(57)【要約】      （修正有）【課題】  画像形成装置と照明伝達システムとに連携して使用される汎用コンピュータ、または埋め込みプロセッサと照明伝達システムに連携して使用される画像形成装置とを統合する回路基板を交互に含むトライボロジカルデブリ分析システムを提供する。【解決手段】  回路基板は、個々の機械に搭載または連結され得る。照明伝達システム（１２）は、評価される機械に接続される導管と、光学的フローセル（２４）と、バイパス導管に接続された光学的フローセル内に流体をポンプ注入するためのポンプ（２２）と、光学的フローセル内を流れる流体を照明するためのレーザ（２６）とを含む。画像形成装置（１４）は、レーザによって照明された流体内の如何なるデブリも検出する。デブリをサイズとデブリのサイズに関連する傾向とに従って分類し、画像化されたデブリの形状特徴を生成し、その形状特徴に基づいて物体の摩耗のタイプを識別する。【選択図】  図２
2006038860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置と埋め込みプロセッサとを統合した回路基板と、
照明伝達システムと、
表示装置とコンピュータ監視システムとの接続を選択的に提供するインタフェースと、を包含するトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項２】
照明伝達システムによって試験されるべき流体を搬送する機械導管への接続に適応したバイパス導管を更に包含する、請求項１記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項３】
画像形成装置は照明伝達システムによって与えられる画像を処理するように構成されており、埋め込みプロセッサは照明伝達システムによって処理された画像を分析するために設けられている、請求項２記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項４】
埋め込みプロセッサは機械の状態を決定する、請求項３記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項５】
インタフェースは、機械の状態が機械の場所で表示され得るように表示装置に、更なる分析のためにコンピュータ監視システムに情報を選択的に伝達するように構成され得る、請求項４記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項６】
コンピュータ監視システムは種々のトライボロジカルデブリ分析システムからの情報を相互関連させ得る、請求項５記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項７】
照明伝達システムは光学的フローセルと、光学的フローセルに流体をポンプ注入するためのポンプと、光学的フローセル内を流れる流体を照明するためのレーザとを含み、画像形成装置はレーザによって照明された流体内のデブリを検出する、請求項３記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項８】
画像形成装置はデブリを表す物体セグメントを含むデータ信号を分析のために埋め込みプロセッサに送出する、請求項７記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項９】
画像形成装置はデジタルビデオ信号を生成し、物体セグメントを生成するためにその信号に閾値を適用する、請求項８記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項１０】
埋め込みプロセッサは、
画像形成装置から物体セグメントを受取ってその物体セグメントを物体要素に構成するための生成コンポーネントと、
物体要素を受け取り、所定の特徴に従って分類するための分類コンポーネントと、
これらの分類された物体要素に基づいて機械の状態を決定するための分析コンポーネントと、
を含む、請求項３記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項１１】
分類コンポーネントは形状、摩耗のタイプ、要素のサイズ及び要素サイズの傾向に従って物体要素を分類する、請求項１０記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項１２】
分類コンポーネントによる物体要素との比較のためにデブリの摩耗特性を識別するデータベースを維持するように動作するデータベースコンポーネントを更に包含する、請求項１１記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項１３】
画像形成装置は、
視野から画像を生成するためのカメラと、
その画像を操作するためのフィールドプログラマブルゲートアレイと、
操作された画像を記憶するためにフィールドプログラマブルゲートアレイに接続される少なくとも１つのメモリ装置と、
操作された画像を移出するためにフィールドプログラマブルゲートアレイに接続されるインタフェース装置と、
を含む、請求項３記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項１４】
フィールドプログラマブルゲートアレイはポンプとレーザとカメラの動作を制御する、請求項１３記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項１５】
機械に搭載可能であって、少なくとも１つのメモリ装置が複数の画像の照明マップを記憶するためにフィールドプログラマブルゲートアレイと連絡しているランダムアクセスメモリ装置である、請求項１４記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項１６】
少なくとも１つのメモリ装置は分析のための物体情報を記憶するためにフィールドプログラマブルゲートアレイと連絡している先入れ先出しメモリ装置である、請求項１５記載のトライボロジカルデブリ分析システム。
【請求項１７】
粒子含有流体を物体セグメントに画像化する、装置から採取された流体内の粒子を分類するためのコンピュータ化された方法において、
装置が動作している間に装置から複数の物体セグメントを直接受け取るステップと、
複数の物体セグメントから複数の物体要素を生成するステップと、
所定の特徴に従って複数の物体要素を分類するステップと、
を包含する方法。
【請求項１８】
分類された複数の物体要素に基づいて装置の状態を決定するステップを更に包含する、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
分類するステップは複数の物体要素をサイズ分類するステップを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
分類するステップは、
複数の物体要素をサイズ分類するステップと、
同じ装置から以前に採取された流体から得られる物体要素のサイズとの比較のために複数の物体要素のサイズの傾向を見るステップと、
を含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
分類するステップは、
複数の物体要素に基づいて形状特徴を生成するステップと、
その生成された形状特徴に基づいて物体摩耗のタイプを識別するステップと、
を含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
