FI96058C - Menetelmä ja laitteisto väliaineessa olevien hiukkasten analysoimiseksi ja väliaineeseen kosketuksissa olevien mekaanisten kontaktien kulumistilanteen jatkuvatoimiseksi määrittämiseksi - Google Patents
Menetelmä ja laitteisto väliaineessa olevien hiukkasten analysoimiseksi ja väliaineeseen kosketuksissa olevien mekaanisten kontaktien kulumistilanteen jatkuvatoimiseksi määrittämiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI96058C FI96058C FI925556A FI925556A FI96058C FI 96058 C FI96058 C FI 96058C FI 925556 A FI925556 A FI 925556A FI 925556 A FI925556 A FI 925556A FI 96058 C FI96058 C FI 96058C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- medium
- particles
- imaging
- image
- light
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 28
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 3
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000000246 remedial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 240000007241 Agrostis stolonifera Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
- G01N15/0227—Investigating particle size or size distribution by optical means using imaging; using holography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion
- G01N3/565—Investigating resistance to wear or abrasion of granular or particulate material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion
- G01N3/567—Investigating resistance to wear or abrasion by submitting the specimen to the action of a fluid or of a fluidised material, e.g. cavitation, jet abrasion
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
96058 MENETELMÄ JA LAITTEISTO VÄLIAINEESSA OLEVIEN HIUKKASTEN ANALYSOIMISEKSI JA VÄLIAINEESEEN KOSKETUKSISSA OLEVIEN MEKAANISTEN KONTAKTIEN KULUMISTILANTEEN JATKUVATOIMISEKSI MÄÄRITTÄMISEKSI 5
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä. Keksinnön kohteena on edelleen patenttivaatimuksen 10 johdanto-osassa määritelty laitteisto.
10 Entuudestaan tunnetaan hiukkaslaskentaan pe rustuvia ei-jatkuvatoimisia menetelmiä, joissa määritetään hiukkasten kokojakautuma, jonka pohjalta määritetään öljyn puhtausluokka. Tunnetaan myös näytteiden suodattamiseen perustuvia menetelmiä, joissa selvite-15 tään hiukkasmaisten epäpuhtauksien määrää ja tyyppiä. Tunnetaan lisäksi spektrometrisiä menetelmiä, joilla voidaan tunnistaa näytteessä olevia alkuaineita ja yhdisteitä.
Ongelmana näissä mainituissa entuudestaan tun-20 netuissa menetelmissä on, että ne soveltuvat ainoastaan laboratorio-olosuhteissa tapahtuvaan ei-jatkuvatoimiseen analysointiin.
Kunnonvalvontamenetelmien automatisointikehi-tyksen mukana on syntynyt kuitenkin tarve kehittää 25 valvontakohteeseen liitettäväksi soveltuvia jatkuvatoi-: misia kulumishiukkasten analysointimenetelmiä ja lait teita .
Eräs tyypillinen jatkuvatoiminen menetelmä tunnetaan esim julkaisusta "proceedings, Condition 30 Monitoring -91; "On-line monitoring of ferromagnetic debris concentration", s. 324". Menetelmä perustuu hiukkasten keräämiseen magneetilla anturiin ja hiukkas-konsentraation määrittämiseen induktiivisesti. Tämän kuten useimpien muidenkin ratkaisuiltaan yksinkertais-35 ten on-line-, on-site- tai in-line-menetelmien rajoitteena on vain ferromagneettisten hiukkasten tarkastelu-mahdollisuus. Tällöin informaatio muista, ei-magneetti- 2 96058 sista materiaaleista jää saamatta. Antureilla seurattavat parametrit ovat tavallisesti hiukkasten konsentraa-tion ja/tai lukumäärä ja/tai kokojakauma. Nämä indikaattorit kertovat puhtausasteesta ja kulumistilanteen 5 vakavoitumisesta (kokojakauman muutokset). Menetelmissä on kuitenkin olennaisia puutteita määriteltävissä olevan minimihiukkaskoon ja/tai hiukkasten maksimikonsent-raation ja/tai ilmakuplien ja/tai vapaan veden suhteen.
Merkittävänä puutteena nykyisissä on-line-, 10 on-site- tai in-line -menetelmissä on vain yhden tai kahden parametrin seuraaminen, mikä lisää olennaisesti virhediagnoosin mahdollisuutta. Käytännössä tämä johtuu siitä, että kulumishiukkaset ja muut epäpuhtaudet saattavat kasautua hydrauli- ja voitelujärjestelmässä tiet-15 tyihin kohtiin, joista ne saattavat yllättäen tempautua virtauksen mukaan esimerkiksi koneen toimintaparametri-en muutoksen seurauksena. Näin ollen on syntynyt tarve kehittää menetelmiä ja laitteita, joilla voitaisiin saada informaatiota myös hiukkasten morfologiasta, 20 jotta kulumistilanteen mahdollinen muutos voitaisiin hiukkasten ulkonäön perusteella varmentaa ennen usein hyvin kalliisiin tarkastus- tai korjaustoimenpiteisiin ryhtymistä.
Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä 25 mainitut epäkohdat.
Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä ja laitteisto, joilla nykyisten tunnettujen menetelmien kaupallista hyödynnettävyyttä hait-taavat merkittävät puutteet voidaan eliminoida.
30 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tun nusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 10.
Keksinnön mukaisesti menetelmässä väliaine 35 johdetaan tarkastelukohtaan, väliaine pysäytetään tar- kastelukohdassa, otetaan väliaineesta pysäytyskuva, digitoidaan analogiamuotoinen kuva, määritetään kuvasta 3 96058 digitaalisen kuvankäsittelyn menetelmillä automaattisesti puhtausasteen ja/tai kulumistilanteen kannalta keskeiset tunnusluvut, jotka kuvaavat väliaineessa olevien hiukkasten kokoa, kokojakaumaa, muotoa, pinta-5 rakennetta, valon läpäisevyyttä ja väriä, ja luokitellaan saatu informaatio saatujen tunnuslukujen ja ennalta määrätyn päättelysäännöstön, kuten asiantuntijajärjestelmän, avulla ja määritetään väliaineeseen kosketuksissa olevien liukuvien ja/tai vierivien mekaanisten 10 kontaktien kulumistilanne.
Keksinnön eräänä erityisenä käyttökohteena on voitelujärjestelmän tai hydraulijärjestelmän kunnonvalvonta.
Keksinnön etuna on, että väliainevirtaus py-15 säyttämällä saadaan virtauksen hiukkaset kuvattua analysointia varten. Näin saadaan ferromagneettisten hiukkasten lisäksi tarkasteltavaksi myös muut informatiivisesti merkittävät hiukkastyypit, kuten alumiini-, kupari-, oksidi-, noki-, polymeeri-, molybdeenisulfidi-, 20 pii (pöly, hiekka) yms hiukkaset sekä kuidut.
Edelleen keksinnön etuna on, että kulumisti-lannetta voidaan seurata reaaliaikaisesti seurantakohteen luona.
Edelleen keksinnön ansiosta menetelmällä voi-25 daan korvata nykyiset työläät laboratorioanalyysit ja : järjestelmän kulumisesta ja puhtaustasosta voidaan saada entistä tarkempaa ja monipuolisempaa tietoa.
Lisäksi keksinnön etuna on, että useiden parametrien ja niissä tapahtuvien muutosten seuranta mah-30 dollistaa väliaineen puhtausluokan määrittämisen. Edelleen se mahdollistaa väliaineeseen kosketuksissa olevi-: en liukuvien ja/tai vierivien kontaktien kulumistilan teen määrittämisen. Menetelmällä saadaan tietoa myös hiukkasten morfologiasta, jotta kulumistilanteen mah-35 dollinen muutos voidaan hiukkasten ulkonäön perusteella varmentaa ennen suuria kustannuksia vaativiin tarkastus- tai korjaustoimenpiteisiin ryhtymistä. Menetel- 4 96058 mällä voidaan seurata kaikenlaisia kulumismekanismi-tyyppejä, joita ovat abrasiiviset, leikkaus-, adhesii-viset, väsymis- ja tribokemialliset kulumismekanismit. Järjestelmässä vallitsevat kulumismekanismit voidaan 5 tunnistaa hiukkasten ulkomuodossa ja ulkonäössä olevista tiettyä kulumismekanismia indikoivista ominaispiirteistä, jotka digitaalisen kuvankäsittelyn ja hahmontunnistuksen keinoin saatetaan matemaattiseen muotoon luokittelua varten.
10 Menetelmän avulla voidaan saada ajoissa ehdo tus ennakolta ehkäiseviin korjaustoimenpiteisiin ryhtymiseksi ennen kalliiden vaurioiden syntymistä. Asiantuntijajärjestelmä voi olla myös järjestetty antamaan hälytys ja ehdotuksia korjaustoimenpiteisiin ryhtymi-15 seksi. Mitä suurempaan kokonaisuuteen seurattava kone on integroitu, sitä tärkeämpää on sen käytön ennustettavuus .
Menetelmän eräässä sovellutuksessa pysäytyskuva otetaan pysäyttämällä väliainevirtaus fyysisesti 20 tarkastelukohdassa. Vaihtoehtoisesti pysäytyskuva otetaan valaisemalla liikkuva väliainevirtaus välähdysva-lolähteellä, kuten stroboskooppilampulla.
Menetelmän eräässä sovellutuksessa väliaine saatetaan ohueksi kalvoksi tarkastelukohdassa valon 25 läpäisevyyden mahdollistamiseksi.
: Menetelmän eräässä sovellutuksessa välittömäs ti väliainevirtauksen pysäyttämisen jälkeen, ennen hiukkasten laskeutumista alemman ikkunan pinnalle, kuvataan ohueksi kalvoksi saatetun väliaineen keskiosa, 30 jossa hiukkaset ovat satunnaisesti orientoituneita, hiukkaslaskentaa varten.
\ Menetelmän eräässä sovellutuksessa väliainees sa olevat hiukkaset, kuten metalliset ja/tai ei-metal-liset hiukkaset, kuvataan alapuolista valaistusta käyt-35 täen.
