機器油液微流控檢測技術研究.pdf

1、油液分析是對機械設備的潤滑和液壓傳動狀態(tài)進行監(jiān)測的重要手段，能有效的診斷機械設備的磨損故障和監(jiān)測油液使用中性能的變化。本文從滿足機械設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的需要出發(fā)，借助微機電系統(tǒng)技術和圖像測量技術，發(fā)展了基于微流控芯片的油液檢測系統(tǒng)，不僅能在實驗室中實現(xiàn)機器油液的快速、簡便和綜合分析，而且具有實現(xiàn)油液在線監(jiān)測的潛力。論文對芯片設計和加工、油液—顆粒的微管道流動理論、油液—顆粒微流動成像模型、運動顆粒圖像分析、顆粒分離檢測和油液粘度測量

2、技術進行了研究。主要內容如下： 1分析和總結了目前國內外機器油液在線和離線兩方面的檢測技術的發(fā)展狀況和趨勢，以及微流控技術的進展，提出了微流控技術應用于油液分析的思想，分析了微流控技術和圖像檢測技術在油液分析中應用的優(yōu)勢和前景。 2 介紹了油液檢測微流控芯片的特點和加工過程，設計了氣力驅動的芯片檢測綜合伺服系統(tǒng)和動態(tài)目標顯微數(shù)字成像的觀測方法。 3 進行了芯片微管道內油液及顆粒運動的理論分析，并發(fā)展了數(shù)字粒子圖像

3、測速技術，對微管道內的流場進行了實驗測量。 4 建立了顯微鏡下油液中運動顆粒的數(shù)字成像模型，分析了顯微鏡、攝像機、微流控檢測芯片的參數(shù)以及油液流速對顆粒成像的影響，構成了研究微流動顆粒圖像處理方法的基礎。 5 對微流動顆粒圖像的特征進行了總結，根據(jù)顆粒的運動特性發(fā)展了基于基準幀差分的目標提取方法，以運動模糊模型為基礎討論了顆粒目標的模糊恢復以及參數(shù)測量與識別的問題，對于嚴重退化的油液顆粒圖像，以磨損顆粒圖譜庫為基礎進行了

4、模擬，研究了各參數(shù)在圖像嚴重退化條件下的變化特性，建立了圖像嚴重退化條件下的磨粒分類和識別體系。 6 對微流動條件下油液和顆粒的控制技術進行了研究，探討了污染顆粒在磁場和流場的作用下的運動規(guī)律，設計了油液污染物綜合檢測微流控芯片，提出了根據(jù)不同觀測點圖像集計算污染度、鐵磁性顆粒和非鐵磁性顆粒各具體分類下的濃度的方法；分析了微管道內兩相層流的運動參數(shù)和油液粘度的關系，并進行了初步實驗。 7 解決了油液污染物綜合分析系統(tǒng)實用