本書基于油液健康監(jiān)測的故障診斷技術(shù)與試驗(yàn)系統(tǒng)，制定在線監(jiān)控裝備在用油品的關(guān)鍵指標(biāo)，實(shí)時反映裝備在用油液的劣化、污染、機(jī)械磨損等狀態(tài)變化趨勢，及時預(yù)防裝備(關(guān)鍵部件)重大事故的發(fā)生，為用戶制定合理的換油周期與維修決策提供科學(xué)依據(jù)。
1.國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目：風(fēng)機(jī)傳動鏈性能退化的多源深度學(xué)習(xí)和故障預(yù)示合作研究，編號2016YFE0132200，執(zhí)行期2017/4-2021.6，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（本書依托）
2.國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目：大科學(xué)裝置樣品環(huán)境設(shè)備的服役貧信息對比學(xué)習(xí)健康監(jiān)測研究，編號52175080，執(zhí)行期2022.01-2025.12，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（本書依托）
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意義 3
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀 4
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 5
1.2.3 發(fā)展趨勢 9
1.3 全書章節(jié)安排 10
第2章 油液磨粒在線監(jiān)測技術(shù) 11
2.1 基于電容式傳感器的在線監(jiān)測 11
2.1.1 電容式傳感器的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要點(diǎn) 11
2.1.2 電容式傳感器在線監(jiān)測的原理及方法 13
2.1.3 電容式傳感器的應(yīng)用與仿真 16
2.2 基于電感式傳感器的在線監(jiān)測 21
2.2.1 電感式傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀 21
2.2.2 電感式傳感器的電路設(shè)計(jì) 22
2.2.3 電感式傳感器激勵特性的研究現(xiàn)狀 25
2.2.4 電感式傳感器在線監(jiān)測的研究內(nèi)容 25
2.2.5 電感式傳感器的研究方法 26
2.3 基于光纖式傳感器的在線監(jiān)測 29
2.3.1 光纖式傳感器的機(jī)械特性分析 29
2.3.2 基于分布光纖式傳感器的在線監(jiān)測系統(tǒng) 33
2.4 基于超聲波傳感器的在線監(jiān)測 34
2.4.1 超聲波傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀 34
2.4.2 超聲波傳感器技術(shù)的理論 37
2.4.3 超聲波傳感器的工作過程 38
2.5 基于顯微圖像處理的在線監(jiān)測 40
2.5.1 磨粒監(jiān)測流程 41
2.5.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 41
2.5.3 顯微成像系統(tǒng)設(shè)計(jì) 41
2.5.4 油液分析芯片設(shè)計(jì) 41
2.5.5 磨粒圖像處理 42
第3章 油液磨粒電磁特征仿真 43
3.1 電磁場理論 43
3.1.1 安培定律 43
3.1.2 畢奧-薩伐爾定律 44
3.1.3 載流圓形線圈的磁場分布 44
3.1.4 螺線管中心軸線上的磁場分布 44
3.2 油液磨粒監(jiān)測系統(tǒng) 46
3.2.1 系統(tǒng)組成 46
3.2.2 系統(tǒng)工作原理 47
3.2.3 油液磨粒監(jiān)測系統(tǒng)的工作形式 48
3.2.4 油液磨粒監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用 48
3.3 特征提取技術(shù) 49
3.3.1 主成分分析 49
3.3.2 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解 50
3.3.3 小波變換 52
3.3.4 稀疏自編碼器 53
3.4 電磁型油液磨粒監(jiān)測裝置設(shè)計(jì) 55