分類するステップは画像化された物体要素を以前に記憶された物体要素データと比較するためにデータベースにアクセスするステップを含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２３】
粒子含有流体を物体情報に画像化する、装置から採取された流体内の粒子を分類するためのコンピュータ化された方法において、
装置を動作させるステップと、
装置が動作している間に所定の特徴に従って物体情報を分類するステップと、
を包含する方法。
【請求項２４】
分類された複数の物体情報に基づいて装置の状態を決定するステップを更に包含する、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
分類するステップは複数の物体情報をサイズ分類するステップを含む、請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
分類するステップは、
複数の物体情報をサイズ分類するステップと、
同じ装置から以前に採取された流体から得られる物体情報のサイズとの比較のために複数の物体情報のサイズの傾向を見るステップと、
を含む、請求項２３記載の方法。
【請求項２７】
分類するステップは、
複数の物体情報に基づいて形状特徴を生成するステップと、
その生成された形状特徴に基づいて物体摩耗のタイプを識別するステップと、
を含む、請求項２３記載の方法。
【請求項２８】
分類するステップは画像化された物体情報を以前に記憶された物体情報データと比較するためにデータベースにアクセスするステップを含む、請求項２３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には流体検査システムに関する。特に、本発明は、光学的フローセル（流れセル）を通して観察されるデブリ（debris）の正確な画像化を保証するシステムに関する。具体的には、本発明は、システム内の種々のコンポーネントとこれらコンポーネント間のデータ交換とを制御するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
参考としてここに組み込まれている米国特許第５,５７２,３２０号に開示されているような近視野画像形成を使用する流体サンプリング装置を提供することは知られている。このような装置は、流体内の粒状物質の量、サイズ、特徴及びタイプを決定するために使用される。このようなシステムで監視される流体の例は、エンジンと回転機械で使用される潤滑油と、種々の機械で使用される作動液と、工業的品質管理、食品加工、医療分析、及び環境管理で使用される流体とである。そのもっとも一般的な用途では、このような装置は、エンジンオイル中の金属の微粒子又は薄片を監視するが、この場合微粒子のサイズ、数量及び形状はエンジン状態に対応しており、エンジンの特定の問題に関して警告を発することができる。繊維、砂、塵、錆粒子といった流体内の非金属デブリも検出され得る。障害を予測することは、事故と人命損失を避けるために航空機エンジンにおいては決定的に重要である。
【０００３】
エンジン摩耗の早期段階は、サイズが約５０ミクロン以下の小さな粒子状物質の発生を引き起こす。これらの微粒子は、固有の摩耗メカニズムによって生成される摩耗のタイプを示す特徴的形状を有している。摩耗プロセスが進行するにつれて、微粒子の量とサイズは増加する。従って、より小さな粒子を画像化して識別することは、欠陥の早期識別を可能にし、それによって修理保全のためにより多くの時間を与え、不測の大惨事的障害を未然に防止する。
【０００４】
従来システムに対する上記のシステムの利点は、従来システムが単に材料を含んだオイルを透過する光の量を測定するだけで、材料の特定の形状に関して如何なる考慮も与えなかったことを考えると、直ちに明らかになる。図１Ａ−Ｇに最もよく見られるように、既知のシステムよって表出される種々のタイプの画像は、監視されるデブリの形状と構造に基づいて発生しそうな問題のタイプの明らかな徴候を提供するることができる。例えば、図１Ａには滑り摩耗粒子が示されており、これらの粒子は過負荷、ミスアラインメント、高速度及び／又は低オイル粘度に起因する金属間接触によって引き起こされると信じられている。図１Ｂに示すデブリは、過負荷、汚染などといった表面応力要因によって生成された歯車又は軸受け片である疲労摩耗粒子を表す。図１Ｃは、表面ガウジングと、ブレークイン、ミスアラインメントによる二体切削と、粒子磨滅による三体切削とによって生成された切削摩耗粒子を示す。図１Ｄは、汚染に起因する酸化物粒子と、水又は主題の機械の不十分な潤滑に起因する赤色酸化物とを示す。
【０００５】
不正確な示度を示すオイルにはある要素が在り得ることも認められるであろう。これらの要素は、画像形成システムによって分類され、また無視されることもあり得る。例えば、図１Ｅに示すように正常に発生しているか、不適当な試料操作によって引き起こされる可能性のある繊維が示されている。特に、繊維は、不正確な示度を示す流体の誤操作から発生し得る。しかしながら、繊維の有効な示度は、システムにおける問題を示す可能性がある。例えば、フィルタ又は複合軸受けが崩壊しつつあるかもしれない。如何なる場合にも、繊維の発生は監視される。気泡の不完全な除去に起因する機器問題は、図１Ｆに示されている。最後に、図１Ｇは、新しい試料の不十分な交換に起因する機器問題の結果であるフローラインを示す。
【０００６】
既知のトライボロジカルデブリ（tribological debris）分析システムは、ポンプ装置に接続された流体試料からなる。ポンプが駆動され、流体はレーザ光によって照明された光学的フローセルを通して吸込まれる。専用コンピュータシステムに接続された個別入出力ボードは、調和した仕方でポンプとレーザの動作を制御する。レーザ光の反対に位置するアナログカメラは、光学的フローセルを通過する粒子のアナログビデオ画像を取得する。専用コンピュータシステムは、アナログビデオ信号をデジタル画像に変換するデジタイザにアナログビデオ信号を送ることによってアナログビデオを処理する。このコンピュータシステムは、システムによって表出される粒子の形状とサイズを決定するためにこのデジタル信号を処理する。コンピュータシステムの処理時間の約９０パーセントは、画像の分析と物体要素の検出とに関連する画素レベルの処理に専用とされる。従って、システムは、未加工のビデオ入力が画像の処理と分析のために汎用コンピュータに直接送られることを必要とする。既知のシステムが非常に高価であって容易に過負荷になることは知られている。このコンピュータシステムは専用装置であるので、このシステムは粒子を分析して粒子に関連する如何なる傾向も検出するその能力において限定される。更に、既知のコンピュータシステムは、装置から定期的な試料が採取されるときに、その特定の装置の寿命履歴を検査できない。従って、このような従来技術は有効ではあるが、大規模な用途と実施形態には容易に適応させられない。
【０００７】