Menetelmän eräässä sovellutuksessa hiukkasten laskeuduttua alemman ikkunan pinnalle kuvataan väliaine 5 96058 hiukkasineen ikkunan pinnalta kulumistilanneanalyysiä varten.
Menetelmän eräässä sovellutuksessa kuvauksia suoritetaan useita käyttäen erilaisia suurennoksia.
5 Menetelmän eräässä sovellutuksessa kuvauksessa käytetään jatkuvaa valaistusta ja/tai salamavalotyyp-pistä valaistusta.
Menetelmän eräässä sovellutuksessa kuvauksessa käytetään yläpuolista ja/tai alapuolista valaistusta.
10 Menetelmän eräässä sovellutuksessa kuvauksessa käytetään valkoista valoa, polarisoitua valkoista valoa ja/tai suodattimilla aikaansaatuja värillisen valon yhdistelmiä, kuten punaista ylävaloa ja vihreätä alava-loa.
15 Menetelmän eräässä sovellutuksessa ennen koko jen, muotojen ja pintarakenteiden määrittämistä kuvasta eliminoidaan digitaalisilla kuvankäsittelymenetelmillä pois kuvausoptiikan syväterävyysalueen ulkopuolella olevat hiukkaset.
20 Menetelmän eräässä sovellutuksessa kuvauksia suoritetaan tilastollisesti merkittävä lukumäärä aikasarja-aineiston keräämiseksi, joka riittää kansainvälisten standardien kanssa vertailukelpoisen puhtaus-luokitusmäärityksen aikaansaamiseksi.
25 Keksinnön mukaisesti laitteistoon kuuluu J runko, johon kuuluu läpimenevä mittauskanava väliai- nevirtauksen johtamiseksi kuvauskohtaan ja siitä pois; aukko, joka ulottuu kuvauskohdassa poikittaisesti mittauskanavan suhteen rungon läpi; ja kaksi kuvausikku- 30 naa, jotka on tuettu runkoon aukon kohdalle ikkunoiden välisen raon ollessa virtausyhteydessä mittauskanavan : kanssa. Laitteistoon kuuluu edelleen venttiilit väliai neen pysäyttämiseksi mittauskanavassa; valosähköinen ilmaisin ja optiset välineet, jotka on tuettu runkoon 35 väliaineen ja siinä olevien hiukkasten kuvaamiseksi kuvausikkunoiden läpi; valolähde kuvattavan kohteen valaisemiseksi sekä tietojenkäsittelylaite. Tietojenkä- 96058
__ I
6 sittelylaitteeseen kuuluu ohjelmavälineet digitoimaan analogiamuotoinen kuva digitaaliseksi, määrittämään kuvasta automaattisesti digitaalisen kuvankäsittelyn menetelmillä väliaineen puhtausasteen ja/tai järjes-5 telmän kulumistilanteen kannalta keskeiset tunnusluvut, jotka kuvaavat väliaineessa olevien hiukkasten kokoa, kokojakaumaa, muotoa, pintarakennetta, valon läpäisevyyttä ja väriä. Tietojenkäsittelylaitteeseen kuuluu edelleen päättelysäännöstö, kuten asiantuntijajärjes-10 telmä, saadun informaation luokittelemiseksi määritettyjen tunnuslukujen avulla ja väliaineeseen kosketuksissa olevien liukuvien ja/tai vierivien mekaanisten kontaktien kulumistilanteen määrittämiseksi.
Laitteiston eräässä sovellutuksessa laitteis-15 toon kuuluu venttiilit, kuten magneettiventtiilit, väliainevirtauksen pysäyttämiseksi mittauskanavassa pysäytyskuvan ottamista varten.
Laitteiston eräässä sovellutuksessa valolähde on välähdysvalolähde, kuten stroboskooppilamppu, pysäy-20 tyskuvan ottamista varten.
Laitteiston eräässä sovellutuksessa kuvausik-kunat on järjestetty vaakasuoraan, olennaisen pienen etäisyyden päähän toisistaan väliaineen saattamiseksi ohueksi kalvoksi kuvauskohdassa.
25 Laitteiston eräässä sovellutuksessa ohjelmavä- : lineet on järjestetty segmentoimaan digitaalimuotoinen kuva monokromaattiseksi ja värilliseksi kuvaksi.
Laitteiston eräässä sovellutuksessa laitteeseen kuuluu alapuolinen valolähde alapuolisen valais-30 tuksen aikaansaamiseksi.
Laitteiston eräässä sovellutuksessa laittee-v seen kuuluu yläpuolinen valolähde yläpuolisen valais tuksen aikaansaamiseksi.
Laitteiston eräässä sovellutuksessa laittee-35 seen kuuluu suodattimia valolähteen valon polarisoimi-seksi ja/tai eri väreiksi tai niiden yhdistelmiksi suodattamista varten.
7 96058
Laitteiston eräässä sovellutuksessa valosähköinen ilmaisin on rivimuotoinen paikkaherkkä ilmaisin, kuten viivakamera.
