CN101196510A - 一种检测润滑油污染程度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测润滑油污染程度的方法及装置，其中方法包括：制作润滑油斑点图谱；用相机对上述图谱成像；将上述图谱图像转化成灰度图像；测量上述灰度图像中扩散环的灰度值A、沉积环的灰度值B、油环的灰度值C以及滤纸的灰度值D，并测量扩散环的直径E、油环的直径F；根据上述灰度值和直径计算反应润滑油污染程度的三个测量参数α，Sd和Wd的值，其中α＝F/E，Sd＝＝LgB－LgA，Wd＝LgD－LgC；根据α，Sd和Wd值的大小判断润滑油的污染程度。装置包括载物平台、成像单元、图像处理单元、计算单元和显示单元。根据本发明所述的润滑油污染程度检测方法及装置，处理速度快，测量精度高。

Description

一种检测润滑油污染程度的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种检测润滑油污染程度的方法及装置，尤其涉及一种检测内燃机润滑油污染程度的方法和装置。

背景技术

现代舰船的航行过程中确定柴油机等润滑油的换油期十分重要，换油过迟会加速机械磨损，造成重大事故，而过早换油又会造成润滑油的浪费。为了及时发现润滑油中存在的问题，减少磨损，延长机器寿命，提高润滑油使用效果，避免灾难性的设备事故，必须快速、准确的检测润滑油在使用过程中的变化，即润滑油被污染情况(含有磨损颗粒和深度氧化产生的油泥)和清净分散剂的清净分散能力。

目前，人们一般是通过观测润滑油斑点图谱来判断润滑油污染程度的。如图1所示，根据国家标准GB 8030-87，润滑油斑点图谱一般有三个环：

沉积环11：在斑点中心，呈浅灰色，为大颗粒不溶物沉淀区。润滑油接近报废时，则清净分散剂消失，沉积环直径小，颜色黑。

扩散环12：在沉积环外圈呈浅灰色到灰色，是细小碳粒随清净分散剂向外扩散的圆环。扩散环宽度越宽，表明润滑油清净分散能力越好，宽度越窄或消失，表明清净分散能力差或清净分散剂已耗尽。

油环13：在扩散环外圈，呈浅黄到棕红色的浸油区，表示油的氧化程度，新油的油环透明，废油的油环颜色由黄色变成棕红色。

人们判断润滑油污染程度的方法是：从机器设备上面提取样品润滑油，然后滴在滤纸上，观测润滑油斑点图谱中三个圈的面积大小以及颜色深度，并与标准的样品油(即未被污染的润滑油)作对比，然后凭肉眼和经验来判断润滑油的污染程度。此方法存在以下缺点：一是测量精度差。这主要是因为润滑油斑点的三个环不可能是标准的三个圆环，所以单靠肉眼和尺子是很难准确量出各圈的直径和面积的，并且肉眼也很难准确判断出颜色的深度值，判断的结果也会因人而异。二是最佳观测时间很难掌握。制作出来的润滑油斑点存在着一个最佳观测时间，如果观测过早，则由于油斑没有完全扩散和干燥而造成三圈的面积均减小；若时间过长，润滑油斑点各圈会因互相渗透和扩散而使边界模糊；所以一般润滑油斑点存在最佳观测时间(一般是制作好油斑，让其自然干燥24小时后的1至3日里)。所以标准润滑油斑点放的时间超过了其最佳观测时间就会不再“标准”，必须重新制作标准斑点。再加上润滑油的品种较多，所以润滑油的检测工作就显得更加繁琐，不便于管理。

发明内容

根据润滑油斑点图谱三个圈的不同特性以及他们之间的关系，润滑油的污染程度可以通过以下三个测量参数得到正确反应，即α，Sd和Wd。

其中α为润滑油的扩散指数，描述润滑油的清净分散能力，与油环、扩散环的直径密切相关，即

α＝F/E——(式一)

其中F为油环直径，E为扩散环直径，α值越大表示润滑油污染程度较轻，反之则重；

Sd为沉积环的沉积指数，反应润滑油中大颗粒不溶物的沉积量，可以通过沉积环和扩散环的灰度值来反应，即

Sd＝Lg(B/A)＝LgB-LgA——(式二)

其中A为扩散环的灰度值，B为沉积环的灰度值，Sd值越大，表示沉积量越大，润滑油污染严重，反之则较轻；

Wd为油斑的色度指数，反应油环的颜色，可以通过油环和滤纸的灰度值来反应，即

Wd＝LgD-LgC——(式三)

其中C为油环灰度值，D为滤纸的灰度值，Wd值越大，表示润滑油污染较重，反之则较轻。

根据以上所述润滑油斑点图谱的特性，本发明提供了一种检测润滑油污染程度的方法，包括以下步骤：

——制作润滑油斑点图谱；

——用相机对上述图谱成像；

——将上述图谱图像转化成灰度图像；

——测量上述灰度图像中扩散环的灰度值A、沉积环的灰度值B、油环的灰度值C以及滤纸的灰度值D，并测量扩散环的直径E、油环的直径F；

——根据上述灰度值和直径计算反应润滑油污染程度的三个测量参数α，Sd和Wd的值，其中α＝F/E，Sd＝＝LgB-LgA，Wd＝LgD-LgC；

——根据α，Sd和Wd值的大小判断润滑油的污染程度。

进一步的，由于润滑油斑点图谱的三个环可能是不标准的三个圆环，因此上述灰度值A取扩散环灰度值的平均值，灰度值B取沉积环灰度值的平均值，灰度值C取油环灰度值的平均值，灰度值D取滤纸灰度值的平均值，直径E取扩散环的平均直径，直径F取油环的平均直径。

