CN101196510B - 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像，并检测出图谱中沉积环、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；计算单元根据图像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； 

所述载物平台为透射面光源；所述透射面光源为蓝光波段的光源；其中，A为扩散环的灰度值，B为沉积环的灰度值，C为油环灰度值，D为滤纸的灰度值，E为扩散环直径，F为油环直径。 

进一步的，成像单元可以是采用电荷藕合器件(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 (2)

1.一种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像，并检测出图谱中沉积环、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；计算单元根据图像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；

所述载物平台为透射面光源；所述透射面光源为蓝光波段的光源；其中，A为扩散环的灰度值，B为沉积环的灰度值，C为油环灰度值，D为滤纸的灰度值，E为扩散环直径，F为油环直径。

2.根据权利要求1所述的检测润滑油污染程度的装置，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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