Laitteiston eräässä sovellutuksessa valosäh-5 köinen ilmaisin on matriisimuotoinen paikkaherkkä ilmaisin, kuten CCD-kamera.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukai-10 sen laitteen erästä sovellutusta keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, kuva 2 esittää keksinnön mukaisen laitteen erään sovellutuksen runkoa, kuva 3 esittää kuvan 2 runko nähtynä suunnasta 15 III-III, ja kuva 4 esittää osittaisena pitkittäisleikkauksena kuvien 2 ja 3 rungon kuvauskohtaa.
Kuvassa 1 on laitteisto, jolla voidaan analysoida virtaavassa väliaineessa olevia kulumishiuk-20 kasia ja muita kiinteitä epäpuhtauksia ja määrittää väliaineeseen kosketuksissa olevien mekaanisten kontaktien kulumistilanne jatkuvatoimisesti ja reaaliaikaisesti on-line -periaatteella.
Laitteistoon kuuluu kuvien 2-4 mukainen 25 levymäinen runko 1, johon kuuluu vaakasuora läpimenevä mittauskanava 2, jolla väliainevirtaus johdetaan ku-vauskohtaan 3 ja siitä edelleen pois. Laite on liitetty esim hydrauli- tai voitelujärjestelmään, jolloin mittauskanavaan johdetaan hydrauliöljyä tai voiteluöljyä.
30 Runkoon 1 kuuluu kuvauskohdassa 3 aukko 4, joka on kohtisuoraan poikittaisesti mittauskanavan 2 suhteen : rungon 1 läpimenevä. Kaksi läpinäkyvää kuvausikkunaa 5, eli lasilevyä, on yhdistetty runkoon 1 aukon 4 kohdalle yhdensuuntaisesti etäisyyden päähän toisistaan siten, 35 että väliaine pääsee virtaamaan ikkunoiden 5 välisen kapean, n. 1 mm:n, raon kautta. Rako muotoilee väliaineen ohueksi kalvoksi ikkunoiden 5 välissä, jotta valo 8 96058 läpäisisi väliaineen. Mittauskanavan 2 kummassakin päässä on sisäpuoliset kierteet, joihin voidaan asentaa magneettiventtiilit 6, 7. Magneettiventtiilit 6, 7 sulkemalla väliaine voidaan pysäyttää mittauskanavassa 5 2. Väliaineen syöttösuunnassa ennen kuvauskohtaa 3 on myös lämpötila-anturi 16 ja paineanturi 17 väliaineen lämpötilan ja paineen mittaamista varten.
Laitteistoon kuuluu edelleen runkoon 1 yhdistetyt valosähköinen ilmaisin 8 ja optiset välineet 9 ja 10 10. Valosähköinen ilmaisin 8 on esim CCD-kamera, väli aineen ja hiukkasten kuvaamiseksi kuvausikkunoiden 5 läpi. Optisiin välineisiin kuuluu tässä objektiivi 9 ja loittorengas 10. Edelleen laitteistoon kuuluu runkoon 1 yhdistetty alapuolinen valolähde 11 kuvauskohteen va-15 laisemiseksi altapäin ja yläpuolinen valolähde 12 kuvattavan kohteen valaisemiseksi ylhäältäpäin. Yläpuolinen valolähde 12, objektiivi 9, loittorengas ja CCD-kamera 8 on yhdistetty yhdeksi kokonaisuudeksi, joka on liikuteltavissa siirtokoneiston 18 avulla kohtisuorasti 20 rungon 1 suhteen. Näin ollen laite on kameralla varustetun mikroskoopin kaltainen. Laitteistoon kuuluu edelleen joukko suodattimia 14, 15 ja 19 valolähteen valon polarisoimiseksi ja/tai suodattamiseksi eri väreiksi tai niiden yhdistelmiksi. Esimerkkilaitteistossa on 25 suodattimet 14 ja 15 ovat alapuolisen valolähteen 11 ja :* rungon 1 välissä. Yläpuolinen valolähde 12 on tuettu vaakatasossa olevaan putkimaiseen osaan ja suodatin 19 on asennettavissa siihen yläpuolisen valolähteen 12 jälkeen.
30 Laitteistoon kuuluu edelleen tietojenkäsitte- lylaite 13, esim mikrotietokone. Se on varustettu tar-peellisilla ohjelmavälineillä.
Tietojenkäsittelylaite 13 on edelleen varustettu päättelysäännöstöllä, joka on esim asiantuntija-35 järjestelmän muodossa.