更に、トライボロジカルデブリ分析システムは、もしそのサイズが減れば有用性を著しく増加することが判っている。従来のトライボロジカルデブリ分析システムは、研究室設備で利用されてきており、分析される流体は、現場からこれらのトライボロジカルデブリ分析システムに搬送されなくてはならなかった。これらのトライボロジカルデブリ分析システムが分析されるべき流体の源の付近に配置されないので、流体の分析からリアルタイム情報を発生させるためにこれらのシステムを使用することは不可能であった。従って、遠く離れて使用できるコンパクトなトライボロジカルデブリ分析システムの必要が存在している。このようなトライボロジカルデブリ分析システムは、機械から直接採取される流体試料を分析するために機械に搭載され得る、又は連結され得るようにモジュール式であり得る。そのようなものとして、トライボロジカルデブリ分析システムは、機械の状態に関するリアルタイム情報を提供するように構成され得る。トライボロジカルデブリ分析システムは、機械の場所でその機械の状態を表示するために表示装置とインタフェース接続するように、あるいはこのような情報を表示するために、更にこのような情報を分析するために、又はこのような情報を他の機械に取り付けられた他のトライボロジカルデブリ分析システムからの情報と相関させるために、コンピュータ監視システムと遠く離れてインタフェース接続するように構成され得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的はトライボロジカルデブリ分析システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
詳細な説明が進むにつれて明らかになるはずである本発明の前述の及び他の目的は、汎用コンピュータとデータを生成するためのトライボロジカルセンサーシステムとを包含するトライボロジカルデブリ分析システムであって、トライボロジカルセンサーシステムは光学的フローセルと、光学的フローセルに流体をポンプ注入するためのポンプと、光学的フローセルを流れる流体を照明するためのレーザと、レーザによって照明された流体内のデブリを検出し、デブリを表す物体セグメントを生成し、その物体セグメントを分析のために汎用コンピュータに送るための画像形成装置とを含んでいることによって達成される。
【００１０】
本発明の他の態様は、流体を視野内に配置するための流体照明伝達システムと、視野内の如何なる粒子も検出し、分析のためにそれらの粒子を表す物体情報を生成するための画像形成装置とを含む、流体内の粒子を画像化するためのトライボロジカルセンサーシステムによって達成される。
【００１１】
本発明の更に他の態様は、粒子含有流体を物体セグメントに画像化する、装置から採取された流体内の粒子を分類するためのコンピュータ化された方法であって、複数の物体セグメントを受け取るステップと、複数の物体セグメントから複数の物体要素を生成するステップと、所定の特徴に従って複数の物体要素を分類するステップとを包含する方法によって達成される。
【００１２】
本発明のもう１つの態様は、粒子含有流体を物体情報に画像化する、装置から採取された流体内の粒子を分類するためのコンピュータ化された方法であって、所定の特性に従って物体情報を分類するステップを包含する方法である。
【００１３】
本発明の更にもう１つの態様は、画像形成装置とコンピュータとを埋め込みプロセッサとして単一の回路基板に統合した、遠く離れて使用できるコンパクトなモジュール式トライボロジカルデブリ分析システムを提供することである。照明伝達システムに加えて自己充足的回路基板は、個別の機械に取り付け可能であり、機械からの流体は機械が動作している時に分析され得る。この後、埋め込みプロセッサに接続されたインタフェースは、埋め込みプロセッサによって生成された機械の状態に関する情報を表示装置に、あるいは更なる分析のためにコンピュータ監視システムに転送することができる。
【００１４】
本発明のこれら及び他の目的並びに既存の従来技術方式に対する本発明の利点は、後述する改良によって達成され、添付図面を参照する下記の説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面、特に図２を参照すると、本発明によるトライボロジカルデブリ分析システムは、総括的に符号１０によって示されている。システム１０は、照明伝達システム１２と、汎用コンピュータ１６によって受け取られるデータ信号１５を生成する画像形成システム１４とを含む。電源１８は、システム１０の特定のコンポーネントに電力を供給する。汎用コンピュータ１６は好適な実施形態で使用できるが、必要なメモリとハードウエアとソフトウエアとを有する大抵の如何なるコンピュータ装置でもシステム１０内で利用可能であることは認められるであろう。おそらく、汎用コンピュータ１６は、別に電力供給される。
【００１６】
照明伝達システム１２は、分析されるべき流体材料を保持するための流体容器２０を含む。流体は、エンジン及び回転機械で使用される潤滑油と、種々の機械で使用される作動液と、工業的品質管理、食品加工、医療分析及び環境管理で使用される流体とであり得る。典型的には、流体試料は、ある特定のユニット又は装置から採取されて識別されるが、もしその装置が多数のポートを持っていれば特定のポートが識別される。この情報は、カタログ掲載の目的で汎用コンピュータに入力される。如何なる場合にも、流体容器２０は、光学的フローセル２４を通して容器内に流体を吸込むポンプ２２に接続される。流体がフローセル２４を通して吸込まれているときに、レーザ２６は画像形成装置１４によって検出される画像を生成するためにフローセルの片側を照明する。画像の適当な処理の後に、画像形成装置１４は、汎用コンピュータ１６によって受け取られるデータ信号１５を生成する。
【００１７】
さて図３を参照すると、システム１０の一般的動作の特徴を記述するフローチャートが示されている。画像形成装置１４は、ステップ３０でデジタルビデオ信号を生成する。最初に流体が光学的フローセルを流れ始めると、照明マップが生成される。好適な実施形態では、照明マップは、ベースライン照明パターンを確立するためにビデオの最初の３２フレームを含む。これは、円偏光であるレーザビームの特性と、システムに関連する他の人為構造とをシステムが考慮することを可能にする。そして種々の不透明度を有する種々のタイプの流体材料が試験されそうであるから、流体内に含まれる粒子の分析のために照明のベースラインレベルを確立することは重要である。
【００１８】
照明マップの生成後に、システムは閾処理ステップ３２を実行する。デジタルビデオ信号は最初に、照明マップに対応するグレイの２５６レベルで与えられる。閾処理ステップは、異なる２５６レベルの照明を２レベル画像に変換する。言い換えれば、もしある特定の画素が２５６レベルのうちの明るい半分に強度値を持つと見なされれば、その画素は「オフ」ピクセルであると指定される。しかしながら、もし画素がスペクトルの暗い半分にあれば、その画素は物体と関連していると考えられ、「オン」ピクセル又はダークピクセルと指定される。閾処理プロセスは、各画素が物体の一部と指定されるべきであるか否かを決定する。閾処理ステップは更に、４レベルとして（２レベルの代わりに）定義され得るが、ベースの閾レベルによっては、多レベルが適当である。
【００１９】
閾処理ステップ３２の完了後、閾処理情報はステップ３４で物体セグメントを生成するために使用される。物体セグメントは、１行内の連続した画素のグループであって、このグループ内のすべての画素は「非オフ」値を持っている。言い換えれば、物体セグメントは、行番号と列開始位置と列停止位置とによって定義される検出された物体の個々の行である。物体セグメントは、汎用コンピュータ１６に送られるデータ１５に含まれる。
【００２０】
