一种检测流体磁性颗粒的装置与方法_2

文档序号:9233970阅读:来源:国知局
中的多种要求。可检测到的颗粒尺寸大小为直径1ym到2000ym,直 径5ymW上的颗粒可观察其具体纹理结构。
[0030] 3、吸附模块包括感应线圈、铁巧架W及励磁吸附部件,通过线圈的通断电,使得励 磁吸附部件产生和失去磁力,实现对油液中颗粒的平稳吸附和释放。
[0031] 感应线圈通电使得励磁吸附部件对颗粒产生吸力时,励磁吸附部件两极的磁场强 度大小为2000GS;感应线圈断电时,能够减少磁滞的影响,磁场强度可W很快降到60Gs,释 放磁性颗粒,不会出现颗粒滞留的情况,不会影响设备的正常运作。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明装置的机械结构示意图;
[0033] 图2为本发明装置的控制框图;
[0034] 图3为本发明方法的流程图;
[0035] 附图中,各部件如下;1 ;成像器件;2 ;滤光片;3 ;镜筒;4 ;透镜组;5 ;调焦机构; 6 ;物镜镜头;7 ;反射光源巧;铁I。、架;9 ;线圈;10 ;励磁吸附部件;11 ;透光片;12 ;油道; 13 ;底座;201 ;终控机;202 ;上位机;203 ;下位机;204 ;累;205 ;吸附模块;206 ;油路模块; 207 ;成像模块;208 ;反馈模块;209 ;图像处理模块。
【具体实施方式】
[0036] 下面通过说明书附图及实施例对本发明做进一步详细描述,但本发明实施方式不 限于此。
[0037]实施例
[003引如图1、2所示,本发明检测流体磁性颗粒的装置包括;用于采集磁性颗粒图像的 成像模块207、吸附模块205、油路模块206、终控机201、上位机202、下位机203。成像模块 207包括成像器件1、滤光片2、镜筒3、透镜组4、调焦机构5、棱镜、物镜镜头6W及反射光 源7。吸附模块205包括铁巧架8、线圈9和励磁吸附部件10 ;油路模块包括透光片11、油 道12和底座13。
[0039] 成像器件1位于滤光片2的上方,成像器件1作为感光元件对图像进行采集,成像 器件1与镜筒3连接;滤光片2用于过滤一部分发生散射的杂光,使得成像更加清晰自然, W保证成像的清晰度;镜筒3连接于成像器件1和油路模块206之间,起到衔接作用;镜筒 3内部依次设置反射光源7、物镜镜头6、调焦机构5、透镜组4W及滤光片2,棱镜位于透镜 组4和成像器件1之间,镜筒起到支撑、保护和固定整个机构的作用。调焦机构5设置在透 镜组4上,用于调节透镜组4与油道12、成像器件1之间的距离。调焦机构5可W采用螺纹 传动机构、蜗轮蜗杆机构、丝杠螺纹机构、凸轮传动机构或者直线电机等传动机构,来实现 调焦过程的平稳。镜筒3最下方的反射光源7安置在物镜镜头6下方,相互配合,增强图像 的亮度。
[0040] 棱镜的入射面和反射面垂直,呈90°夹角,其它面喷涂镜面反射涂层,可W实现光 线在棱镜中反射两次,方向改变,不会倒置;棱镜配合调焦机构5,使得调焦范围可W扩大 到1到20倍,获得10到1000倍的调焦范围。棱镜在有限的空间内延长了光学路径的长度, 根据总放大率和光学路径长的公式:
[0041]
[0042] 其中,r为总放大率,A为光学路径长度,f为焦距,负号表示获取的图像为倒像。 由此可知,光学路径与总放大率成正比。需要说明的是,本发明并不要求棱镜的入射面和反 射面的夹角一定是直角,实质上入射面与反射面的夹角可W有多种角度,也不一定局限于 五棱镜,只要是可W增长光路、不会倒置图像的棱镜,都适用于本发明。
[0043]成像模块207、吸附模块205及透光片11设置在油道的同一侧,透光片11固定在 油道上表面,励磁吸附部件10将磨粒吸附到透光片11下方。励磁吸附部件10设有两组, 均固定在透光片11的上表面,两组励磁吸附部件10均与透光片11贴附;相应地,铁巧架8 也设有两组,励磁吸附部件10与两组铁巧架8 -一对应连接,铁巧架8上均缠绕线圈9。透 镜组4的光路中屯、对准两组励磁吸附部件10之间的中屯、位置及成像器件1的中屯、位置,反 射光源7的光线照射到透光片11上。