Menetelmän eräs sovellutus toteutetaan siten, että väliaine johdetaan järjestelmästä mittauskanavaan 9 96058 kuvauskohtaan. Magneettiventtiilit suljetaan, jolloin väliaine pysähtyy mittauskanavassa ja väliaine hiuk-kasineen on ohuena kalvona ikkunoiden välissä. Välittömästi väliainevirtauksen pysäyttämisen jälkeen, ennen 5 hiukkasten laskeutumista alemman ikkunan pinnalle, kuvataan CCD-kameralla ikkunoiden väliin ohueksi kalvoksi saatetun väliaineen keskiosa, jossa metalliset ja ei-metalliset hiukkaset ovat satunnaisesti orientoituneita, alapuolista valaistusta käyttäen, hiukkaslasken-10 taa varten. Sitten kun hiukkaset ovat laskeutuneet alemman ikkunan pinnalle, kuvataan väliaine hiukkasi-neen ikkunan pinnan tasolta kulumistilanneanalyysiä varten. Em kuvauksia suoritetaan useita käyttäen erilaisia suurennoksia, jatkuvaa valaistusta ja/tai sala-15 mavalotyyppistä valaistusta, käyttäen yläpuolista tai alapuolista valaistusta tai molempia yhtäaikaisesti.
Tarpeen mukaan kuvauksissa käytetään valkoista valoa, polarisoitua valkoista valoa ja/tai suodattamilla aikaansaatuja värillisen valon yhdistelmiä, kuten punais-20 ta ylävaloa ja vihreätä alavaloa. Kuvauksia suoritetaan tilastollisesti merkittävä lukumäärä aineiston keräämiseksi, joka riittää kansainvälisten standardien kanssa vertailukelpoisen puhtausluokitusmäärityksen aikaansaamiseksi .
25 Kuvien analysointi tapahtuu automaattisesti ; : tietojenkäsittelylaitteella. CCD-kamerasta saatu analo ginen kuva digitoidaan digitaaliseksi kuvaksi. Digitaa-limuotoinen kuva segmentoidaan monokromaattiseksi kuvaksi ja värilliseksi kuvaksi, joita käsitellään edel-30 leen digitaalisen kuvankäsittelyn keinoin. Kuvista määritetään puhtausasteen ja/tai kulumistilanteen kan-naita keskeiset tunnusluvut, jotka kuvaavat väliaineessa olevien hiukkasten kokoa, kokojakaumaa, muotoa, pintarakennetta, valon läpäisevyyttä ja väriä. Kuitenkin 35 ennen kokojen, muotojen ja pintarakenteiden määrittämistä kuvasta eliminoidaan digitaalisilla kuvankäsitte-lymenetelmillä pois kuvausoptiikan syväterävyysalueen 10 96058 ulkopuolella olevat hiukkaset.
Sitten päättelysäännöstön avulla kuvista saatu tieto luokitellaan saatujen tunnuslukujen perusteella.
Kun kuvista on määritetty väliaineessa esiintyvien 5 hiukkasten piirreyhdistelmät, ja kun ennestään tunnetaan, että tiettyä kulumismekanismia vastaa hiukkasen tietyt piirreyhdistelmät, niin voidaan päätellä hiukkasesta määritetyn piirreyhdistelmän vastaavan jotakin tiettyä kulumismekanismia. Näin voidaan määrittää väli-10 aineeseen kosketuksissa olevien liukuvien ja/tai vierivien mekaanisten kontaktien kulumistilanne.
Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten 15 määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
» < < · il
Claims (11)
1. Menetelmä virtaavassa väliaineessa olevien / kulumishiukkasten ja muiden kiinteiden epäpuhtauksien 5 analysoimiseksi ja virtaavaan väliaineeseen kosketuksissa olevien mekaanisten kontaktien kulumistilanteen määrittämiseksi jatkuvatoimisesti, jossa menetelmässä - väliaine johdetaan tarkastelukohtaan, - otetaan pysäytyskuva väliaineesta, 10. digitoidaan analogiamuotoinen kuva, - määritetään kuvasta väliaineessa olevien hiukkasten koko ja/tai kokojakauma, tunnettu siitä, että koon ja/tai kokojakauman lisäksi digitaalisesta kuvasta määritetään digitaalisen kuvankäsittelyn menetelmillä 15 automaattisesti puhtausasteen ja/tai kulumistilanteen kannalta keskeiset tunnusluvut, jotka kuvaavat väliaineessa olevien hiukkasten muotoa, pintarakennetta, valon läpäisevyyttä ja/tai väriä, ja - luokitellaan saatu informaatio saatujen tunnuslukujen j.! 20 ja ennalta määrätyn päättelysäännöstön, kuten asiantun tijajärjestelmän, avulla ja määritetään väliaineeseen kosketuksissa olevien liukuvien ja/tai vierivien mekaanisten kontaktien kulumistilanne.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että pysäytyskuva otetaan pysäyttämällä väliainevirtaus fyysisesti tarkastelukoh-dassa ja/tai valaisemalla väliainevirtaus välähdysvalo-lähteellä.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mene-30 telmä, tunnettu siitä, että väliaine saatetaan tarkastelukohdassa ohueksi kalvoksi valon läpäisyvyyden ;· mahdollistamiseksi. • I
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että digitaalimuo- 35 toinen kuva segmentoidaan monokromaattiseksi kuvaksi ja värilliseksi kuvaksi, joita käsitellään edelleen digitaalisen kuvankäsittelyn menetelmillä. 12 96058
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että välittömästi väliainevirtauksen pysäyttämisen jälkeen, ennen jhiuk-kasten laskeutumista alemman ikkunan pinnalle, kuvataan 5 ohueksi kalvoksi saatetun väliaineen keskiosa, jossa hiukkaset ovat satunnaisesti orientoituneita, hiukkas-laskentaa varten.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että väliaineessa olevat hiuk- 10 kaset, kuten metalliset ja/tai ei-metalliset hiukkaset, kuvataan alapuolista valaistusta käyttäen.