汎用コンピュータ１６は、データ１５内の物体セグメントを受け取って、ステップ４０で１セットの物体要素を生成する。物体要素が画素の隣接行間にある連続性を有する物体セグメントから構成されることは認められるであろう。物体要素の形成はまた、適当と考えられるフィルタリングルーチンによって、あるいは検出される粒子の過去の履歴に基づいて構成され得る。如何なる場合にも、物体要素の生成後に、これらの物体要素は、図１ＡからＧの説明で論じられるような粒子又はデブリの種々のタイプに従ってステップ４２で分類される。分類ステップの完了時に、汎用コンピュータはステップ４４で、既知のタイプの粒子を流体内で検出されたこれらの粒子と比較するために階層的データベース４４にアクセスし得る。最後に、ステップ４６で、粒子と他の特徴との比較に基づいて機械の状態が決定される。コンピュータ１６は、粒子を分類するためにニューラルネットワーク又は他のアルゴリズムを使用できる。この情報は、流体が採取された機械の摩耗状態を決定する目的のための推奨及び／又は情報を用いて、汎用コンピュータによって表示される。そしてもし流体が機械の数個の異なるポートから吸込まれたのであれば、この情報は相互に関連付けられて記憶されることもできる。
【００２１】
分類ステップ４２は、流体が採取された機械の予測有効寿命に相関するステップ５０で、検出された物体をサイズ分類するステップを含む。物体のサイズは、機械状態を決定するステップ４６に直接入力され得る。更に、物体サイズは、物体サイズの傾向を決定する処理ステップ５２に入力される。言い換えれば、ステップ５２で、もし物体サイズの増加又は物体サイズの減少があれば、この情報は、検出され、監視され得る。物体サイズの傾向はまた、機械のある特定のポートから採取された前の流体試料を分析するために、あるいは互いに類似の機械を比較するために使用され得る。ステップ５４で、汎用コンピュータは、流体試料が採取された機械によって経験されている摩耗のタイプを示す形状特徴を生成するために物体要素を利用できる。この情報は、これらの形状特徴をデータベース内の形状特徴と比較することによって物体の摩耗のタイプを識別するためにステップ５６で利用され得る。この情報は更に、ステップ４６で機械の状態を決定するために利用され得る。
【００２２】
さて図４を参照して、今度は画像形成装置１４の回路が論じられるであろう。レーザからの光はフローセルを介して、６４０×４８０ピクセルであって３０Ｈｚの更新速度で動作するＣＭＯＳ撮像素子６０上に８３０ｎｍで投影される。カメラとも呼ばれ得る撮像素子６０は、レーザ照明された流体試料のデジタルビデオ信号を生成する。この情報は、画素処理と画像フィルタリングと画像閾処理とセグメント検出と全体画像統計データの生成とを実行するフィールドプログラマブル（利用者書き込み可能）ゲートアレイ６２に転送される。更に、このアレイ６２は、画像形成装置のその他のコンポーネントを制御するように機能する。これらのコンポーネントは、好適な実施形態ではユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）であるインタフェース装置７４と、撮像素子６０と、画像形成装置１４内に含まれるメモリ装置と、ポンプ２２と、レーザ２６とを含む。ＵＳＢインタフェース７４は、物体セグメントを汎用コンピュータに送り、汎用コンピュータから命令を受信する。アレイ６２はまた、ポンプ２２を介して流体の指向性流れを制御するリレー６８と、光学的フローセルを通って流れる如何なる流体をも画像化するに先立ってポンプ２２を「始動準備する」ために利用されるバイパスバルブ７２を制御するリレー７０とを制御する。アレイ６２には、ビデオ信号を閾処理するために必要とされる照明マップを記憶するために利用される同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）装置６４が連絡している。ＳＤＲＡＭは、１６×１メガビットメモリ装置である。適当にサイズ決めされた如何なるメモリ装置でも本発明で実現され得ることが認められるであろうことは無論である。画像形成装置１４に関連するもう１つのメモリ装置は、汎用コンピュータ１６がそれを必要とするまでアレイ６２によって処理されるデータを記憶するために使用される先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリ装置６６である。
【００２３】
画像形成装置１４の代替実施形態は、図５に示されている。この装置は、図４に示す装置とほぼ同じ仕方で動作するが、この事例では撮像素子６０は、より速い更新周波数を備えることもできる。そしてこの実施形態では、マイクロコントローラ７６は、異なるタイプのインタフェース装置７８が汎用コンピュータ１６と通信することを可能にするために、アレイ６２と通信することもあり得る。マイクロコントローラ７６は、インタフェースを制御し、検出されたセグメントが汎用コンピュータによる代わりに、画像形成装置において物体要素に変換されることを可能にする更なる物体処理作業を引き受けることができる。如何なる場合にも、汎用コンピュータに送信される物体情報は、必要な帯域幅の更なる削減に帰着し、また利用者がより高価でない汎用コンピュータを使用することを、又は適当なコンピュータ装置にシリアルデータをより容易に送ることを可能にする、物体セグメントではなくて物体要素であろう。
【００２４】
さて図６を参照すると、アレイ６２の詳細な説明図が示されている。前述のように、アレイ６２は、撮像装置６０とメモリ装置６４，６６とに連絡している。アレイに接続された出力装置は、データ信号１５を介する汎用コンピュータ１６とポンプ２２とバイパスバルブ７２とレーザ２６とを含む。アレイ６２は、アレイに接続されたこれらのコンポーネントの種々の態様を制御するために利用される一連のコントローラを含む。特に、個々のコントローラは、ＣＭＯＳ撮像素子６０のプログラミングと動作とを可能にするために必要なプロトコルを生成するＩ２Ｃコントローラ８０を含むが、これに限定されない。また、ＳＤＲＡＭメモリチップ６４の動作を制御するための適当な信号を供給するために必要な回路を備えるＳＤＲＡＭコントローラ８２も設けられている。同様に、ＦＩＦＯコントローラ８４は、コンピュータ１６が必要とするまで物体セグメントを記憶するために使用される先入れ先出しメモリ６６の動作を確実に制御する。ＵＳＢマイクロコントローラ８６は、データが汎用コンピュータにどのようにして送られるかを編成するＵＳＢインタフェース７４を確実に制御する。またポンプリレーコントローラ８８と、バイパスリレーバルブコントローラ９０と、レーザ２６に関連するパルスコントローラ９２とが設けられている。これらのコントローラ８０，８６，８８，９０，９２はコントロールバス９４を介して相互に連絡している。
【００２５】
アレイ６２は、画像形成装置１４の動作を容易にするための初期化装置を含む。特にカメラ初期化装置１００は、コントロールバス９４を介してコントローラ信号も受信するマルチプレクサ１２０を介してＩ２Ｃコントローラに適当な信号を送る。第２のマルチプレクサ１２２は、ＦＩＦＯコントローラ８４とＳＤＲＡＭメモリコントローラ８２から入力信号を受信する。これらの信号は、適当と考えられるようにＵＳＢマイクロコントローラ８６に送られる。
【００２６】
