润滑油金属颗粒物检测技术研究

发布时间：2017-10-02 18:19

  本文关键词：润滑油金属颗粒物检测技术研究

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【摘要】：润滑油是机械设备不可或缺的“血液”,在机械设备中有着广泛的应用。润滑油中含有各种固体污染物,其中金属颗粒污染物的危害最为严重,是造成机械设备磨损失效的主要原因。近年来,润滑油金属颗粒物检测技术作为检测设备运行状态的手段,受到业界越来越多的关注。润滑油金属颗粒物检测技术主要是检测润滑系统中因磨损产生的金属颗粒的种类、粒径以及数量等信息,进而评价设备的磨损状态,预测设备故障,防止磨损引起的严重事故。现有的润滑油金属颗粒物检测传感器存在检测精度低、价格昂贵以及面临技术壁垒等缺点,有必要对检测技术作进一步的研究,开发可靠的检测传感器。根据检测要求,以及润滑油中金属颗粒物的特点,研究了基于电磁感应原理的检测技术。论文主要内容包括:通过研究传感器的检测原理、数学模型以及检测特性,确定了传感器的结构和检测电路。根据传感器输出信号的特点,建立了传感器的数据采集系统,数据采集系统主要利用Keysight 53230A频率计数器,辅助部分采用Keysight Command Expert和MATLAB两款软件。利用数字滤波算法中的滑动平均值滤波算法和中值滤波算法对采集到的数据进行处理,从而得到金属颗粒物的信息。对传感器进行了标定试验、发动机试验和往复摩擦副磨损试验研究。传感器的标定试验表明:本文设计的传感器能够有效区分铁磁性金属颗粒和非铁磁性金属颗粒,传感器能够检测到的铁磁性金属颗粒的最小直径为50μm,非铁磁性金属颗粒的最小直径为100μm。传感器的发动机试验验证了传感器对于发动机润滑油中的金属颗粒物的检测能力。通过传感器的往复摩擦副磨损试验,利用摩擦副磨损量的变化,对摩擦副的磨损失效预警模型进行了初步的探讨。
【关键词】：金属颗粒 电磁感应 传感器 数字滤波
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH117
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究的背景9-10
• 1.2 研究的意义10-11
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势11-14
• 1.3.1 润滑油金属颗粒物检测技术研究现状11-13
• 1.3.2 润滑油金属颗粒物检测技术信号处理方法研究现状13-14
• 1.3.3 润滑油金属颗粒物检测技术发展趋势14
• 1.4 本文的主要研究内容14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 第二章 金属颗粒物检测传感器模型16-23
• 2.1 传感器检测原理16
• 2.2 传感器数学模型16-18
• 2.3 传感器特性分析18-20
• 2.4 传感器结构设计20-21
• 2.5 本章小结21-23
• 第三章 数据采集系统的建立23-35
• 3.1 传感器检测电路的设计23-25
• 3.2 传感器输出频率信号检测原理25-27
• 3.3 信号采集系统的建立27-34
• 3.3.1 Keysight 53230A型通用频率计数器27-29
• 3.3.2 Keysight Command Expert29-32
• 3.3.3 MATLAB组件32-33
• 3.3.4 采集系统软件设计33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 传感器的信号处理35-49
• 4.1 信号与信号处理35-36
• 4.1.1 信号的分类及其特征35-36
• 4.1.2 数字信号处理的特点36
• 4.2 传感器信号的数字滤波处理36-42
• 4.2.1 滑动平均值滤波37-39
• 4.2.2 中值滤波39-42
• 4.3 金属颗粒信号的提取42-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第五章 传感器试验试究49-75
• 5.1 传感器标定试验49-55
• 5.1.1 金属颗粒试样的制备49-50
• 5.1.2 铁颗粒的传感器标定50-52
• 5.1.3 铜颗粒的传感器标定52-53
• 5.1.4 传感器的误差分析53-55
• 5.2 传感器的发动机试验55-62
• 5.2.1 传感器发动机试验台的搭建55-57
• 5.2.2 传感器的发动机试验57-62
• 5.3 传感器的往复摩擦副磨损试验62-70
• 5.3.1 传感器往复摩擦副磨损试验台的搭建62-64
• 5.3.2 传感器的往复摩擦副磨损试验64-70
• 5.4 摩擦副磨损失效预警模型初探70-74
• 5.4.1 失效预警的灰色模型70-71
• 5.4.2 阈值法预警模型71-72
• 5.4.3 往复摩擦副磨损试验的预警分析72-74
• 5.5 本章小结74-75
• 结论与展望75-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果81-82
• 致谢82-83
• 附件83

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本文编号：961116