7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiukkasten laskeuduttua alemman ikkunan pinnalle kuvataan väliaine 15 hiukkasineen ikkunan pinnan tasolta kulumistilanne-analyysiä varten ja/tai että kuvauksia suoritetaan monia käyttäen erilaisia suurennoksia; 20 ja/tai että kuvauksessa käytetään jatkuvaa valaistusta ja/tai sala-mavalotyyppistä valaistusta; ja/tai että kuvauksessa käytetään yläpuolista ja/tai alapuolista 25 valaistusta; ja/tai että kuvauksessa käytetään valkoista valoa, polarisoitua valkoista valoa ja/tai suodattimilla aikaansaatuja värillisen valon yhdistelmiä, kuten punaista ylävaloa 30 ja vihreätä alavaloa.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen ·* menetelmä, tunnettu siitä, että ennen kokojen, muotojen ja pintarakenteiden määrittämistä kuvasta eliminoidaan digitaalisilla kuvankäsittelymenetelmillä 35 pois kuvausoptiikan syväterävyysalueen ulkopuolella olevat hiukkaset.
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen 13 96058 menetelmä, tunnettu siitä, että kuvauksia suoritetaan tilastollisesti merkittävä lukumäärä aineiston keräämiseksi, joka riittää kansainvälisten standardien kanssa vertailukelpoisen puhtausluokitus-5 määrityksen aikaansaamiseksi.
10. Laitteisto patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi virtaavassa väliaineessa olevien kulumishiukkasten ja muiden kiinteiden epäpuhtauksien analysoimiseksi ja virtaavaan väliaineeseen 10 kosketuksissa olevien mekaanisten kontaktien kulumisti-lanteen määrittämiseksi jatkuvatoimisesti , tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu - runko (1), johon kuuluu läpimenevä mittauskanava (2) väliainevirtauksen johtamiseksi kuvauskohtaan (3) ja 15 siitä pois, aukko (4) , joka ulottuu kuvauskohdassa poikittaisesti mittauskanavan suhteen rungon läpi, ja kaksi kuvausikkunaa (5), jotka on tuettu runkoon aukon kohdalle ikkunoiden välisen raon ollessa virtausyh-teydessä mittauskanavan kanssa,· 20. valosähköinen ilmaisin (8) ja optiset välineet (9, 10), jotka on tuettu runkoon väliaineen ja siinä olevien hiukkasten kuvaamiseksi kuvausikkunoiden läpi; - valolähde (11, 12) kuvattavan kohteen valaisemiseksi; ja 25. tietojenkäsittelylaite (13), johon kuuluu --ohjelmavälineet digitoimaan analogiamuotoinen kuva digitaaliseksi ja määrittämään automaattisesti digitaalisen kuvankäsittelyn menetelmillä väliaineen puhtausasteen ja/tai järjestelmän kulumistilanteen kan-30 naita keskeiset tunnusluvut, jotka kuvaavat väliaineessa olevien hiukkasten kokoa, kokojakaumaa, muotoa, pintarakennetta, valon läpäisevyyttä ja/tai väriä, ja --päättelysäännöstö, kuten asiantuntijajärjestelmä, saadun informaation luokittelemiseksi määritettyjen 35 tunnuslukujen avulla ja väliaineeseen kosketuksissa olevien liukuvien ja/tai vierivien mekaanisten kontaktien kulumistilanteen määrittämiseksi. 14 96058
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu venttiilit (6, 7) väliaineen pysäyttämiseksi mittaus- kanavassa pysäytyskuvan ottamiseksi väliaineesta; 5 ja/tai että valolähde (li, 12) on välähdysvalolähde, kuten strobo-skooppilamppu, pysäytyskuvan ottamiseksi väliaineesta; ja/tai että kuvausikkunat (5) on järjestetty vaakasuoraan, olennai-10 sen pienen etäisyyden päähän toisistaan väliaineen saattamiseksi ohueksi kalvoksi kuvauskohdassa,· ja/tai että ohjelmavälineet on järjestetty segmentoimaan digitaali-muotoinen kuva monokromaattiseksi ja värilliseksi ku-15 vaksi; ja/tai että laitteistoon kuuluu alapuolinen valolähde (11) alapuolisen valaistuksen aikaansaamiseksi,-ja/tai että 20 laitteistoon kuuluu yläpuolinen valolähde (12) yläpuolisen valaistuksen aikaansaamiseksi; ja/tai että laitteistoon kuuluu suodattimia (14, 15, 19) valoläh teen valon polarisoimiseksi ja/tai suodattamiseksi eri 25 väreiksi tai niiden yhdistelmiksi; : ja/tai että valosähköinen ilmaisin (8) on rivimuotoinen paikkaherk-käilmaisin, kuten viivakamera, tai matriisimuotoinen paikkaherkkä ilmaisin, kuten CCD-kamera. 1 II 15 96058
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI925556A FI96058C (fi) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | Menetelmä ja laitteisto väliaineessa olevien hiukkasten analysoimiseksi ja väliaineeseen kosketuksissa olevien mekaanisten kontaktien kulumistilanteen jatkuvatoimiseksi määrittämiseksi |
