機(jī)器油液微流控檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、油液分析是對(duì)機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑和液壓傳動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的重要手段，能有效的診斷機(jī)械設(shè)備的磨損故障和監(jiān)測(cè)油液使用中性能的變化。本文從滿足機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的需要出發(fā)，借助微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)和圖像測(cè)量技術(shù)，發(fā)展了基于微流控芯片的油液檢測(cè)系統(tǒng)，不僅能在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)機(jī)器油液的快速、簡(jiǎn)便和綜合分析，而且具有實(shí)現(xiàn)油液在線監(jiān)測(cè)的潛力。論文對(duì)芯片設(shè)計(jì)和加工、油液—顆粒的微管道流動(dòng)理論、油液—顆粒微流動(dòng)成像模型、運(yùn)動(dòng)顆粒圖像分析、顆粒分離檢測(cè)和油液粘度測(cè)量

2、技術(shù)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： 1分析和總結(jié)了目前國內(nèi)外機(jī)器油液在線和離線兩方面的檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)，以及微流控技術(shù)的進(jìn)展，提出了微流控技術(shù)應(yīng)用于油液分析的思想，分析了微流控技術(shù)和圖像檢測(cè)技術(shù)在油液分析中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和前景。 2 介紹了油液檢測(cè)微流控芯片的特點(diǎn)和加工過程，設(shè)計(jì)了氣力驅(qū)動(dòng)的芯片檢測(cè)綜合伺服系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)顯微數(shù)字成像的觀測(cè)方法。 3 進(jìn)行了芯片微管道內(nèi)油液及顆粒運(yùn)動(dòng)的理論分析，并發(fā)展了數(shù)字粒子圖像

3、測(cè)速技術(shù)，對(duì)微管道內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量。 4 建立了顯微鏡下油液中運(yùn)動(dòng)顆粒的數(shù)字成像模型，分析了顯微鏡、攝像機(jī)、微流控檢測(cè)芯片的參數(shù)以及油液流速對(duì)顆粒成像的影響，構(gòu)成了研究微流動(dòng)顆粒圖像處理方法的基礎(chǔ)。 5 對(duì)微流動(dòng)顆粒圖像的特征進(jìn)行了總結(jié)，根據(jù)顆粒的運(yùn)動(dòng)特性發(fā)展了基于基準(zhǔn)幀差分的目標(biāo)提取方法，以運(yùn)動(dòng)模糊模型為基礎(chǔ)討論了顆粒目標(biāo)的模糊恢復(fù)以及參數(shù)測(cè)量與識(shí)別的問題，對(duì)于嚴(yán)重退化的油液顆粒圖像，以磨損顆粒圖譜庫為基礎(chǔ)進(jìn)行了

4、模擬，研究了各參數(shù)在圖像嚴(yán)重退化條件下的變化特性，建立了圖像嚴(yán)重退化條件下的磨粒分類和識(shí)別體系。 6 對(duì)微流動(dòng)條件下油液和顆粒的控制技術(shù)進(jìn)行了研究，探討了污染顆粒在磁場(chǎng)和流場(chǎng)的作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)了油液污染物綜合檢測(cè)微流控芯片，提出了根據(jù)不同觀測(cè)點(diǎn)圖像集計(jì)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(nèi)兩相層流的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和油液粘度的關(guān)系，并進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)。 7 解決了油液污染物綜合分析系統(tǒng)實(shí)用