磨损磨粒彩色铁谱图像的识别技术研究

论文摘要

随着现代工业的迅猛发展,作为油液分析中的铁谱分析技术也以其较高的检测效率和较好的磨损故障早期诊断效果,得到了广泛应用。铁谱分析技术是以从润滑油液中分离出来的磨损颗粒作为研究和分析的对象。铁谱分析技术虽然对磨损分析非常有效,但并不是任何人都能够识别出铁谱图像中彩色磨粒的性质,要理解和识别铁谱图像所携带的机械磨损信息,需要经验丰富的分析人员才能做到。为使铁谱技术能够得到广泛的应用,对彩色铁谱图像分析理论和技术的研究无疑是能提供更高层次技术支持的保证。本文主要就是针对彩色铁谱图像分析中如何有效的识别铁谱图像中磨粒类型的问题而展开论述的。全文在对机械磨损分析和现有铁谱图像处理研究的基础上,通过借鉴小波变换、分形维、BP网络等方法在其他领域中取得的研究成果,提出了有关彩色铁谱图像处理的建议和方法,实现了对铁（钢）磨粒、铜合金磨粒和铝合金磨粒类型以及铁系金属中层状磨粒、球状磨粒、切削磨粒和严重滑动磨损磨粒等6种类型磨粒的识别,并通过VC++6.0开发出了关于对磨损磨粒识别的图像软件。全文通过六个部分来论述磨损磨粒彩色铁谱图像的识别技术研究。第一部分为“绪论”,概要阐述了论文研究的背景、目的、意义,并简要介绍了论文研究的方法、内容和结构。第二部分是“基础理论及基本方法”,阐述了铁谱分析技术和一般铁谱图像处理的理论和方法。第三部分是“铁谱图像识别技术研究”,阐述了内燃机磨粒在彩色铁谱图像中的特点以及对铁谱图像处理中图像增强、图像分割、特征提取和磨粒识别等四个方面所做的工作,着重介绍了在铁谱图像处理中小波增强、基于小波变换多阈值分割等几种关键方法的运用,最后通过与一般铁谱图像处理方法的对比提出了处理方法的改进建议。第四部分是“彩色铁谱图像识别系统设计”,阐述了彩色铁谱图像识别系统的系统结构和各组成模块的功能。第五部分是“对4100QB型内燃机的应用”,阐述了彩色铁谱图像识别系统在4100QB型内燃机可靠性试验中对400h和600h油样分析的应用,验证了本文中所开发的“彩色铁谱图像识别系统”的实用性。第七部分是“总结与展望”,对本文进行了总结并指出了进一步研究的方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 铁谱技术
• 1.3 铁谱图像处理与识别
• 1.4 本论文的主要研究工作
• 1.4.1 目的及方法
• 1.4.2 选题意义
• 1.4.3 课题内容
• 1.4.4 论文的结构框架
• 第二章 基础理论及基本方法
• 2.1 机械磨损及磨粒
• 2.1.1 机械磨损
• 2.1.2 磨粒分类
• 2.2 铁谱分析技术
• 2.3 铁谱图像处理方法
• 2.3.1 预处理
• 2.3.2 图像分割
• 2.3.3 小波变换
• 2.3.4 数学形态学方法
• 2.4 铁谱图像识别方法
• 2.4.1 图像特征提取
• 2.4.2 图像分类
• 2.4.3 BP网络
• 2.4.4 分形
• 2.5 本章小结
• 第三章 铁谱图像识别技术研究
• 3.1 内燃机磨粒在彩色铁谱图像中的特点
• 3.2 相关铁谱图片制取
• 3.3 对获得清晰形貌图像的研究
• 3.4 形状特征参数对磨粒类型的判别
• 3.5 对图像分割的研究
• 3.5.1 小波多阈值分割算法
• 3.5.2 小波基的选取
• 3.5.3 图像的分割和合成
• 3.6 对磨粒类型识别的研究
• 3.6.1 确定BP网络结构
• 3.6.2 BP网络的学习步骤设计
• 3.7 与一般图像处理方法的比较
• 3.7.1 小波增强与锐化方法的比较
• 3.7.2 小波多阈值分割与最大类间方差法的比较
• 3.8 本章小结
• 第四章 彩色铁谱图像识别系统设计
• 4.1 系统设计
• 4.2 预处理
• 4.3 图像分割
• 4.4 磨粒识别与分类
• 4.4.1 颜色特征
• 4.4.2 形状特征
• 4.4.3 训练样品库
• 4.4.4 神经网络识别
• 4.5 本章小结
• 第五章 对4100QB型内燃机的应用
• 5.1 4100QB型内燃机主要参数
• 5.2 内燃机的主要摩擦部件的磨损
• 5.3 内燃机磨粒类型与磨损部件的识别
• 5.4 系统识别的分析过程
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文所做的主要工作
• 6.2 研究发展方向
• 致谢
• 参考文献
• 附录A
• 附录B