アレイ６２は、高域フィルタをデジタルビデオ信号に適用するために使用される有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ１１０を含むことができる。それから、このフィルタリングされた信号は、８ビットグレイレベル画像を２レベル画像に変換する閾処理装置１１２に送られる。同時に、フィルタリング（濾波）された信号は、ＳＤＲＡＭメモリコントローラ８２に送られる。ＳＤＲＡＭメモリコントローラ８２は、フィルタリングされた信号の所定の数のフレームを記憶することをＳＤＲＡＭメモリチップ６４に指示するように構成される。理想的には、ＳＤＲＡＭメモリチップは、６４フレームを記憶するように指示される。ＳＤＲＡＭメモリチップ６４が所定の数のフレームを記憶した後に、ＳＤＲＡＭメモリコントローラ８２は、この情報を積分器１１４に転送する。積分器１１４は、所定の数のフレームを事実上「平均化」することによって積分信号を生成するためにこれらのフレームを積分する。例えば、積分処理中に、積分器１１４は、所定の数のフレームを加え合わせ、その後にこれらのフレームの総和を加え合わされたフレームの総数で除算する。積分器１１４によって実行される積分処理は、フィルタリングされた信号内の異常点を効果的に除去するために役立ち、システム１０が分析される流体内の粒子に集中することを可能にする。
【００２７】
積分信号はその後、ＳＤＲＡＭメモリコントローラ８２によって閾処理装置１１２に転送されるまで、ＳＤＲＡＭメモリチップ６４に記憶される。積分信号を受信すると、閾処理装置１１２は、積分信号をフィルタリングされた信号と比較する。この比較は、閾処理装置１１２が閾処理されたビデオ信号である２レベル画像内の如何なる異常点をも除去することを可能にする。
【００２８】
フィルタリングされた信号はまた、到来するデジタルビデオストリームを調べて１ビデオフレームごとの平均強度値を決定する統計データ収集回路１１８に送られる。更に、統計データ収集回路１１８は、現在のビデオ飽和の相対量を決定する。回路１１８からのデータは、マルチプレクサ１２２を介してＵＳＢマイクロコントローラ８６に送られ、試験中の流体の最適な照明のためにコントローラ９２によってレーザパルス幅とカメラ利得とを適正に設定するための自動利得制御ルーチンを実現するために汎用コンピュータ１６によって使用される。
【００２９】
閾処理されたビデオ信号は、閾処理装置１１２が物体の一部であると決定した行内の水平方向に隣接する物体セグメントを確実に検出するランレングス限定（ＲＬＬ）符号器１１６に、閾処理装置によって送られる。検出された物体要素は、ＦＩＦＯメモリ装置６６に送られ、その後マルチプレクサ１２２を介して汎用コンピュータに送られる。
【００３０】
前述したとおり、本システムの利点は直ちに明らかである。特に、本システムは、画像のより高速でより効率的な処理を考慮するように、画像形成装置内でデジタルビデオ信号を処理することを考慮している。言い換えれば、画像形成装置が汎用コンピュータ１６によって処理される「物体情報」（図４に示す物体セグメント又は図５に示す物体セグメントと物体要素の両者）を生成することが今や可能である。ここに論じられる改良点は、専用の汎用コンピュータシステムがビデオ画像処理のすべてを行う必要性を除去する。従って、その結果は、より高価でないシステムを提供しながら、ほとんどすべての既製のコンピュータ装置上にも表示可能である。更に、本装置は、汎用コンピュータを制御するために別個の入出力ボードの必要をなくし、従来システムを実現するために必要とされた余分のケーブル配線と電子回路とを除去する。
【００３１】
図７−１１に見られるもう１つの実施形態では、本発明によるトライボロジカルデブリ分析システムは、総括的に符号２１０によって示されている。システム２１０はモジュール式であって、インタフェース接続される照明伝達システム２１２と、画像形成装置２１６と埋め込みプロセッサ２１８の両者を含む回路基板２１４とを含む。回路基板２１４は、照明伝達システム２１２によって与えられる画像を処理するための画像形成装置２１６と、画像形成装置２１６によって処理された画像を分析するための埋め込みプロセッサ２１８とを統合している。そのようなものとして、システム２１０は、従来のトライボロジカルデブリ分析システムよりコンパクトであって、システム２１０のコンパクトサイズは、現場での使用を可能にする。
【００３２】
例えば回路基板２１４は、分析されるべき流体がサンプリングされる個別の機械２１５（図８）に搭載又は連結されることが可能である。図８に見られるように、回路基板２１４と照明伝達システム２１２は両者とも、機械２１５が動作している時に流体を分析するために機械２１５に隣接して搭載され得る。分析される流体は、種々の機械で使用される潤滑油及び作動液と、工業的品質管理、食品加工、医療分析及び環境管理で使用される流体とを含み得る。
【００３３】
システム２１０を現場に配置された機械２１５と連結して使用することは、機械２１５から流体試料を採取して、これらの試料を研究室の設備で試験することを不要にする。その代わり、機械２１５に連結されたシステム２１０の使用は、流体試料に関するリアルタイムの情報を発生させることによって時間を節約する。そのように、システム２１０の使用は、研究室設備においてトライボロジカルデブリ分析システムを使用することよりも著しく迅速である。下記に論ずるように、複数の機械の各々の状態に関する情報を生成するために、複数のシステム２１０が１つの施設内の複数の機械のグループと連結して使用され得る。
【００３４】
電源２２０は、照明伝達システム２１２と回路基板２１４とを含むシステム２１０の特定のコンポーネントに電力を供給する。遠隔地でのシステム２１０の使用を容易にするために、電源２２０は可搬型であり得る。更に、機械２１５上でのその使用を実施するために、照明伝達システム２１２は、バイパス導管２２２（図８）を組み込んでいる。システム２１０が機械２１５に取り付けられるとき、バイパス導管２２２は、分析されるべき流体を含む導管２２３（機械２１５の一部である）に接続される。バイパス導管２２２は、機械２１５が正常な仕方で動作することを可能にしながら、流体の試料が照明伝達システム２１２によって処理され得るように流体を受け入れる。
【００３５】
しばしば、ポンプ２２４は、流体を導管２２３からバイパス導管２２２内にサイフォン吸引するために照明伝達システム２１２の一部として使用される。ポンプ２２４は、流体を導管２２３からバイパス導管２２２に配置された光学的フローセル２２６内に吸込むために使用される。図７に見られるように光学的フローセル２２６は、照明システム２１２の一部でもあり、流体試料が導管２２３に戻ることができるようにバイパス導管２２に配置される。
【００３６】
画像は、光学的フローセル２２６を使用して照明伝達システム２１２によって生成される。例えば、照明伝達システム２１２の一部であるレーザ２２８は、（流体試料が光学的フローセル２２６を通して吸込まれつつあるとき）画像を生成するために光学的フローセル２２６の片側を照明する。理想的には、レーザ２２８は、小さなサイズで、機械２１５に搭載できるレーザダイオードである。画像が画像形成装置２１６によって検出された後に、そして画像の適当な処理の後に、画像形成装置２１６は、埋め込みプロセッサ２１８に向けられるデータ信号２３０を生成する。
【００３７】
下記に論じられるように、埋め込みプロセッサ２１８は、機械２１５の状態に関する情報を生成するためにデータ信号２３０を分析することができる。そのようにして、画像形成装置２１６からのデータを分析するために汎用コンピュータを使用する代わりに、埋め込みプロセッサ２１８は、流体試料から機械２１５の状態を決定するように構成される。従って、流体試料の分析は、機械２１５の場所で実施することができる。
【００３８】
