基于光学法的风电齿轮箱油液磨粒在线监测系统研究
发布时间：2023-04-16 21:51
齿轮箱是双馈风力发电机组的重要传动部件,若不能及时发现齿轮箱潜在故障,随着风机的持续运行,齿轮箱内部将会发生严重磨损,最终导致风机停转,甚至造成严重的生产事故。由于在齿轮磨损时会产生一定的磨损颗粒,其形貌大小与风机运行工况有着密切联系,所以可通过检测油液中的磨粒,较早了解齿轮箱工况,为视情维修提供宝贵依据,避免风机故障的发生。本文在对油液磨粒检测技术深入分析的基础上,针对现有监测技术的不足,并结合风电齿轮箱油液磨粒在线监测技术要求,研究并设计了一种基于光学成像法和嵌入式的风电齿轮箱油液磨粒在线监测系统。本文首先对风机齿轮箱的机械磨损过程和磨粒类型特征进行了分析,证明了油液磨粒形貌大小与齿轮箱运行工况的相关性;分析了影响油液磨粒图像清晰度的因素,提出了竖直放置油池的方法,解决了磨粒沉积、跳跃和自锁等问题;根据系统设计要求,设计了一种基于光学成像法的油液磨粒检测系统,并对进出油液、采样油池和显微成像等关键装置进行了设计和选型。根据风场地处偏远及传统数据处理设备成本较高等问题,结合处理器性能分析,提出一种基于嵌入式处理器I.MX6Q和GPRS通信芯片SIM800C的油液磨粒在线监测硬件系统;...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 油液磨粒检测技术的研究现状
1.2.1 离线式油液磨粒检测的研究现状
1.2.2 在线式油液磨粒检测的研究现状
1.3 本文主要研究内容及章节安排
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 全文章节安排
2 基于光学法的油液磨粒在线监测原理与系统设计方案
2.1 齿轮箱机械磨损过程与磨粒类型特征分析
2.1.1 齿轮箱机械磨损过程分析
2.1.2 磨粒类型特征分析
2.2 油液磨粒图像清晰度的影响因素分析
2.2.1 显微成像系统分析
2.2.2 油液运动与磨粒受力分析
2.3 油液磨粒监测系统总体设计方案
2.3.1 系统设计要求
2.3.2 系统总体结构设计
2.4 油液磨粒采样关键装置的设计
2.4.1 进液装置的设计
2.4.2 采样油池的设计
2.4.3 显微成像系统的选型
2.5 本章小结
3 基于嵌入式的油液磨粒硬件电路与操作系统设计
3.1 硬件电路设计需求分析
3.1.1 嵌入式处理器性能的分析与选择
3.1.2 通信方式和接口的分析与选择
3.2 嵌入式硬件电路设计
3.2.1 核心板设计
3.2.2 底层板设计
3.3 无线通信电路设计
3.3.1 GPRS无线通信芯片的选择
3.3.2 无线通信芯片外围电路设计
3.4 嵌入式操作系统的搭建
3.4.1 PC-Linux交叉编译环境的搭建
3.4.2 ARM-Linux操作系统的搭建
3.5 本章小结
4 油液磨粒监控终端的应用程序设计
4.1 油液磨粒图像的采集与处理
4.1.1 油液磨粒图像的采集
4.1.2 油液磨粒图像的预处理
4.1.3 油液磨粒图像的后处理
4.2 油液磨粒模糊图像的恢复
4.2.1 运动模糊参数辨识与恢复
4.2.2 离焦模糊参数辨识与恢复
4.3 油液磨粒形貌特征参数的提取与表达
4.3.1 磨粒提取与标号
4.3.2 特征参数的数字化表达
4.4 油液磨粒数据的无线通信设计
4.4.1 磨粒数据发送前的准备操作
4.4.2 基于GPRS的数据远程无线通信程序设计
4.5 本章小结
5 监控中心界面设计与系统联调实验
5.1 监控中心界面设计
5.1.1 网络通信
5.1.2 数据库
5.1.3 多线程
5.1.4 统计与显示
5.2 油液磨粒在线监测系统联调实验
5.2.1 系统标定实验
5.2.2 系统联调实验
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3791947
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 油液磨粒检测技术的研究现状
1.2.1 离线式油液磨粒检测的研究现状
1.2.2 在线式油液磨粒检测的研究现状
1.3 本文主要研究内容及章节安排
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 全文章节安排
2 基于光学法的油液磨粒在线监测原理与系统设计方案
2.1 齿轮箱机械磨损过程与磨粒类型特征分析
2.1.1 齿轮箱机械磨损过程分析
2.1.2 磨粒类型特征分析
2.2 油液磨粒图像清晰度的影响因素分析
2.2.1 显微成像系统分析
2.2.2 油液运动与磨粒受力分析
2.3 油液磨粒监测系统总体设计方案
2.3.1 系统设计要求
2.3.2 系统总体结构设计
2.4 油液磨粒采样关键装置的设计
2.4.1 进液装置的设计
2.4.2 采样油池的设计
2.4.3 显微成像系统的选型
2.5 本章小结
3 基于嵌入式的油液磨粒硬件电路与操作系统设计
3.1 硬件电路设计需求分析
3.1.1 嵌入式处理器性能的分析与选择
3.1.2 通信方式和接口的分析与选择
3.2 嵌入式硬件电路设计
3.2.1 核心板设计
3.2.2 底层板设计
3.3 无线通信电路设计
3.3.1 GPRS无线通信芯片的选择
3.3.2 无线通信芯片外围电路设计
3.4 嵌入式操作系统的搭建
3.4.1 PC-Linux交叉编译环境的搭建
3.4.2 ARM-Linux操作系统的搭建
3.5 本章小结
4 油液磨粒监控终端的应用程序设计
4.1 油液磨粒图像的采集与处理
4.1.1 油液磨粒图像的采集
4.1.2 油液磨粒图像的预处理
4.1.3 油液磨粒图像的后处理
4.2 油液磨粒模糊图像的恢复
4.2.1 运动模糊参数辨识与恢复
4.2.2 离焦模糊参数辨识与恢复
4.3 油液磨粒形貌特征参数的提取与表达
4.3.1 磨粒提取与标号
4.3.2 特征参数的数字化表达
4.4 油液磨粒数据的无线通信设计
4.4.1 磨粒数据发送前的准备操作
4.4.2 基于GPRS的数据远程无线通信程序设计
4.5 本章小结
5 监控中心界面设计与系统联调实验
5.1 监控中心界面设计
5.1.1 网络通信
5.1.2 数据库
5.1.3 多线程
5.1.4 统计与显示
5.2 油液磨粒在线监测系统联调实验
5.2.1 系统标定实验
5.2.2 系统联调实验
5.3 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3791947
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