一种润滑油品质监测方法

本发明涉及润滑油品质监测，尤其涉及一种润滑油品质监测方法。

背景技术：

1、随着生产与科学技术的发展，人们对机械设备的工作可靠性及使用寿命要求越来越高，进行机械设备状态监测是提高机械设备工作可靠性及使用寿命的有效手段。在机械设备中流淌的润滑油，起着冷却、密封、清洗和防腐等作用。润滑油质量的好坏直接影响设备的工作性能。随着机械设备工作时间的增加，润滑油会在高温的环境下氧化，机械零件的磨损物、设备运行过程中从外界环境进入的污染物都会导致润滑油的品质下降。特别是机械设备在强烈冲击震动、低速重载等恶劣的条件下，会加剧磨损颗粒的增加，遭受严重污染的润滑油可能丧失其功能，导致机械出现故障。因此，通过对设备中润滑油的品质进行监测，从而对机械设备运行状态进行有效监控，对保障设备运行的安全性和可靠性具有重大意义。

2、但相关技术中的润滑油品质监测方法考虑的因素较为单一，得到的监测结果的准确性较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种润滑油品质监测方法，以解决现有技术中的润滑油品质监测方法的准确性较低的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种润滑油品质监测方法，包括如下步骤：获取预设体积的待监测润滑油；对待监测润滑油进行过滤处理，得到待监测润滑油的油液和颗粒物；获取颗粒物的图像，对图像中的颗粒物进行边缘提取处理，通过提取到的边缘得到图像中颗粒物的面积、数量以及单位体积内颗粒物的平均含量；获取待监测润滑油的油液的流形图像；对待监测润滑油的油液的流形图像进行处理，得到待监测润滑油流形图像的轮廓指标；将待监测润滑油流形图像的轮廓指标与轮廓指标数据库进行对比，得到待监测润滑油的粘度信息；获取待监测润滑油的油液的色彩图像；对待监测润滑油的油液的色彩图像进行灰度处理，得到待监测润滑油的灰度等级分布图；根据灰度等级分布图的灰度值集中区域得到待监测润滑油的灰度值的所在值域；根据图像中颗粒物的面积、数量、单位体积内颗粒物的平均含量、粘度信息和灰度值的所在值域确定待监测润滑油的品质。

3、进一步地，在对图像中的颗粒物进行边缘提取处理前，还包括以下步骤：采用直方图均衡化方法对颗粒物的图像进行增强图像处理；采用维纳滤波方法对颗粒物的图像进行去模糊处理；

4、其中，维纳滤波公式如下：

5、

6、其中为恢复后的图像频谱，sη(u,v)＝|n(u,v)|2为噪声的功率谱，sf(u,v)＝|f(u,v)|2为输入图像的功率谱，g(u,v)为退化图像的图像频谱。

7、进一步地，对图像中的颗粒物进行边缘提取处理具体包括以下步骤：采用canny算子边缘提取方法对颗粒物的边缘进行提取，对颗粒物的图像进行高斯滤波去噪处理，得到图像矩阵；对于所得图像矩阵，利用邻域内其它像素点到邻域中心的距离，代入二维高斯函数，计算出高斯模板；利用卷积核对周围邻域像素作加权平均，针对图像的边界像素补常数；计算梯度即灰度变化的强度和方向，应用极大值抑制，使模糊边界清晰，用双阈值方法决定潜在边界，得到完整边缘；通过提取到的边缘得到图像中颗粒物的面积、数量以及单位体积内颗粒物的平均含量具体包括以下步骤：对提取到的边缘轮廓，用cv.contourarea函数计算边缘轮廓所包含的像素数，像素数作为图像中颗粒物的面积；将像素数＜30的设定为小颗粒，将30≤像素数＜60的设定为较小颗粒，将60≤像素数＜120的设定为中等颗粒，将120≤像素数＜220的设定为较大颗粒，将220≤像素数的设定为大颗粒；对图像中小颗粒、较小颗粒、中等颗粒、较大颗粒、大颗粒的数量进行统计，得到各型颗粒的数量；将各型颗粒的数量除以预设体积，得到单位体积内各型颗粒物的平均含量；单位体积内各型颗粒物的平均含量的数值越大，待监测润滑油的品质越差；单位体积内各型颗粒物的平均含量的数值越大，待监测润滑油的品质越差。

8、进一步地，在获取颗粒物的图像时，从多个角度获取多张图像；分别对多张图像中的颗粒物进行边缘提取处理，得到多个单位体积内各型颗粒物的平均含量；去除多个单位体积内各型颗粒物的平均含量中的最大值和最小值后计算平均值；根据平均值确定待监测润滑油的品质；在确定润滑油品质时，将润滑油的品质划分为多个优劣等级；将单位体积内各型颗粒物的平均含量划分为多个连续的阈值范围，并与多个优劣等级一一对应；根据得到待监测润滑油的单位体积内各型颗粒物的平均含量所在的阈值范围确定待监测润滑油的优劣等级；当各型得到的待监测润滑油的优劣等级不同时，以优劣等级中更差的为准。

