光路上。
[0025]图3是调焦机构的示意图，调焦机构可以有许多种调焦方式供选择，可选用螺纹传动机构、蜗轮蜗杆机构、丝杠螺纹机构或凸轮传动机构等。调焦机构的动力源可以是减速步进电机、直线电机或者带编码器的减速电机；调焦机构选用减速步进电机作为动力源是最优选择，减速步进电机通过控制透镜组的高度，即可调节透镜组和透光片的距离，可实现焦距的平稳调节，以获得不同焦平面的颗粒图像。图3(a)示意了螺纹传动机构，图3(b)示意了涡轮蜗杆机构，图3(c)示意了直线电机传动机构。调焦机构2的作用是对成像模块的焦距进行调节，在调节完毕后将透镜组进行固定，在获取图像时拍摄静态图像。如在使用过程中受到环境因素影响而出现微小的焦距移动，可对调焦机构进行微调。调焦机构2可以调节透镜组的位置，从而改变透镜组与油液流道7之间的距离，以及透镜组与成像器件I之间的距离；调节调焦机构2还可以改变油液流道7与透镜组之间的距离，以及油液流道7与成像器件I之间的距离；调焦机构2还可以调节透镜组和成像器件I的位置，从而改变透镜组和成像器件I与油液流道7之间的距离。
[0026]本实用新型装置可借助上位机、下位机实现相关部件的控制:上位机与图片处理模块连接，上位机输出控制信号至下位机，下位机控制设置在流道中油栗的流速、反射光源的亮度及电感线圈电流的大小，图片处理模块主要采用DSP芯片。成像后由图片处理模块对不同焦平面的图片进行合成处理，通过布尔代数运算，生成三维数字颗粒图像，上位机获取图片处理模块合成后的三维数字颗粒图像；通过下位机控制油栗以增加流速且减小电感线圈的电流，将被吸附的颗粒冲回到油道中，循环此操作。流道7通入透光性较弱的润滑油时，可选择停止供油，通入循环气体，将油道中的油液冲走，从而使吸附的颗粒补光更加充分。
[0027]本实施例利用电感线圈4通电后使与铁芯架连接的吸附部件5产生磁力，将经过流道7的润滑油颗粒吸附到透光片6下方。成像器件I实时监测颗粒的吸附情况，颗粒吸附到一定程度时，开始对颗粒进行高速的连续拍摄，高速拍摄的速度约为300fps。在连续拍摄过程中，透镜组在减速步进电机控制下进行有序的焦距调节，从而获得不同高度的焦平面。在获取不同焦平面的颗粒图像后，对每幅图像进行图像处理，然后将不同焦平面的颗粒图像进行合成处理，并重构颗粒的三维图像，如图4所示。通过对该三维图像的观察、判断与分析，得出对颗粒、油液和整个机械运作的诊断结果。
[0028]不同焦平面图像的获得过程为:在透光片平面所拍摄的图片为第一帧颗粒图片，然后在减速步进电机的控制下，透镜组每向下移动I μ m，成像器件拍摄一帧图片，拍摄500至1500帧后焦平面图像的获取结束。
[0029]实施例2
[0030]附图2示意了本实用新型的另一种实施例，与附图1所示实施例相比，主要是增加了一组成像模块及透光片。所增加的这组成像模块及透光片与实施例1中的那一组成像模块及透光片，以流道7为对称轴，上下相对称；成像模块与实施例一样，也是包括成像器件1、调焦机构2、透镜组、反射光源3及滤光片。
[0031]在本实施例中，位于流道7上、下方的调焦机构2可以同时调节。两组吸附部件5之间的中心位置与反射光源3、调焦机构2、成像器件I的中心在同一光路上；成像器件I和透镜组的光路中心均经过两组吸附部件之间的中心位置。电感线圈4通电后使吸附部件5产生磁力，将经过流道7的润滑油颗粒吸附到透光片6下方。成像器件实时监测颗粒的吸附情况，颗粒吸附到一定程度时，开始对颗粒进行高速的连续拍摄。在连续拍摄过程中，透镜组在减速步进电机控制下进行有序的焦距调节，从而获得不同高度的焦平面图像。因为有上下对称的调焦机构2，于是在减速步进电机的控制下，可以实现两个调焦机构同时进行焦距调节，获得更精确、更稳定的三维数字颗粒图像。
[0032]在获取不同焦平面的三维数字颗粒图像后，本实施例采用与实施例1相同的技术手段，将所获得的不同焦平面图像进行合成处理，通过布尔代数运算，重构颗粒的三维图像；再通过对该三维图像的观察、判断与分析，得出对颗粒、油液和整个机械设备运作的诊断结果。
[0033]上述实施例为本实用新型的一部分实施方式，但本实用新型的实施方式并不限定于此，从事该领域的技术人员在未背离本实用新型精神和原则下所做的任何组合、替换、修改、改进，均包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器，其特征在于，包括成像模块、吸附模块、图片处理模块及透光片，图片处理模块与成像模块连接；成像模块和吸附模块设置在透光片的同一侧，透光片设置在流道上表面，透光片位于成像模块的光路中心；透光片位于吸附模块通电后所产生的磁场中，吸附模块将磁性颗粒吸附到透光片下方；成像模块设有用于调节焦距以获得不同焦平面图像的调焦机构；所述图片处理模将不同焦平面图像合成处理为三维数字颗粒图像。2.根据权利要求1所述的基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器，其特征在于，所述吸附模块包括吸附部件、铁芯架及缠绕在铁芯架上的电感线圈，所述吸附部件紧贴固定在透光片的上表面，吸附部件与铁芯架连接。3.根据权利要求2所述的基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器，其特征在于，所述吸附部件及铁芯架均设有两组，两组吸附部件与两组铁芯架一一对应连接，两组吸附部件均紧贴固定在透光片的上表面。4.根据权利要求1所述的基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器，其特征在于，所述成像模块还包括成像器件、透镜组、滤光片及反射光源，所述调焦机构设置在透镜组上，成像器件、滤光片和透镜组依次连接，反射光源位于透镜组下方。5.根据权利要求1所述的基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器，其特征在于，所述调焦机构的动力源为减速步进电机、直线电机或者带编码器的减速电机。6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器，其特征在于，所述成像模块及透光片均设有两组，分别对称设置在流道的两侧。7.根据权利要求1所述的基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器，其特征在于，所述图片处理模块采用DSP芯片。8.根据权利要求1所述的基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器，其特征在于，所述透光片的透光率达90%以上。
【专利摘要】本实用新型公开了基于励磁吸附的三维数字颗粒图像传感器，其成像模块和吸附模块设置在透光片的同一侧，透光片设置在流道上表面，透光片位于成像模块的光路中心、吸附模块通电后所产生磁场中，吸附模块将颗粒吸附到透光片下方；成像模块设有用于调节焦距以获得不同焦平面图像的调焦机构；图片处理模块将不同焦平面图像合成处理为三维数字颗粒图像。本实用新型通过吸附模块将颗粒吸附于同一平面上，获得不同焦平面的图像以进行合成处理，生成清晰、稳定的三维数字颗粒图像。
【IPC分类】G01N15/00
【公开号】CN204855309
【申请号】CN201520459818
【发明人】贺石中, 陈闽杰, 冯伟, 冼建波, 何佳乐, 陶辉
【申请人】广州机械科学研究院有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年6月29日