润滑油路颗粒静电监测技术比传统的振动、温度等监测方法能够更早地发现部件性能退化,为维修决策提供实时的监测信息,因此,开展润滑油路颗粒在线静电监测技术的研究具有重要意义。为了提高润滑油路颗粒在线静电监测技术的颗粒分辨能力,同时,为润滑油路颗粒在线监测试验提供理论依据,完善静电监测传感器的设计,本文对航空发动机与风电齿轮箱润滑油路磨粒在线静电监测技术进行了基础性研究,主要内容如下:(1)理论性研究。在完善传感器的物理模型和相应电路的基础上,利用库仑定律与高斯定理,建立了磨粒在线静电监测系统的数学模型,用数学显式表达式清晰地表明了磨粒携带的电量与静电监测系统输出之间的关系,直观地表明影响静电监测系统输出的因素。(2)提出了基于具有时间不变特性的静态离散小波变换与峭度相结合的磨粒静电感应信号的分辨方法。针对采集信号中含有的工频及其谐波干扰与振动伪信号,采用梳状滤波器去除工频及其谐波干扰,并提出了基于静态离散小波变换与峭度相结合的方法去除振动伪信号,提高分辨磨粒静电感应信号的能力。为了验证所提方法的有效性,对模拟监测试验中的采集信号采用该方法进行了处理,结果表明所提方法能够有效地同时去除振动伪信号与背景噪声,提高了磨粒在线静电监测的分辨率,同时还表明在线静电监测技术具有分辨金属颗粒和非金属颗粒的能力。(3)建立了静电监测传感器监测电压与颗粒粒径间的定量关系。设计了静电监测系统输出信号与颗粒粒径关系的试验平台,并利用此平台进行了试验,利用试验获得的数据,通过最小二乘曲线拟合的方法建立了这两者的函数关系。同时,在不同试验载荷、试验材料及油流速率下,通过试验对颗粒的等效粒径与系统输出的关系进行了分析,试验数据表明试验载荷越大,相同等效粒径的颗粒所产生的输出就越大;而不同材料的拟合曲线也是有区别的;对于相同材料和载荷而言,油流速率基本不影响静电监测系统输出与颗粒等效粒径间的关系。(4)对静电监测传感器的空间分辨率,即对带不同电荷的颗粒沿不同径向位置同时经过传感器的感应区域的情况进行了分析。通过试验研究,发现粒径相同且带相同电荷的颗粒在沿不同径向位置同时经过传感器的感应区域时系统的输出并不相同,由此引入了空间灵敏度的概念并建立了解析函数,并对静电传感器的空间感应场与空间滤波特性进行了研究与分析,建立了静电监测传感器的截止频率与传递函数曲线峰—峰值时间差的定量关系,从而找出影响静电监测传感器截止频率的因素,并对其进行仿真分析,同时运用试验数据对仿真结果进行验证。在此基础上,假设了等效径向位置与等效电荷量的概率密度函数,建立了系统输出的概率分布函数。根据获得的实际监测数据,选取包含监测数据的一个邻域,在该邻域上计算系统输出落在该区域的概率。若得到的概率较大,则该监测数据应予以保留,并且根据相应的联合概率密度函数获得等效颗粒出现在径向位置区间1s且等效电荷量在区间2s上的概率,即为用概率表示的静电监测传感器的空间分辨率。(5)对静电监测传感器的时间分辨率,即对带不同电荷的颗粒沿不同径向位置先后经过传感器的感应区域的情况进行了分析。依据带电颗粒静电监测信号的理论图形对不同探极长度与轴向直径的传感器感应区域的轴向长度进行了计算分析,发现了在不同的探极尺寸、相同长径比(探极轴向长度与径向直径的比)下感应区域的轴向长度与探极轴向长度的差再与探极轴向长度的比是不变的,依据理论数据建立了感应区域的轴向长度、探极的轴向长度以及探极长径比这三者之间的函数关系,并设计了验证试验装置,根据试验数据对传感器感应区域的实际长度进行了计算,结果表明了所建函数关系的正确性,并由此定义了静电监测传感器的颗粒最大检测率,即为静电监测传感器时间分辨率。