油液健康监测试验技术

本书基于油液健康监测的故障诊断技术与试验系统，制定在线监控装备在用油品的关键指标，实时反映装备在用油液的劣化、污染、机械磨损等状态变化趋势，及时预防装备(关键部件)重大事故的发生，为用户制定合理的换油周期与维修决策提供科学依据。

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 3
1.2 国内外研究现状 4
1.2.1 国外研究现状 4
1.2.2 国内研究现状 5
1.2.3 发展趋势 9
1.3 全书章节安排 10
第2章 油液磨粒在线监测技术 11
2.1 基于电容式传感器的在线监测 11
2.1.1 电容式传感器的特点及设计要点 11
2.1.2 电容式传感器在线监测的原理及方法 13
2.1.3 电容式传感器的应用与仿真 16
2.2 基于电感式传感器的在线监测 21
2.2.1 电感式传感技术的研究现状 21
2.2.2 电感式传感器的电路设计 22
2.2.3 电感式传感器激励特性的研究现状 25
2.2.4 电感式传感器在线监测的研究内容 25
2.2.5 电感式传感器的研究方法 26
2.3 基于光纤式传感器的在线监测 29
2.3.1 光纤式传感器的机械特性分析 29
2.3.2 基于分布光纤式传感器的在线监测系统 33
2.4 基于超声波传感器的在线监测 34
2.4.1 超声波传感器技术的研究现状 34
2.4.2 超声波传感器技术的理论 37
2.4.3 超声波传感器的工作过程 38
2.5 基于显微图像处理的在线监测 40
2.5.1 磨粒监测流程 41
2.5.2 系统总体结构 41
2.5.3 显微成像系统设计 41
2.5.4 油液分析芯片设计 41
2.5.5 磨粒图像处理 42
第3章 油液磨粒电磁特征仿真 43
3.1 电磁场理论 43
3.1.1 安培定律 43
3.1.2 毕奥-萨伐尔定律 44
3.1.3 载流圆形线圈的磁场分布 44
3.1.4 螺线管中心轴线上的磁场分布 44
3.2 油液磨粒监测系统 46
3.2.1 系统组成 46
3.2.2 系统工作原理 47
3.2.3 油液磨粒监测系统的工作形式 48
3.2.4 油液磨粒监测系统的实际应用 48
3.3 特征提取技术 49
3.3.1 主成分分析 49
3.3.2 经验模态分解 50
3.3.3 小波变换 52
3.3.4 稀疏自编码器 53
3.4 电磁型油液磨粒监测装置设计 55
3.4.1 设计原理 55
3.4.2 传感器硬件系统 58
3.4.3 传感器软件系统 64
3.4.4 产品结构设计 67
3.4.5 结构强度仿真测试 70
3.4.6 仿真验证 72
3.5 油液磨粒传感监测平台设计 74
3.5.1 设计思路 74
3.5.2 试验台工作流程 75
3.5.3 操作方法 75
3.5.4 电气控制设计及主要技术指标 76
3.5.5 可编程逻辑控制器逻辑控制设计 76
3.5.6 维护及注意事项 84
3.5.7 试验仿真显示 85
第4章 飞行姿态下在线监测性能测试 87
4.1 飞行对监测的影响 87
4.1.1 飞行姿态对监测的影响 87
4.1.2 温度对监测的影响 89
4.1.3 介电常数对监测的影响 91
4.1.4 磨粒对监测的影响 93
4.2 飞行状态下性能指标变化机理 95
4.2.1 飞行姿态对液位的影响 95
4.2.2 温度对油箱的影响 98
4.2.3 介电常数变化原理 100
4.3 传感器结构设计及可靠性测试 101
4.4 传感器电路设计 103
4.5 传感器布局优化 103
4.5.1 油箱可测区域计算 104
4.5.2 传感器布局计算 105
4.6 油箱油量估计 106
4.6.1 数学模型 106
4.6.2 姿态校正估计 107
4.6.3 计算机辅助与空间插值法 111
4.7 试验装置设计 114
4.7.1 传感器设计 114
4.7.2 传感器、信号器布局设计 115
4.7.3 测试平台设计 115
4.7.4 仿真测试性能 129
第5章 油气混合分离性能测试 131
5.1 分离原理 131
5.1.1 重力沉降 131
5.1.2 过滤分离 132
5.1.3 惯性分离 133
5.1.4 静电分离 136
5.1.5 精馏式气液分离 136
5.2 分离性能测试原理 137
5.2.1 基于声速法研究油气分离器的分离效率 137
5.2.2 基于激光衍射技术测量分离效率 139
5.3 测试装置设计 144
5.3.1 方案设计 144
5.3.2 油气分离器设计 147
5.3.3 油液磨粒传感器设计 147
5.3.4 测试平台设计 148
5.4 软件设计 160
第6章 油液磨粒在线监测 162
6.1 磨粒特征与磨损状态定性分析 162
6.2 油液分析传感器 165
6.2.1 MetalSCAN油液磨损金属监测传感器 165
6.2.2 感应式碎屑监测器 166
6.2.3 定量碎屑监视器 167
6.2.4 导电碎片探测器 167
6.2.5 Electromesh指示器 167
6.3 油液在线监测系统 168
6.3.1 GE90发动机定量电子磨损监测系统 168
6.3.2 美海军船用发动机油液在线监测系统 169
6.3.3 磨粒在线监测技术指标 170
6.4 关键技术 171
6.4.1 复杂工况电磁兼容电路关键技术 171
6.4.2 多参数信号的小波降噪关键技术 172
6.5 油液磨粒在线监测平台 173
6.5.1 试验平台的搭建 173
6.5.2 传感器 174
6.5.3 软件系统 178
6.5.4 仿真试验 182
参考文献 191