本发明还提供了一种采用上述方法来检测润滑油污染程度的装置，包括载物平台、成像单元、图像处理单元、计算单元和显示单元。其中，载物平台用于平放滴有润滑油斑点的滤纸；成像单元用于对润滑油斑点图谱进行成像；图像处理单元用于将上述图谱图像转化成灰度图象，并检测出图谱中层积环、扩散环、油环、滤纸的灰度值和油环、扩散环的直径，然后输出给计算单元；计算单元根据图象处理单元提供的数据计算出α、Sd和Wd值并通过显示单元显示出来，其中α＝F/E，Sd＝＝LgB-LgA，Wd＝LgD-LgC。

进一步的，上述装置中的载物平台为透射面光源，为成像单元提供均匀的光线。

进一步的，上述透射面光源可以采用蓝光波段的光源。

进一步的，成像单元可以是采用电荷耦合器件(CCD)的相机。

采用根据本发明所述的润滑油污染程度检测方法和装置，可以准确掌握机器主要摩擦部的磨损状态、磨损趋势，预测和诊断机器因磨损而引发的故障；可以掌握润滑油品质衰败的状况，确定合理地换油周期；还可以通过综合检测数据，综合掌握机器技术状态，指导使用、管理和阶段性的集中检修，并且处理速度快，测量精度高，样本可以存储随时调用，省去每次都要重新制作样本的繁琐工作，为润滑油检测标准化提供了前提保障。

附图说明

图1是润滑油斑点图谱的模拟图。

图2是本发明所述润滑油污染程度检测方法的流程图。

图3是本发明所述润滑油污染程度检测装置的结构图。

图4是本发明所述润滑油污染程度检测方法的实施例流程图。

具体实施例

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图2、图3、图4所示，本发明所述的润滑油污染程度检测装置包括载物平台31、成像单元32、图像处理单元33、计算单元34和显示单元35。将已经制作好的润滑油斑点放置在载物平台31上，开启载物平台31上的透射面光源。成像单元32采用CCD相机，对润滑油斑点成像，取得润滑油斑点图谱。将所述图谱通过图像处理单元33进行处理，转化成灰度图像，并检测出灰度图像中油环的平均灰度值、扩散环的平均灰度值、沉积环的平均灰度值和油环的平均直径、扩散环的平均直径。计算单元34采用计算机系统，根据灰度图像中油环的平均灰度值、扩散环的平均灰度值、沉积环的平均灰度值的和油环的平均直径、扩散环的平均直径按照式(一)、式(二)和式(三)计算出α、Sd和Wd值并通过显示单元35显示出来，从而检测出润滑油的污染程度。此处显示单元35可以是计算机系统的显示器或者其它显示屏。采用本发明所述的润滑油污染程度检测装置和方法检测润滑油的污染程度，处理速度快，测量精度高，从而可以准确掌握机器主要摩擦部的磨损状态、磨损趋势，预测和诊断机器因磨损而引发的故障；可以掌握润滑油品质衰败的状况，确定合理地换油周期；还可以通过综合检测数据，综合掌握机器技术状态，指导使用、管理和阶段性的集中检修。另外，样本可以存储随时调用，省去每次都要重新制作样本的繁琐工作，为润滑油检测标准化提供了前提保障。

Claims (6)

1.一种检测润滑油污染程度的方法，包括以下步骤：

——制作润滑油斑点图谱；

——用相机对上述图谱成像；

——将上述图谱图像转化成灰度图像；

——测量上述灰度图谱中扩散环的灰度值A、沉积环的灰度值B、油环的灰度值C以及滤纸的灰度值D，并测量扩散环的直径E、油环的直径F；

——根据上述灰度值和直径计算反应润滑油污染程度的三个测量参数α，Sd和Wd的值，其中α＝F/E，Sd＝＝LgB-LgA，Wd＝LgD-LgC；

——根据α，Sd和Wd值的大小判断润滑油的污染程度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述灰度值A为扩散环灰度值的平均值，灰度值B为沉积环灰度值的平均值，灰度值C为油环灰度值的平均值，灰度值D为滤纸灰度值的平均值，直径E为扩散环的平均直径，直径F为油环的平均直径。

3.一种用权利要求1所述方法来检测润滑油污染程度的装置，包括载物平台、成像单元、图像处理单元、计算单元和显示单元，其中，载物平台用于平放滴有润滑油斑点的滤纸；成像单元用于对润滑油斑点图谱进行成像；图像处理单元用于将上述图谱图像转化成灰度图象，并检测出图谱中层积环、扩散环、油环、滤纸的灰度值和油环、扩散环的直径，然后输出给计算单元；计算单元根据图象处理单元提供的数据计算出α、Sd和Wd值并通过显示单元显示出来，其中α＝F/E，Sd＝＝LgB-LgA，Wd＝LgD-LgC。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于载物平台为透射面光源。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于透射面光源为蓝光波段的光源。

6.根据权利要求3至5所述的装置，其特征在于成像单元是带有电荷耦合器件的相机。

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