回路基板２１４は、通信ポート（すなわちＵＳＢ、ＩＲＤＡなど）といったインタフェース２３２又はメモリカートリッジを含む。インタフェース２３２は、システム２１０に異なるフォーマットでの通信における柔軟性を与える。例えば、インタフェースは、埋め込みプロセッサ２１８からの情報が表示装置２３４又はコンピュータ監視システム２３６に転送されることを可能にする。例えば、表示装置２３４は、埋め込みプロセッサ２１８からの情報を表示するためにインタフェース２３２に接続され得るパーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）であり得るであろう。そのようにして、埋め込みプロセッサ２１８からの情報は、機械２１５がサービスを必要とするかどうかが決定され得るように機械２１５の場所で表示され得る。
【００３９】
代替として、情報は、表示のため、更には分析のため、又は他のシステム２１０からの情報との相関付けのために、インタフェース２３２を介してコンピュータ監視システム２３６に転送され得る。インターネットに直接インタフェース接続する能力は、コンピュータ監視システム２３６が世界のどこにでも配置されることを可能にしている。例えば、インタフェース２３２は、コンピュータ監視システム２３６に直接接続でき、あるいはコンピュータ監視システム２３６に情報を搬送するように構成された中間装置に接続され得る。
【００４０】
複数のシステム２１０が１グループの機械と連携して使用されるとき、コンピュータ監視システム２３６は、これら種々のシステム２１０から情報を受信するように構成され得る。コンピュータ監視システム２３６による機械グループのリアルタイム監視は、安全と保全のプロトコルがシステム２１０によって決定された機械の状態に従って機械のグループ全体に関して従われることを可能にする。そのようにして、コンピュータ監視システム２３６は、機械グループ全体のダウン時間が限定され得るように特定の機械がいつサービスを必要とするかを示すために使用できる。
【００４１】
図９を参照すると、システム２１０の一般的動作の特徴を記述するフローチャートが示されている。照明伝達システム２１２によって提供される画像の処理時に、画像形成装置２１６は、ステップ２４０において照明マップの形でデジタルビデオ信号を生成する。最初に流体が光学的フローセル２２６を流れ始めると、好適な実施形態では、ビデオの最初の３２フレームを含む照明マップが生成される。最初の照明マップは、システム２１０がレーザ２２８からのビーム（円形減衰パターンである）の特性とシステムに関連する他の人為構造とを考慮することを可能にするベースライン照明パターンを確立する。種々の不透明度を有する種々のタイプの流体物質が試験されるようであるから、流体内に含まれる粒子の分析のために照明のベースラインレベルを確立することは重要である。
【００４２】
照明マップの生成の後に、システム画像形成装置２１６は、閾処理ステップ２４２を実行する。デジタルビデオ信号は最初に、照明マップに対応するグレイの２５６レベルで与えられる。閾処理ステップ２４２は、照明マップの異なる２５６レベルを２レベル画像又は多値画像に変換する。２レベル画像を生成する場合は、もしある特定の画素が２５６レベルのうちの明るい方の半分に強度値を持っていると考えられれば、その画素は「オフ」ピクセルであると指定される。しかしながら、もし画素が２５６レベルのうちの暗い方の半分にあれば、その画素は「オン」ピクセル（オン画素）であると指定される。「オン」ピクセルは流体試料に含まれる物体と関連していると考えられる。そのようなものとして、閾処理プロセス２４２は、各画素が物体の一部と指定されるべきであるか否かを決定する。
【００４３】
閾処理ステップ２４２の完了後、閾処理情報はステップ２４４で物体セグメントを生成するために画像形成装置２１６によって使用される。物体セグメントは、１行内の連続した画素のグループであって、このグループ内のすべての画素は「オン」ピクセルとして指定されている。言い換えれば、物体セグメントは、行番号と列開始位置と列長さとによって定義されるステップ２４２の間に検出された物体の個々の行である。物体セグメントは、埋め込みプロセッサ２１８に送られるデータ信号２３０に含まれる。
【００４４】
埋め込みプロセッサ２１８は、データ信号２３０内の物体セグメントを受け取り、ステップ２５０で１セットの物体要素を生成するために物体セグメントを使用する。物体要素が画素の隣接行間にある連続性を有する物体セグメントから構成されることは認められるであろう。物体要素の形成はまた、適当と考えられるフィルタリングルーチンによって、あるいは検出される粒子の過去の履歴に基づいて構成され得る。如何なる場合にも、物体要素の生成後に、これらは、図１Ａ−Ｇの説明で論じられたような粒子又はデブリの種々のタイプに従ってステップ２５２で埋め込みプロセッサ２１８によって分類される。
【００４５】
分類ステップ２５２の完了時に、埋め込みプロセッサ２１８はステップ２５４で、既知のタイプの粒子を流体内で検出されたこれらの粒子と比較するために階層的データベース２５４にアクセスし得る。最後に、ステップ２５６で、粒子と他の特徴との比較に基づいて機械の状態が決定される。このような分析を容易にするために、埋め込みプロセッサ２１８は、検出された粒子又はデブリを分類するためにニューラルネットワーク又は他のアルゴリズムを使用するように構成され得る。この後、埋め込みプロセッサ２１８は、システム２１０が接続された機械２１５の状態を決定する目的のための推奨及び／又は情報を生成することができる。この情報は、表示のために表示装置２３４に、また更なる分析のためにコンピュータ監視システム２３６にインタフェース２３２を介して転送され得る。
【００４６】
分類ステップ２５２は、ステップ２６０における、流体が採取された機械の予測有効寿命に相関する物体要素をサイズ分類するステップを含む。物体要素のサイズは、機械２１５の状態を決定するためのステップ２５６に直接入力され得る。更に、物体要素のサイズは、物体要素サイズの傾向を決定するためのステップ２６２に入力される。言い換えれば、ステップ２６２で、もし物体要素のサイズの増加又は減少があれば、この情報は検出され、監視され得る。物体要素のサイズの傾向はまた、機械２１５の状態を決定するためのステップ２５６に入力され、また導管２２３の異なる部分から採取された前の流体試料を分析するために、あるいは互いに類似の機械を比較するために使用され得る。ステップ２６４で、埋め込みプロセッサ２１８は、機械２１５によって経験されている摩耗のタイプを示す形状特徴を生成するために物体要素を使用できる。この情報は、物体要素の形状特徴をデータベース２５４内の形状特徴と比較することによって物体の摩耗のタイプを識別するためのステップ２６６で使用され、そしてこの情報は更に、ステップ２５６で機械２１５の状態を決定するために利用され得る。
【００４７】
図１０を参照して、今度は回路基板２１４の回路が論じられる。上述のように回路基板２１４は、画像形成装置２１６と埋め込みプロセッサ２１８とを含み、これらのコンポーネントは流体試料内の粒子を分析するために共に機能する。例えば、レーザ２２８からの光は光学的フローセル２２６を介して、６４０×４８０ピクセルであるＣＭＯＳ撮像素子２７０上に８３０ｎｍで投影される。ＣＭＯＳ撮像素子２７０は、回路基板２１４上で統合された画像形成装置２１６の一部であって、約２００Ｈｚの更新速度で動作する。カメラとも呼ばれ得るＣＭＯＳ撮像素子２７０は、レーザ照明された流体試料のデジタルビデオ信号を生成する。
【００４８】