| EP94901962A EP0672243B1 (en) | 1992-12-07 | 1993-12-07 | Procedure and device for analyzing of particles in a medium and for continuous determining of wear condition of mechanical contacts in contact with the medium |
| PCT/FI1993/000526 WO1994014049A1 (en) | 1992-12-07 | 1993-12-07 | Procedure and device for analyzing of particles in a medium and for continuous determining of wear condition of mechanical contacts in contact with the medium |
| DE69328259T DE69328259T2 (de) | 1992-12-07 | 1993-12-07 | Vorrichtung und verfahren zur partikelanalyze in einem medium und zur kontinuierlichen bestimmung des abnutzungsgrades von mit diesem medium in kontakt stehenden mechanischen kontakten |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI925556A FI96058C (fi) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | Menetelmä ja laitteisto väliaineessa olevien hiukkasten analysoimiseksi ja väliaineeseen kosketuksissa olevien mekaanisten kontaktien kulumistilanteen jatkuvatoimiseksi määrittämiseksi |
| FI925556 | 1992-12-07 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI925556A0 FI925556A0 (fi) | 1992-12-07 |
| FI925556A7 FI925556A7 (fi) | 1994-06-08 |
| FI96058B FI96058B (fi) | 1996-01-15 |
| FI96058C true FI96058C (fi) | 1996-04-25 |
Family
ID=8536343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI925556A FI96058C (fi) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | Menetelmä ja laitteisto väliaineessa olevien hiukkasten analysoimiseksi ja väliaineeseen kosketuksissa olevien mekaanisten kontaktien kulumistilanteen jatkuvatoimiseksi määrittämiseksi |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0672243B1 (fi) |
| DE (1) | DE69328259T2 (fi) |
| FI (1) | FI96058C (fi) |
| WO (1) | WO1994014049A1 (fi) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5790246A (en) * | 1996-04-18 | 1998-08-04 | Montores Pty. Ltd. | Apparatus and network for determining a parameter of a particle in a fluid employing detector and processor |
| FR2753531B1 (fr) * | 1996-09-19 | 1998-10-16 | Snecma | Procede de reglage du niveau d'eclairement d'un echantillon dans un systeme de granulometrie par analyse d'images |
| DE19726518B4 (de) * | 1997-06-23 | 2004-02-05 | Suhr, Hajo, Prof. Dr. | In situ Mikroskopsonde für die Partikelmeßtechnik |
| DE10052384B4 (de) * | 2000-10-20 | 2011-02-10 | Schwartz, Margit | Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Partikeleigenschaften und/oder Partikelkonzentrationen in einem fluiden Medium |
| US6803563B2 (en) | 2002-08-02 | 2004-10-12 | Flender Service Gmbh | Method and apparatus for monitoring the quality of lubricant |
| DE10235612B4 (de) * | 2002-08-02 | 2012-06-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Qualität von Schmieröl |
| DE102005062439B3 (de) | 2005-12-23 | 2007-05-10 | JOMESA Meßsysteme GmbH | Verfahren für die Partikelanalyse und Partikelanalysesystem |
| DE102005063101B4 (de) * | 2005-12-30 | 2009-04-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Prüfstand zur Erfassung von Partikelemission |
| EP1944601A1 (en) * | 2007-01-09 | 2008-07-16 | STMicroelectronics (Research & Development) Limited | Optical fluid assessment apparatus |
| US9897582B2 (en) | 2012-10-26 | 2018-02-20 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method and system for failure prediction using lubricating fluid analysis |
| DE102013219181B4 (de) | 2013-09-24 | 2018-05-09 | Olympus Soft Imaging Solutions Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur optischen Bestimmung von Partikeleigenschaften |
| US10330664B2 (en) | 2015-06-18 | 2019-06-25 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Evaluation of component condition through analysis of material interaction |
| CN105136622A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-12-09 | 河海大学 | 一种批量测试粗集料扁平率的方法 |
| US10519800B2 (en) | 2015-12-08 | 2019-12-31 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method and system for diagnosing a condition of an engine using lubricating fluid analysis |
| US10151739B2 (en) | 2016-04-25 | 2018-12-11 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method and system for evaluation of engine condition |
