[00640839]船舶动力装置磨损状态在线监测与远程故障诊断技术及应用

该成果属交通运输科学技术领域。船舶在水路运输、海洋开发和捍卫国家海权中具有重要作用。动力装置是船舶的“心脏”。由于船舶处于离岸、流动作业，航行持续时间长，环境变化频繁甚至恶劣，运行条件苛刻，故船舶动力装置发生故障通常具有不可预见和灾难性。国内外统计资料表明，磨损故障为动力装置主要故障类型。国内外开展了船舶动力装置监测与诊断技术研发，但已有技术与产品大多仅为单一参数的检测与报警显示，无法适应信息化时代船舶动力装置状态监测与故障诊断的技术需求，且国外产品核心技术不公开，进口价格昂贵，维护成本高。因此，船舶机舱自动化系统亟需解决；缺少磨损状态故障信息的宴时、在线检测方法与装置：现有机舱自动化系统仅有性能参数报警与显示。不能给出故障类型和程度的定最描述；无法实施船舶动力装置故障的远程诊断。在国家攻关、自然科学基金、交通科技计划和企业科技计划等项目支持下，针对存在问题，在国内外首次对磨粒的粒度分布、浓度、形貌和在用润滑油性能衰退等故障信息，进行历时十余年的系统研发，主要发明有：基于数字图像的磨粒信息在线检测方法；基于图像技术的油液水分和粘度在线监测方法；基于磁阻技术的船舶柴油机活塞环磨损监测方法；基于纹理的磨损表面和磨粒形貌的形态学描述方法，确立了磨粒、油品粘度、水分、污染物等参数的时变特征与磨损状态特性的映射关系；建立了摩擦学与动力学耦合信息的船舶动力装置故障诊断模型；发明了综合一体化的船舶机舱监控方法，在线检测船舶动力装置的潜在故障。基于以上发明，构建了由在役船舶、诊断中心和机务管理等三级和集摩擦学参数、性能参数、动力学参数等方法的机务管理新体系，研发了挖泥船、救助船、散货船、集装箱船、航标维护船等船舶的远程诊断、机务管理与维修决策支持系统，实现了将船舶动力装置运行状态实时传输到船舶管理部门。该成果的单元技术授权在机舱自动化系统生产单位(武汉南华工业设备工程有限公司、上海三进科技发展有限公司等)进行产业化和推广应用。整体技术已在航道维护(长江武汉航道局等)、水上救助(交通运输部救助打捞局)和航运等单位得到应用，在长江航道枯水期通航保障中起了重要作用；同时，在国防单位得到积极应用，实现了担任亚丁湾护航和环球远航等任务的舰船动力装置的运行监测，为舰队战备任务顺利完成提供了有力的保障。取得巨大社会效益和直接经济效益，近3年新增销售额1.772亿元。该成果还可用于海洋钻井平台、交通运输工具、工程作业机械等大型动力机械等对象，为变通与能源设备的现代化管理提供有效的技术手段，具有明显的市场竞争力和推广前景。该成果形成了船舶动力装置磨损状态在线监测成套技术，研制的远程诊断系统被专家认定为船舶行业国内首创，为提高船舶运输安全和保障国防建设做出了重要贡献。获湖北省科技进步奖一等奖等奖项3项、中国发明专利7项、计算机软件著作权4项和国家标准1项，发表高质量学术论文100余篇。