このデジタルビデオ信号は、画素処理と画像フィルタリングと画像閾処理とセグメント検出と全体画像統計データの生成とを実行するフィールドプログラマブル（利用者書き込み可能な）ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）２７２に転送される。更に、このＦＰＧＡ２７２は、画像形成装置２１６に含まれるメモリ装置といった画像形成装置２１６のその他のコンポーネントと、例えばポンプ２２４及びレーザ２２８をも同様に制御するように機能する。ＦＰＧＡ２７２は、データ信号２３０を介して埋め込みプロセッサ２１８に接続され、埋め込みプロセッサ２１８から命令を受け取ることもできる。
【００４９】
ＦＰＧＡ２７２はまた、ポンプ２２４を制御するリレー２７４と、ポンプ２２４を「始動準備する」ために利用されるバイパスバルブ２８０を制御するリレー２７５とを制御する。更に、ＦＰＧＡ２７２は、光学的フローセル２２６に入る前に流体試料から気泡を除去するために使用される超音波装置２８２（バイパス導管２２２に沿って配置される）を制御するリレー２７６と、分析される流体試料の粘度を測定するために使用される粘度モニター２８４の動作を制御するリレー２７７とを制御する。
【００５０】
更に、ＦＰＧＡ２７２は、レーザ２２８とＣＭＯＳ撮像素子２７０の動作を同期させるためにレーザ２２８に接続されたインタフェース２８６を含む。上述のように、レーザ２２８は理想的にはレーザダイオードであるが、インタフェース２８６は、また逆方向に互換性があるように構成されており、従って前世代のトライボロジカルデブリ分析システムにおいて使用されたレーザで動作できる。
【００５１】
ＦＰＧＡ２７２には、ビデオ信号を閾処理するために必要とされる照明マップを記憶するために利用される第１の同期式ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）装置２９０が連絡している。第１のＳＤＲＡＭ装置２９０は、３２メガバイトのメモリ装置であるが、適当にサイズ決めされた如何なるメモリ装置でも本発明でのこのような用途のために実施され得ることが認められるであろうことは無論である。画像形成装置２１６に関連するもう１つのメモリ装置は、埋め込みプロセッサ２１８がこのようなデータを必要とするまでＦＰＧＡ２７２によって処理されるデータを記憶するために使用される先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリ装置２９２である。ＦＩＦＯメモリ装置２９２は、図１０に示すようにＦＰＧＡ２７２と一体化され得る。
【００５２】
上述のように、埋め込みプロセッサ２１８は、回路基板２１４に埋め込まれ、画像形成装置２１４によって生成されるデータ信号２３０は、それに向けられる。また回路基板２１４上では、埋め込みプロセッサ２１８の動作のためのプログラム命令を記憶するために利用される第２のＳＤＲＡＭ装置３００と、データがインタフェース２３２を介して表示装置２３４又はコンピュータ監視システム２３６に転送されるまで埋め込みプロセッサ２１８によって処理されるデータを記憶するために使用されるフラッシュメモリ装置３０２とが統合される。
【００５３】
さて図１１を参照すると、ＦＰＧＡ２７２の詳細な説明図が示されている。前述のように、ＦＰＧＡ２７２は、ＣＭＯＳ撮像素子２７０と第１のＳＤＲＡＭメモリ装置２９０とに連絡している。ＦＩＦＯメモリ装置２９２は、ＦＰＧＡ２７２と一体化され、ＦＰＧＡ２７２に接続された出力装置は、データ信号２３０を介する埋め込みプロセッサ２１８と、ポンプ２２４と、バイパスバルブ２８０と、レーザ２２８と、超音波装置２８２と、粘度モニター２８４とを含む。ＦＰＧＡ２７２は、アレイに接続されたこれらのコンポーネントの種々の態様を制御するために利用される一連のコントローラを含む。
【００５４】
特に、個々のコントローラは、ＣＭＯＳ撮像素子２７０のプログラミングと動作とを可能にするために必要なプロトコルを生成するＩ２Ｃコントローラ３１０を含むが、これに限定されない。また、第１のＳＤＲＡＭメモリ装置２９０の動作を制御するための適当な信号を供給するために必要な回路を備えるＳＤＲＡＭコントローラ３１２も設けられている。同様に、ＦＩＦＯコントローラ３１６は、埋め込みプロセッサ２１８が物体セグメントを必要とするまでこれらの物体セグメントを記憶するために使用されるＦＩＦＯメモリ装置２９２の動作を確実に制御する。ポンプリレーコントローラ３２０と、バイパスバルブリレーコントローラ３２２と、レーザ２２８に関連するパルスコントローラ３２４と、超音波装置リレーコントローラ３２６と、粘度モニターインタフェース３２８とが同様に設けられている。これらのコントローラ３２０，３２２，３２４，３２６，３２８はコントロールバス３３０を介して相互に連絡している。
【００５５】
図１１にも見られるように、ＦＰＧＡ２７２は、画像形成装置２１６の動作を容易にするために初期化装置を含むことができる。特に、カメラ初期化装置３３２は、コントロールバス３３０を介してコントローラ信号も受信する第１のマルチプレクサ３３６を介してＩ２Ｃコントローラ３１０に適当な信号を送る。第２のマルチプレクサ３３８は、ＳＤＲＡＭメモリコントローラ３１２とＦＩＦＯコントローラ３１６から入力信号を受信する。これらの信号は、適当と考えられるように埋め込みプロセッサ２１８に送られる。
【００５６】
ＦＰＧＡ２７２はまた、高域フィルタをＣＭＯＳ撮像素子２７０からのデジタルビデオ信号に適用するために使用される有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ３４０を含むこともできる。それから、このフィルタリングされたデジタルビデオ信号は、８ビットグレイレベル画像を２レベル画像に変換する閾処理装置３４２に送られ得る。同時に、フィルタリングされた信号は、ＳＤＲＡＭメモリコントローラ３１２に送られる。ＳＤＲＡＭメモリコントローラ３１２は、フィルタリングされた信号の所定の数のフレームを記憶することをＳＤＲＡＭメモリチップ２９０に指示するように構成される。理想的には、ＳＤＲＡＭメモリチップは、６４フレームを記憶するように指示される。ＳＤＲＡＭメモリチップ２９０が所定の数のフレームを記憶した後に、ＳＤＲＡＭメモリコントローラ３１２は、この情報を積分器３１４に転送する。積分器３１４は、所定の数のフレームを事実上「平均化」することによって積分信号を生成するためにこれらのフレームを共に積分する。例えば、積分処理中に、積分器３１４は、所定の数のフレームを加え合わせ、その後にこれらのフレームの総和を加え合わされたフレームの総数で除算する。積分器３１４によって実行される積分処理は、フィルタリングされた信号内の異常点を効果的に除去するために役立ち、システム２１０が分析される流体内の粒子に集中することを可能にする。
【００５７】
積分信号はその後、ＳＤＲＡＭメモリコントローラ３１２によって閾処理装置３４２に転送されるまでＳＤＲＡＭメモリチップ２９０に記憶される。積分信号を受信すると、閾処理装置３４２は積分信号をフィルタリングされた信号と比較する。この比較は、閾処理装置３４２が閾処理されたビデオ信号である２レベル画像又は多レベル画像内の如何なる異常点をも除去することを可能にする。
【００５８】
フィルタリングされたデジタルビデオ信号はまた、統計データ収集回路３４４に送られる。統計データ収集回路３４４は、各ビデオフレームごとの平均強度値を決定するためにデジタルビデオ信号ストリームを調べる。更に、統計データ収集回路３４４は、現在のビデオ飽和の相対量を決定する。統計データ収集回路３４４からのデータは、第２のマルチプレクサ３３８を介して埋め込みプロセッサ２１８に送られ、試験中の試料流体の最適な照明のためにパルスコントローラ３２４によってレーザパルス幅とカメラ利得とを適正に設定するための自動利得制御ルーチンを実現するために埋め込みプロセッサ２１８によって使用される。
