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油液監測信息融合技術概述

作者:   發布日期:2016-9-20   點擊數:3943

        針對不同的油液監測對象,有選擇地聯合運用幾種油液監測手段是獲得更為準確分析結論的有效途徑。例如,對于柴油機這種含有多種材質零部件、具有多種磨損形式的動力機械,聯合運用鐵譜和光譜技術進行運用中的監測就比單一使用其中一種方法更為有效。對于液壓系統的液壓油聯合運用鐵譜和顆粒計數技術就更能適應液壓油需要更嚴格控制污染度的特點。一個完整的油液監測實驗室則需要同時具備油液常規理化分析、原子發射或吸收光譜分析、鐵譜分析、紅外光譜分析、顆粒計數等分析手段以適應各種在用油品的監測。綜合手段的應用提供了多源信息,這就必然導致對多種信息進行處理,即信息融合。

      信息融合不是各種信息的簡單疊加和組合,它是從各信息之間的相關性和關聯性入手研究多源信息的處理方法,由此可獲得比依賴單一種類信息更為準確的分析結論。它們之間的關聯充分反映在互補性上,光譜技術可以測定潤滑油中多種微量元素的含量,但不能檢測出它們的存在形式;而鐵譜技術可以從磨粒分析中獲得大量磨損信息,但卻缺乏對鐵系金屬以外的元素敏感性,兩者聯合應用對所獲得的信息加以融合便可以得到更為全面的有關潤滑油中磨粒存在的認識。如圖是光譜、鐵譜技術信息融合示意圖。

柴油機光譜、鐵譜監測信息融合過程

內燃機車柴油機光譜鐵譜監測程序

      這個流程是通過運行光譜儀、鐵譜儀和一個計算機磨粒信息管理系統來實現的。由圖可以看出,光譜、鐵譜技術在柴油機潤滑油監測這個特定的應用實踐中其信息融合不是平行對等的相加。在反映各金屬摩擦副磨損量、缸套漏水、潤滑油添加劑消耗方面光譜技術所獲得的信息起著至關重要作用。而在缸套、活塞環、曲軸、軸瓦等主要運動摩擦副的磨損狀態監測方面,鐵譜技術尤其是磨粒分析技術則起著主導作用,甚至可以一錘定音。

      在充分考察和驗證了直讀鐵譜數與光譜鐵、銅、鉛等元素含量相關性之后,這個系統在定量數據的處理方面采用了鐵譜直讀數與光譜元素濃度值共同組成七維空間,進行多元素類統計回歸的定量方法,這也是在定量信息融合方面的一種形式。

      在更為綜合地聯合運用多種油液監測手段情況下,會面臨和需要進行油品常規理化分析、原子發射或吸收光譜、鐵譜、紅外光譜的信息融合。如圖是這幾種油液監測方法獲取信息狀況示意圖。它們從不同的方面提供了有關油液狀況的更全面的資訊。聯合運用幾種技術手段進行油液監測的作法己被越來越多的工程技術部門所采用。

主要油液監測技術的信息融合

      為了建立信息融合的高速通道,在較為先進的油液監測實驗室里己采用了網絡技術。如圖是信息融合的一個列子,這個實驗室綜合運用原子發射光譜技術、鐵譜技術、紅外光譜技術、顆粒計數技術以及常規理化分析的粘度測量,對在用潤滑油進行綜合監測。為了取得室內模擬試驗數據,實驗室裝備了各種摩擦磨損試驗機和與監測對象有關的試驗臺。由這些試驗設備中獲得的試驗數據也作為信息來源之一。各系統與服務器聯接組成油液分析監測的局域網LAN。

計算機化的實驗室局域網


有關油液監測的信息融合問題,應強調以下幾點:

      一、信息融合技術的實現固然離不開計算機技術的應用研究,但它更依賴于專業理論的進步和將信息轉變為認識的知識獲取。

      二、信息融合是一個于20世紀70年代提出的比較新的信息處理概念,將其引入油液監測的技術領域僅是個開端。多種油液監測手段的聯合運用只是信息融合的前提,并非是信息融合的最終實現。

      三、信息融合固然有立足多源信息、提高結論準確性之功效,但并非所用監測手段越多、信息來源越廣越好。要針對具體的監測對象從技術和經濟兩個角度綜合考慮、合理選擇。技術上的關鍵在于信息的相關性; 經濟上的考慮在于投入的效益性。

      四、在廣域的機械狀態監測和故障診斷這個技術領域中,信息融合己超出了油液監測的界限。目前己開展了油液監測手段與振動噪聲監測、紅外監測的聯合應用試驗。例如聯合運用鐵譜技術和測振技術對滑動和滾動軸承進行監測取得相關性較好的結果。雖是信息融合的雛形,但也展現了跨越測試技術分界的信息融合的良好前景。

     本文摘自楊其明著《磨粒分析--磨粒圖譜與鐵譜技術》一書部分章節,版權歸原作者所有,出于傳遞更多信息和學習之目的,并不意味亞泰光電贊同其觀點或證實其內容真實性,本文內容僅供參考。本文首發亞泰光電官網,由深圳市亞泰光電技術有限公司編輯整理,亞泰光電,國內知名工業內窺鏡油品分析儀研發、生產廠家,致力于為客戶提供針對性、專業化、系統性的設備診斷和狀態監測產品解決方案,歡迎您的咨詢與洽談。0755-86656390)

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