实验,结果表明,基于支持向量机的磨粒分类器的分类准确率高达94.7%,并且由于最近邻法的使用分类器的处理速度也提高了30%.     

重型车辆齿轮油污染度和铁谱磨粒含量的关联分析

利用灰色关联分析方法对重型车辆变速箱齿轮油油样监测实验数据进行了分析,探讨了铁谱磨粒浓度和油液污染度之间的关联性.结果表明:重型车辆的齿轮传动系中,铁系颗粒的磨粒含量和大磨粒含量与油液污染度的关联性较强,可利用铁谱磨粒含量的变化趋势来估算润滑油的污染度等级.     

电感式油液磨粒传感器系统设计

油液中的磨粒可反映发动机等设备的磨损状况,为实现油液金属磨粒的在线监测,基于电磁感应原理建立了三线圈传感器的数学模型,通过仿真分析传感器最佳结构参数(内径、间隙、宽度等),利用相干解调模型提取磨粒信号,并分析磨粒信号产生原理.系统采用多层屏蔽结构,可有效减少外部的磁场干扰,设计的传感器检测系统接入风机齿轮箱油路进行相关试验.试验结果表明,本系统可对磨粒信号进行有效提取,且磨粒信号同时受磨粒速度及磨粒尺寸的影响,可在流量为1～18 L/min的工况下实现187 μm铁磁性金属磨粒和578 μm非铁磁性金属磨粒的检测,后续可结合BP神经网络对油液金属磨粒各特征参数进行自适应判别,对今后油液磨粒在线监测设备的开发提供了理论支撑及技术支持,为机械设备故障诊断提供重要依据.