【００５９】
更に、閾処理装置３４２からの閾処理されたビデオ信号は、閾処理装置３４２が物体要素の一部であると決定した物体セグメント（１行内の水平方向に隣接する画素）を確実に検出するランレングス限定（ＲＬＬ）符号器３４６に送られる。ＲＬＬ符号器３４６によって検出された如何なる物体要素も、ＦＩＦＯメモリ装置２９２に送られ、メモリ装置２９９はその後、このようなデータを第２のマルチプレクサ２３８を介して埋め込みプロセッサ２１８に送る。
【００６０】
前述したとおり、本システム１１０の利点は直ちに明らかである。回路基板２１４上での画像形成装置２１６と埋め込みプロセッサ２１８との統合は、システム２１０が個々の機械に搭載されて、その分析機能を自立的に実行することを可能にしている。そのようなものとして、照明伝達システム２１２は、このような機械に接続されたバイパス導管２２２から直接採取された流体試料の画像を与えることができ、そして、画像は、機械が動作している間に画像形成装置２１６によって処理され、埋め込みプロセッサ２１８によって分析されることが可能である。その後、インタフェース２３２は、流体試料の分析時に、埋め込みプロセッサ２１８によって生成された情報が表示装置２３４又はコンピュータ監視システム２３６に転送されることを可能にする。
【００６１】
こうして、本発明の目的は上記に提示された用途のための構造とその方法とによって満たされていることが理解され得る。本発明は、単に最良の形態と好適な実施形態が詳細に提示され説明されているが、それに限定されない、あるいはそれによって限定されないことは理解されるべきである。従って、本発明の真の範囲の正しい理解のためには、上記の請求項を参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１Ａ−Ｇ】本発明による光学的デブリ分析システムによって検出された粒子の種々のタイプの例を示す図である。
【図２】本発明によるシステムの説明図である。
【図３】本発明による画像形成装置と汎用コンピュータとの機能を示す処理のフローチャートである。
【図４】本発明による画像形成装置のブロック図である。
【図５】本発明による画像形成装置の代替実施形態のブロック図である。
【図６】本発明によるシステムによって利用されるフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のブロック図である。
【図７】本発明によるシステムのもう１つの実施形態の説明図である。
【図８】分析される機械に隣接して搭載され、流体試料の導管とインタフェース接続する図７に示されたシステムの図である。
【図９】図７に示されたシステムの実施形態による画像形成装置と埋め込みプロセッサとを含む回路基板の機能を示す処理のフローチャートである。
【図１０】図７に示されたシステムの実施形態による画像形成装置のブロック図である。
【図１１】図７に示されたシステムの実施形態で利用されるフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０    トライボロジカルデブリ分析システム
１２    照明伝達システム
１４    画像形成装置
１５    データ信号
１６    汎用コンピュータ
１８    電源
２０    流体
２２    ポンプ
２４    フローセル
２６    レーザ
６０    撮像素子
６２    フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）
６４    同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）装置
６６    先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリ装置
６８，７０  リレー
７２    バイパスバルブ
７４    インタフェース装置
７６    マイクロコントローラ
７８    インタフェース装置
８０    Ｉ２Ｃコントローラ
８２    ＳＤＲＡＭコントローラ
８４    ＦＩＦＯコントローラ
８６    ＵＳＢマイクロコントローラ
８８    ポンプリレーコントローラ
９０    バイパスバルブコントローラ
９２    パルスコントローラ
９４    コントロールバス
１１０    有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ
１１２    閾処理装置
１１４    積分器
１１６    ランレングス限定（ＲＬＬ）符号器
１１８    統計データ収集回路
２１０    トライボロジカルデブリ分析システム
２１２    照明伝達システム
２１４    回路基板
２１６    画像形成装置
２１８    埋め込みプロセッサ
２２０    電源
２２２    流体
２２４    ポンプ
２２６    光学的フローセル
２２８    レーザ
２３０    データ信号
２３２    インタフェース
２３４    表示装置
２３６    コンピュータ監視システム
２７０    撮像素子
２７２    フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）
２７４，２７５，２７６，２７７  リレー
２８０    バイパスバルブ
２８２    超音波装置
２８４    粘度モニター
２８６    インタフェース
２９２    先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリ装置
３００    ＳＤＲＡＭ装置
３０２    フラッシュメモリ装置
３１０    Ｉ２Ｃコントローラ
３１２    ＳＤＲＡＭコントローラ
３１４    積分器
３１６    ＦＩＦＯコントローラ
３２０    ポンプリレーコントローラ
３２２    バイパスバルブリレーコントローラ
３２４    パルスコントローラ
３２６    超音波装置リレーコントローラ
３２８    粘度モニターインタフェース
３３０    コントロールバス
３３２    カメラ初期化装置
３３６，３３８  マルチプレクサ
３４０    有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ
３４２    閾処理装置
３４４    統計データ収集回路
３４６    ランレングス限定（ＲＬＬ）符号器
【図１Ａ】
2006038860.tif 000003
【図１Ｂ】
2006038860.tif 000004
【図１Ｃ】
2006038860.tif 000005
【図１Ｄ】
2006038860.tif 000006
【図１Ｅ】
2006038860.tif 000007
【図１Ｆ】
2006038860.tif 000008
【図１Ｇ】
2006038860.tif 000009
【図２】
2006038860.tif 000010
【図３】
2006038860.tif 000011
【図４】
2006038860.tif 000012
【図５】
2006038860.tif 000013
【図６】
2006038860.tif 000014
【図７】
2006038860.tif 000015
【図８】
2006038860.tif 000016
【図９】
2006038860.tif 000017
【図１０】
2006038860.tif 000018
【図１１】
2006038860.tif 000019