第1章 磨粒监测技术概述 1
1.1油液分析技术 1
1.1.1油液分析技术的基本概念 1
1.1.2油液分析技术的发展历史 2
1.1.3油液分析的主要内容 2
1.2基于磨粒监测的磨损状态监测 3
1.3磨粒离线监测技术 5
1.3.1油液光谱分析 5
1.3.2油液铁谱分析 6
1.4磨粒在线监测技术 8
1.4.1磨粒在线监测传感技术 10
1.4.2磨粒在线监测传感技术存在的问题 12
1.4.3电感式磨粒传感器的研究现状 14
第2章 装备的磨损及油液磨粒特征 17
2.1装备的摩擦学系统 17
2.2装备的磨损 19
2.2.1磨损的过程 19
2.2.2磨损的分类 20
2.3装备磨损与磨粒之间的关系 22
2.3.1磨粒尺寸与磨损之间的关系 23
2.3.2磨粒形貌与磨损之间的关系 25
2.3.3磨粒材质与磨损之间的关系 27
2.4不同元素磨粒浓度之间的关系 28
2.4.1灰色趋势关联度计算方法 28
2.4.2灰色趋势关联度在不同元素磨粒关系分析中的应用 29
2.5磨粒特征参数分析 31
2.6本章小结 32
第3章 时谐准静态场中传感器与金属磨粒耦合模型 34
3.1传感器线圈内部磁场的特性 34
3.1.1电磁场的基本方程组 34
3.1.2时谐磁准静态场 35
3.2金属磨粒与线圈耦合关系的宏观分析 36
3.2.1金属磨粒的电磁特性 36
3.2.2时谐准静态场中的金属磨粒 37
3.3传感器线圈中的铁磁质磨粒 40
3.3.1铁磁质磨粒的磁化作用 40
3.3.2铁磁质球磨粒的磁化场 41
3.3.3球磨粒磁化场的仿真计算 43
3.3.4球磨粒对线圈等效电感的影响 44
3.4传感器线圈中的非铁磁质磨粒 49
3.4.1非铁磁质磨粒涡流场的解析模型 49
3.4.2非铁磁质磨粒涡流场的有限元模型 54
3.5本章小结 57
第4章 电感式磨粒传感器的设计方法研究 59
4.1电感式磨粒传感器的结构研究 59
4.1.1传感器的结构 59
4.1.2传感器的输入输出关系 61
4.2传感器线圈内部磁感应强度 62
4.3在线传感器线圈的设计 66
4.3.1在线传感器的测试特点 66
4.3.2测试面磁场的均匀性 67
4.3.3磨粒径向分布对磁化场磁通的影响 68
4.3.4传感器线圈尺寸的确定 71
4.4磨粒形态对测试结果的影响 72
4.4.1不同形态磨粒的退磁因子 73
4.4.2磨粒形态对磁化场的影响 78
4.5本章小结 81
第5章 在线磨粒监测系统的噪声控制方法研究 83
5.1在线监测系统的组成 83
5.2磨粒监测系统噪声源分析 84
5.2.1传感器线圈不平衡引入的噪声 84
5.2.2放大电路噪声 85
5.2.3电源噪声 87
5.2.4外界电磁环境噪声 87
5.3传感器放大电路的低噪声设计 88
5.3.1放大电路低噪声设计的总体原则 88
5.3.2晶体管共射极放大电路的噪声模型 89
5.3.3低噪声条件下偏置电路的设计 91
5.3.4传感器与前置放大电路的噪声匹配 91
5.4测试信号的小波降噪 92
5.4.1小波降噪的基本原理 92
5.4.2小波降噪效果 94
5.5基于奇异值分解的信号降噪方法 96
5.5.1奇异值分解降噪技术 96
5.5.2一维信号相空间重构与嵌入维数 97
5.5.3重构阶次的确定方法 98
5.5.4仿真信号降噪 102
5.5.5奇异值降噪方法在监测系统信号降噪中的应用 106
5.6本章小结 107
第6章 电感式磨粒传感器的特性研究 109
6.1在线磨粒监测试验台 109
6.2磨粒形态对测试结果的影响 110
6.3分辨率试验 111
6.3.1磨粒粒度的分辨率 111
6.3.2磨粒浓度的分辨率 112
6.4一致性试验 113
6.5磨粒速度对测试系统输出的影响 114
6.6在线磨粒监测系统的应用试验 116
6.7讨论与分析 118
6.8本章小结 119
第7章 其他磨粒在线监测传感技术 121
7.1超声磨粒监测传感器 121
7.1.1超声的产生 121
7.1.2超声波的特征量 122
7.1.3超声磨粒传感器的基本原理 123
7.1.4磨粒信号的识别 125
7.1.5磨粒大小判别的数学模型 126
7.2基于压电石英晶体的磨粒在线监测传感技术 128
7.2.1石英晶体微天平基本原理 128
7.2.2石英晶体振荡器的频率特性 129
7.2.3基于QCM的磨粒在线监测传感器的工作原理 130
7.3基于图像的磨粒在线监测传感技术 133
7.3.1基本原理 133
7.3.2磨粒油液两相流动特性 135
7.4本章小结 143
第8章 基于在线磨粒传感器的装备监测应用研究 144
8.1磨粒图像的智能识别方法 144
8.1.1磨粒图像的预处理 144
8.1.2磨粒图像的特征提取 146
8.1.3基于LLE的磨粒特征优化 150
8.1.4磨粒智能识别方法 154
8.2基于磨粒浓度的磨损趋势预测 156
8.2.1支持向量回归算法 157
8.2.2浓度数据的回归估计 158
8.2.3浓度数据的预测 160
8.3基于磨粒产生速率的装备磨损状态诊断模型 161
8.3.1 A R模型的建立 162
8.3.2模型的定阶 164
8.3.3模型的检验 165
8.3.4基于AR模型的诊断方法 165
8.4本章小结 168
第9章 结论 170
参考文献 172