(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210402151.4 (22)申请日 2022.04.18 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 夏建华　谢小鹏　高国刚　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 郑秋松 (51)Int.Cl. G01N 21/359(2014.01) G01N 21/3577(2014.01) G01N 21/3563(2014.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 基于近红外光谱的油气润滑监测系统及监 测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于近红外光谱的油气 润滑监测系统， 包括： 壳体、 红外发射模块、 红外 接收模块、 数据采集卡和计算机， 壳体设于油气 润滑管线的末端， 红外发射模块和红外接收模块 分别安装于壳体并设置于油漆润滑管线的相对 两侧， 数据采集卡分别与红外接收模块和计算机 连接， 红外发射模块包括红外光源和驱动电路， 红外光源与驱动电路连接， 红外接收模块包括光 电探测器、 放大电路和滤波电路， 放大电路分别 与光电探测器和滤波电路连接。 本发 明降低成本 的同时使得光源易于集成化在电路板上， 体积 小； 采用红外对射结构， 检测灵敏， 安装非常方 便； 实时在线监测油气润滑系统的运行状态， 及 时发现故障情况， 避免高速电主轴因为润滑不充 分而带来的经济损失。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114813626 A 2022.07.29 CN 114813626 A 1.一种基于近红外光谱的油气润滑监测系统， 其特征在于， 包括： 壳体、 红外发射模块、 红外接收模块、 数据采集卡和计算机， 壳体设于油气润滑管线的末端， 红外发射模块和红外 接收模块分别安装于壳体并设置于油漆润滑管线的相对两侧， 数据采集卡分别与红外接收 模块和计算机连接， 红外发射模块包括红外光源和驱动电路， 红外光源与驱动电路连接， 红 外接收模块包括光电探测器、 放大电路和滤波电路， 放大电路分别与光电探测器和滤波电 路连接； 红外光源用于提供用以检测的红外光， 驱动电路用于驱动红外光源使得红外光源发射 的光源稳定， 光电探测器用于接收穿过油气润滑管线的红外光， 并将其转化为电流信号输 出， 放大电路用于将光电探测器输出 的电流信号转换为电压信号， 滤波电路用于将放大电 路在放大过程中放大的电路噪声进行滤波处理， 数据采集卡用于采集红外接收模块输出的 模拟电压信号， 并将其转换为数字信号发送给计算机， 计算机用于对数字信号数据进行处 理并判断油气润滑管线是否出现故障。 2.如权利要求1的基于近红外光谱的油气润滑监测系统， 其特征在于， 红外发射模块与 油气润滑管线之间、 以及红外 接收模块与油气润滑管线之间分别设有滤光片。 3.如权利要求1的基于近红外光谱的油气润滑监测系统， 其特征在于， 红外发射模块还 包括电源滤波电路， 电源滤波电路与驱动电路连接 。 4.如权利要求1的基于近红外光谱的油气润滑监测系统， 其特征在于， 红外光源采用多 个红外发光 二极管并联而成。 5.如权利要求1的基于近红外光谱的油气润滑监测系统， 其特征在于， 光电探测器采用 光电二极管。 6.如权利要求1的基于近红外光谱的油气润滑监测系统， 其特征在于， 红外接收模块还 包括双电源滤波电路， 放大电路和滤波电路均包括运算放大器， 双电源滤波电路分别与放 大电路的运 算放大器以及滤波电路的运 算放大器连接 。 7.一种基于近红外光谱的油气润滑监测方法， 采用如权利要求1至6任一项的基于近红 外光谱的油气润滑监测系统， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 根据油气润滑管线和油液对红外光的吸收程度设定红外发射模块和红外接收模块 的器件参数， 将油气润滑监测系统 组装完成后设于油气润滑管线末端 进行监测； S2、 红外光源发射用以检测的红外光， 光电探测器接收穿过油气润滑管线的红外光， 并 将其转化为电流信号输出， 放大电路将光电探测器输出 的电流信号转换为电压信号， 滤波 电路将放大电路在放大 过程中放大的电路噪声 进行滤波处理； S3、 数据采集卡采集红外接收模块输出的模拟电压信号， 并将其转换为数字信号发送 给计算机； S4、 计算机接收数据采集卡传送 的关于油气润滑管线的数字信号数据， 并进行处理生 成相应的信号频谱图； S5、 计算机根据相应的信号频谱图判断油气润滑系统是否出现故障， 并设置指示灯通 过亮灯反馈监测情况。 8.如权利要求7的基于近红外光谱的油气润滑监测方法， 其特征在于， S4中数字信号数 据的处理流程包括： 去基线漂移、 小波变换信号分解、 每一个子频带信号重构、 求每个子信 号与原信号的互相关系 数、 根据互相关系 数对每个子信号分类处理、 对处理后的子信号进权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114813626 A 2行小波重构和功率谱 估计。 9.如权利要求8的基于近红外光谱的油气润滑监测方法， 其特征在于， 根据互相关系数 对每个子信号分类处理具体方式为： 对互相关系数值0.5≤r<1的频段认定为显相关， 予以 保留； 对0.1≤r< 0.5的频段认定为实相关， 进行小 波阈值降噪处 理， 其余频段则直接 舍弃。 10.如权利要求9的基于近红外光谱的油气润滑监测方法， 其特征在于， 采用软阈值降 噪法进行小波阈值降噪处理； 功率谱估计具体方式为对处理后的信号进行AR功率谱估计， 寻找其峰值频率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114813626 A 3