| WO2017201055A1 (en) * | 2016-05-17 | 2017-11-23 | Castrol Limited | Oil analysis |
| GB201806409D0 (en) * | 2018-04-19 | 2018-06-06 | Castrol Ltd | Apparatus and method for fluid analysis |
| GB201806406D0 (en) * | 2018-04-19 | 2018-06-06 | Castrol Ltd | Apparatus and method for fluid analysis |
| GB201806404D0 (en) * | 2018-04-19 | 2018-06-06 | Castrol Ltd | Apparatus and method for fluid analysis |
| CN108414409B (zh) * | 2018-05-11 | 2024-04-30 | 中国矿业大学 | 一种旋转式铁谱仪谱片图像采集系统及方法 |
| CN109374436B (zh) * | 2018-09-19 | 2021-05-11 | 大连理工大学 | 一种基于ct图像的水合物沉积物剪切带识别方法 |
| US11614436B2 (en) * | 2019-06-12 | 2023-03-28 | Pratt & Whitney Canada Corp. | System and method for diagnosing a condition of an engine |
| JP7428672B2 (ja) * | 2021-02-03 | 2024-02-06 | 株式会社日立製作所 | 粒子測定装置 |
| CN115165695B (zh) * | 2022-08-12 | 2025-09-12 | 象限空间（天津）科技有限公司 | 一种铁谱仪 |
| CN115420657A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-12-02 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 磨粒分析设备及方法 |
| CN115740089B (zh) * | 2022-11-14 | 2026-02-10 | 华中科技大学 | 一种实时监测模具磨损状态的装置及方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1430420A (en) * | 1972-04-24 | 1976-03-31 | Niemi A | Method and apparatus for analyzing a visible object |
| US4219805A (en) * | 1978-10-13 | 1980-08-26 | Technical Development Company | Lubricating oil debris monitoring system |
| US4918739A (en) * | 1988-08-12 | 1990-04-17 | Maraven, S.A. | Process and system for digital analysis of images applied to stratigraphic data |
| GB2264556A (en) * | 1992-02-21 | 1993-09-01 | Hatfield Polytechnic Higher Ed | Diffraction analysis of particle size, shape and orientation |
-
1992
- 1992-12-07 FI FI925556A patent/FI96058C/fi active IP Right Grant
-
1993
- 1993-12-07 DE DE69328259T patent/DE69328259T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-12-07 EP EP94901962A patent/EP0672243B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-12-07 WO PCT/FI1993/000526 patent/WO1994014049A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69328259D1 (de) | 2000-05-04 |
| EP0672243B1 (en) | 2000-03-29 |
| EP0672243A1 (en) | 1995-09-20 |
| FI96058B (fi) | 1996-01-15 |
| WO1994014049A1 (en) | 1994-06-23 |
| DE69328259T2 (de) | 2000-11-30 |
| FI925556A0 (fi) | 1992-12-07 |
| FI925556A7 (fi) | 1994-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI96058C (fi) | Menetelmä ja laitteisto väliaineessa olevien hiukkasten analysoimiseksi ja väliaineeseen kosketuksissa olevien mekaanisten kontaktien kulumistilanteen jatkuvatoimiseksi määrittämiseksi | |
| JP4445569B2 (ja) | ろ過水監視装置及びろ過水監視システム | |
| CN100567950C (zh) | 油液污染物综合检测系统及检测方法 | |
| AU2007351270B2 (en) | Method for inspecting defect of hollow fiber porous membrane, defect inspection equipment and production method | |
| EP2980557A1 (en) | System and method for monitoring a fluid | |
| KR102100197B1 (ko) | 플로우 셀을 이용한 미세조류 연속 모니터링 장치 | |
| CN108474742A (zh) | 用于监测和控制沉积物形成的方法和装置 | |
| WO2019202129A1 (en) | Apparatus and method for fluid analysis | |
| EP3951355A1 (en) | Cartridge and device for determining at least the chemical nature of at least solid microplastic particles suspended in a liquid sample | |
| US5456102A (en) | Method and apparatus for particle counting and counter calibration | |
| KR101847509B1 (ko) | 막 오염도 측정 방법 및 장치 | |
| JPWO2020213737A1 (ja) | パラメータ算出方法、分離膜特性の予測方法、分離膜の運転方法 | |
| WO2019202132A1 (en) | Apparatus and method for fluid analysis | |
| WO2017030138A1 (ja) | 水処理槽活性汚泥状態評価装置用治具、これを用いた水処理槽活性汚泥状態評価装置および状態評価方法 | |
| EP1406079A2 (en) | Fluid flow cell | |
| JPH05172728A (ja) | 水圏観察、監視及び浄化システム | |
| JP5878038B2 (ja) | 水質測定システム | |
| CN1668910A (zh) | 流槽和使用流槽的颗粒测量设备 | |
| WO2019202123A1 (en) | Apparatus and method for fluid analysis | |
| WO2019202124A1 (en) | Apparatus and method for fluid analysis | |
| CN109142377B (zh) | 一种饮用矿泉水水质检测装置 | |
| KR101280355B1 (ko) | 휴대용 분리막 검측장치 및 검측방법 | |
| CN2530261Y (zh) | 实时间润滑油污染度测定装置 | |
| DE4438510A1 (de) | Anlage zur Überprüfung einer Suspension fluoreszenzfähigen Materials | |
| CN2645078Y (zh) | 自聚焦光纤透镜磨粒检测仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS |
|
| BB | Publication of examined application |