基于图像处理的发动机润滑油磨粒检测技术研究

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1、西北农林科技大学硕士学位论文基于图像处理的发动机润滑油磨粒检测技术研究姓名：张勇申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：朱瑞祥20080401基于图像处理的发动机润滑油磨粒检测技术研究摘要润滑油是发动机中的“血液”，发动机润滑油中所含的磨粒，不仅能表征在用润滑油的品质，而且也可间接表征机器运行技术状态。因此，对发动机润滑油中磨粒进行检测，不仅能发现润滑油的质量变化，有利于实现“按需换油”，降低成本，更能通过对润滑油磨粒检测预知机器故障，保证机器安全运行。本论文主要是为解决目前诸多磨粒检测方法必须借助一定仪器设备，在润滑油和磨粒分离状态下进行检测等不足而进行

2、研究的，探索提出了一种在润滑油和磨粒不分离状态下的磨粒检测技术。检测时，将发动机油底壳中采集到的润滑油涂抹在载波片上，通过一定放大倍数的数码摄像仪和图像采集卡将载玻片上的图像采集储存到计算机中，由计算机中的分析软件来对数字图像进行处理并提取磨粒特征参数，从而实现对润滑油磨粒的检测。本文所用主要方法和结论如下：1．在不分离状态下，通过金相显微镜、摄像仪等仪器，获取润滑油磨粒简易玻片数字图像，并应用金相显微镜标尺对图像进行标定，其对角线标定系数为0．8840微米／像素。2．应用MATLAB图像处理工具箱对本研究中的数字图像进行预处理的结果表明：对比度扩展增强效果优于直

3、方图修正增强，中值滤波增强效果优于均值滤波增强，图像平滑后不宜再进行锐化处理等结论，而后得到本研究中磨粒数字图像预处理流程。3．应用自动域值法对预处理后的图像进行了背景分割，并采用形态操作消除了干扰信息。应用MATI，AB编制程序，检测出了磨粒面积、周长、等效直径和形状因子四个磨粒特征参数。通过对相同采样条件下己知面积的血球计数板图像处理验证，本文研究方法对磨粒面积参数的检测精度达到了93％。分析得出精度误差与图像处理的参数选择、背景分割的域值、仪器的分辨率等有关。4．根据图像处理流程，利用Ⅵ刚B嬲ic6．0和Matlab6．5混合编程开发了发动机润滑油磨粒检测系

4、统。本研究作为润滑油磨粒不分离检测的一种新的方法，对于实现润滑油动态检测、“按质换油”等有一定的现实意义。关键词：发动机；润滑油磨粒；检测技术：不分离状态；MA：rI。AB；图像处理；研究生学位论文的独创性声明本人声明：所呈交的学历硕士学位论丈是我个人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究结果；论文中的研究数据及结果是按学校Ⅸ关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定》获得的，如果违反此规定，一切后果与法律责任均由本人承担。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究结果，也不包含其他人和自己本人已获得西北农林科

5、技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文的致谢中作了明确的说明并表示了谢意．研究生签名：下独汉乒时间：衣o。占年争月，g日学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定》而获得的研究结果。如果违反学校《《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定》，我弘须接受按学校有关规定的处罚处理并承担相应导师连带责任。⋯名：柳晴阃：ar奄气年牛只11目关于其他单位与人员对研究生学位论文使用授权的说明任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人未经本论文作者的导师授权，不得有对本论文进行复制、修改、发行、出租、

6、改编等侵犯著作权的行为，否则，按违背Ⅸ中华人民共和国著作权法》有关规定处理并追究法律责任．经本论文作者的导师同意，授权西北农林科技大学可向主管上级有关单位送交论文的纸质件舜口电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用复印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文；否则，按违背《中华人民共和国著作权法》有关规定处理并追究法律责任。研究生签名：导师签名：时间：&，o分年年月／，g日时间：川善年譬月日2基于图像处理的发动机润滑油磨粒检测技术研究的时期磨粒形态有不同的特点。【¨5】J／／lH7’，毫合期偶然故碡期耗镄故鬻?图l·l机器餍损曲线规律Fig．1一lCuIVe0fm

7、achineⅥ忙aIringmle(1)磨合期：各摩擦副的运行未达到稳定状态，磨粒轮廓形状不规则、粗糙，磨粒较大；(2)偶然故障期：各摩擦副的运行达到稳定状态，磨粒形状轮廓规则，颗粒细小而光滑；(3)耗损故障期：由于机械零件趋于疲劳，多发生疲劳磨损，磨粒多片状、扇形颗粒，磨粒尺寸较大。从数字图像处理技术的应用可能性上讲，润滑油和磨粒在不分离状态下，数字图像所携带的信息亦有不同的特征，由于磨粒为固体，润滑油为液体，在数字图像中不同物质的灰度图像具有不同图像灰度值，这就为润滑油磨粒检测提供了依据。另外，在润滑油中常混有积炭，与润滑油中的氧化物结合形成所谓的油泥，但这些

8、均属于非金