3.4.1 設(shè)計(jì)原理 55
3.4.2 傳感器硬件系統(tǒng) 58
3.4.3 傳感器軟件系統(tǒng) 64
3.4.4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 67
3.4.5 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真測試 70
3.4.6 仿真驗(yàn)證 72
3.5 油液磨粒傳感監(jiān)測平臺設(shè)計(jì) 74
3.5.1 設(shè)計(jì)思路 74
3.5.2 試驗(yàn)臺工作流程 75
3.5.3 操作方法 75
3.5.4 電氣控制設(shè)計(jì)及主要技術(shù)指標(biāo) 76
3.5.5 可編程邏輯控制器邏輯控制設(shè)計(jì) 76
3.5.6 維護(hù)及注意事項(xiàng) 84
3.5.7 試驗(yàn)仿真顯示 85
第4章 飛行姿態(tài)下在線監(jiān)測性能測試 87
4.1 飛行對監(jiān)測的影響 87
4.1.1 飛行姿態(tài)對監(jiān)測的影響 87
4.1.2 溫度對監(jiān)測的影響 89
4.1.3 介電常數(shù)對監(jiān)測的影響 91
4.1.4 磨粒對監(jiān)測的影響 93
4.2 飛行狀態(tài)下性能指標(biāo)變化機(jī)理 95
4.2.1 飛行姿態(tài)對液位的影響 95
4.2.2 溫度對油箱的影響 98
4.2.3 介電常數(shù)變化原理 100
4.3 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及可靠性測試 101
4.4 傳感器電路設(shè)計(jì) 103
4.5 傳感器布局優(yōu)化 103
4.5.1 油箱可測區(qū)域計(jì)算 104
4.5.2 傳感器布局計(jì)算 105
4.6 油箱油量估計(jì) 106
4.6.1 數(shù)學(xué)模型 106
4.6.2 姿態(tài)校正估計(jì) 107
4.6.3 計(jì)算機(jī)輔助與空間插值法 111
4.7 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì) 114
4.7.1 傳感器設(shè)計(jì) 114
4.7.2 傳感器、信號器布局設(shè)計(jì) 115
4.7.3 測試平臺設(shè)計(jì) 115
4.7.4 仿真測試性能 129
第5章 油氣混合分離性能測試 131
5.1 分離原理 131
5.1.1 重力沉降 131
5.1.2 過濾分離 132
5.1.3 慣性分離 133
5.1.4 靜電分離 136
5.1.5 精餾式氣液分離 136
5.2 分離性能測試原理 137
5.2.1 基于聲速法研究油氣分離器的分離效率 137
5.2.2 基于激光衍射技術(shù)測量分離效率 139
5.3 測試裝置設(shè)計(jì) 144
5.3.1 方案設(shè)計(jì) 144
5.3.2 油氣分離器設(shè)計(jì) 147
5.3.3 油液磨粒傳感器設(shè)計(jì) 147
5.3.4 測試平臺設(shè)計(jì) 148
5.4 軟件設(shè)計(jì) 160
第6章 油液磨粒在線監(jiān)測 162
6.1 磨粒特征與磨損狀態(tài)定性分析 162
6.2 油液分析傳感器 165
6.2.1 MetalSCAN油液磨損金屬監(jiān)測傳感器 165
6.2.2 感應(yīng)式碎屑監(jiān)測器 166
6.2.3 定量碎屑監(jiān)視器 167
6.2.4 導(dǎo)電碎片探測器 167
6.2.5 Electromesh指示器 167
6.3 油液在線監(jiān)測系統(tǒng) 168
6.3.1 GE90發(fā)動機(jī)定量電子磨損監(jiān)測系統(tǒng) 168
6.3.2 美海軍船用發(fā)動機(jī)油液在線監(jiān)測系統(tǒng) 169
6.3.3 磨粒在線監(jiān)測技術(shù)指標(biāo) 170
6.4 關(guān)鍵技術(shù) 171
6.4.1 復(fù)雜工況電磁兼容電路關(guān)鍵技術(shù) 171
6.4.2 多參數(shù)信號的小波降噪關(guān)鍵技術(shù) 172
6.5 油液磨粒在線監(jiān)測平臺 173
6.5.1 試驗(yàn)平臺的搭建 173
6.5.2 傳感器 174
6.5.3 軟件系統(tǒng) 178
6.5.4 仿真試驗(yàn) 182
參考文獻(xiàn) 191
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