9、进一步地，将润滑油的品质划分为多个优劣等级具体包括：差、较差、中等、较好和好；将单位体积内各型颗粒物的平均含量划分为多个连续的阈值范围，并与多个优劣等级一一对应具体包括：单位体积内小颗粒的平均含量小于等于20时，润滑油的优劣等级为好；单位体积内小颗粒的平均含量大于20且小于等于40时，润滑油的优劣等级为较好；单位体积内小颗粒的平均含量大于40且小于等于80时，润滑油的优劣等级为中等；单位体积内小颗粒的平均含量大于80且小于等于160时，润滑油的优劣等级为较差；单位体积内小颗粒的平均含量大于160时，润滑油的优劣等级为差；单位体积内较小颗粒的平均含量小于等于10时，润滑油的优劣等级为好；单位体积内较小颗粒的平均含量大于10且小于等于20时，润滑油的优劣等级为较好；单位体积内较小颗粒的平均含量大于20且小于等于40时，润滑油的优劣等级为中等；单位体积内较小颗粒的平均含量大于40且小于等于80时，润滑油的优劣等级为较差；单位体积内较小颗粒的平均含量大于80时，润滑油的优劣等级为差；单位体积内中等颗粒的平均含量小于等于5时，润滑油的优劣等级为好；单位体积内中等颗粒的平均含量大于5且小于等于10时，润滑油的优劣等级为较好；单位体积内中等颗粒的平均含量大于10且小于等于20时，润滑油的优劣等级为中等；单位体积内中等颗粒的平均含量大于20且小于等于40时，润滑油的优劣等级为较差；单位体积内中等颗粒的平均含量大于40时，润滑油的优劣等级为差；单位体积内较大颗粒的平均含量小于等于1时，润滑油的优劣等级为好；单位体积内较大颗粒的平均含量大于1且小于等于5时，润滑油的优劣等级为较好；单位体积内较大颗粒的平均含量大于5且小于等于10时，润滑油的优劣等级为中等；单位体积内较大颗粒的平均含量大于10且小于等于20时，润滑油的优劣等级为较差；单位体积内较大颗粒的平均含量大于20时，润滑油的优劣等级为差；单位体积内大颗粒的平均含量为0时，润滑油的优劣等级为好；单位体积内大颗粒的平均含量为1时，润滑油的优劣等级为较好；单位体积内大颗粒的平均含量大于1且小于等于5时，润滑油的优劣等级为中等；单位体积内大颗粒的平均含量大于5且小于等于10时，润滑油的优劣等级为较差；单位体积内大颗粒的平均含量大于10时，润滑油的优劣等级为差。

10、进一步地，润滑油品质监测方法还包括以下步骤：利用计算流体力学软件模拟得到不同粘度、速度和温度下的润滑油仿真流体图像；对润滑油仿真流体图像进行处理，得到润滑油仿真流体图像的轮廓指标；根据得到的润滑油仿真流体图像的轮廓指标建立轮廓指标数据库。

11、进一步地，得到润滑油仿真流体图像或待监测润滑油流形图像的轮廓指标的方法包括以下步骤：基于python-opencv的轮廓提取算法，导入润滑油仿真流体图像或待监测润滑油流形图像后，用函数cv.cvtcolor将彩色原图转化为灰度图，用cv.threshold将灰度图二值化，对二值图像用cv.findcontours函数处理得到轮廓边缘，用cv.drawcontours函数画出轮廓线，用cv.contourarea函数计算轮廓所包含的面积，用cv.arclength函数计算轮廓的周长，用函数cv.minarearect得到轮廓的最小外接矩形，得到轮廓面积，周长和最小外接矩形三项轮廓指标。

12、进一步地，在采集油液的流形图像时，保持油液处于流动状态，并将曝光时间设置为1/60s；在采集待监测润滑油的油液的色彩图像时，采用led组合光源在背面照明。

13、进一步地，润滑油品质监测方法还包括以下步骤：对取值范围为0～255的灰度值进行值域划分，得到连续的多个值域区间；将润滑油的品质划分为多个优劣等级，并与多个值域区间一一对应；根据得到待监测润滑油的灰度值所在的值域确定润滑油的优劣等级。

14、进一步地，多个值域区间分别为：第一值域为0～51；第二值域为51～102；第三值域为102～153；第四值域为153～205；第五值域为205～255；多个优劣等级一一对应地分别为：差；较差；中等；较好；好。

15、应用本发明的技术方案，综合考虑了颗粒物的大小和数量、单位体积内颗粒物的平均含量、粘度信息和灰度值的所在值域，有利于提升润滑油品质判定的准确性。

16、本技术在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。