[0044] 两组励磁吸附部件10W成像模块207的光路中屯、为对称轴,对称设置在透光片11 上。在本实施例中,两组励磁吸附部件10倾斜设置在透光片11上,一组励磁吸附部件10 与透光片11之间的夹角为锐角,相应地另一组励磁吸附部件10与透光片11之间的夹角为 纯角。两组励磁吸附部件10之间的距离可W设置为0. ;而成像区域在4*4mm的方 形范围内,面积较小,不影响光线的传播。而透光片11在可见光范围内,透光率可达90 %W上;透光片11的厚度为0. 2-3mm,尽可能薄,可选取0. 5mm的厚度。
[0045] 励磁吸附部件10设置两组并不是本发明的必要技术特征;相应地,与其相连的缠 有线圈9的铁巧架8设置两组也不是本发明的必要技术特征。目P,励磁吸附部件10及铁巧 架8的数量,并不构成对本发明技术方案的限定。实质上,在本发明只是要求励磁吸附部件 与绕有电感线圈的铁巧架连接,透光片位于电感线圈通电后所产生的磁场中,从而使磁性 磨粒有效地被吸附到透光片下方,便于成像模块获取磨粒的图像。且两组励磁吸附部件10 之间的中屯、位置与反射光源7、透镜组4和成像器件1中屯、在同一光路上。
[0046] 吸附模块205紧贴油路模块206。励磁吸附部件10与油路模206块内油道12上 方的透光片11贴附,使得最终吸附获取的油液中颗粒与物镜镜头6之间不再隔有油液和空 气,避免由于油液不均匀、油液中含有气泡等因素产生对光的反射和折射,W及油液对光强 度的减弱作用对成像造成的影响。
[0047] 吸附模块205的作用原理是通过线圈9的通电和断电,使得励磁吸附部件10产生 和失去磁力,来实现对油液中颗粒的平稳吸附和释放。感应线圈9通电,使得励磁吸附部件 10对颗粒产生吸力时,励磁吸附部件两极的磁场强度大小为2000GS;感应线圈9断电时,能 够减少磁滞的影响,磁场强度可W很快降到60GS,释放颗粒,不会出现颗粒滞留的情况,不 会影响设备的正常运作。
[0048] 在充磁和退磁的过程中,除了可W通过上述直接对线圈充电、放电的方式来实现 磨粒的吸附和释放之外;还可W通过W下技术手段实现;给线圈9先通电W吸附颗粒,然后 导入方向不断变化、越来越小的电流,从而反复变换磁场的方向及大小,W大大降低磁滞的 影响,实现颗粒的高效释放。一般来说,在采集图像完成,开始退磁释放磨粒,使用上述给线 圈先通电W吸附颗粒,后导入方向及大小均不断变化的电流W释放颗粒的技术手段,可W 将磁场大小迅速降低到原来磁场的10%W下。
[0049] 所述的油路模块206与吸附模块205中的励磁吸附部件10贴附,油路模块包括油 道12、位于油道上方的透光片11和用于引导油液进出口且位于油道下方的底座13。该模 块起到了对油液的引导、流速的控制W及对整个装置的支撑作用。油路模块可W控制流速, 在油道中未设置累的情况下,也可W由下位机203控制油道阀口来控制流速,实现直接将 设备中的油液导入装置进行检测。
[0化0] 如图2,终控机201、上位机202、下位机203依次连接,下位机203分别与累204、 吸附模块205的线圈9、油路模块206油道的阀口、成像模块207的成像器件1连接,反馈 模块208分别与成像器件1、上位机202连接,图像处理模块209分别与成像器件1、上位机 202连接。图像处理模块209包括依次连接的模数转换电路、图像处理巧片和图像缓存巧 片。上位机202通过RS-485通信方式与下位机203通信,成像器件1将所采集的模拟图像 信号通过USB接口传输到图像处理模块209,上位机202与终控机201之间通过W太网实 现远程通信。在图像信息传递过程中,模数转换电路将成
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