序（一）
Preface

磨损是使机械系统健康状态恶化的重要因素之一，不过要在运行中检测磨损十分不易，因为构成摩擦副的两表面之间几乎没有可能安装传感器。20世纪70年代初，美国的维侬·C.威斯特考特（Vernon C.Westcott）发明了一种能够从机械系统在用润滑油中分离出磨损颗粒，人工在显微镜下观察颗粒图像判断该系统磨损状态的铁谱技术。后来根据这个发明制成了分析式铁谱仪和直读式铁谱仪等，才有了比较实用的间接检测磨损状态的可能。1977年我国第一个访问西方的摩擦学代表团从德国带回了这个技术，在国内引起了热烈反应，这些反应主要可以分为三个方面：①致力于仿制这种铁谱仪；②致力于从铁谱仪得到的磨粒图像和形貌（国外企业已经给出他们认为是经典的图谱）上研究可能表征与磨损状态相关的特征；③针对其弱点进一步改进这种技术，包括改变铁谱仪的设计。从1982年开始，西安交通大学润滑理论及轴承研究所在原来需要取样到实验室里人工用铁谱仪和显微镜分析油样中磨粒图像的基础上，发明了可以安装在机械系统上自动取样、分析并报告其与磨损相关健康状态的在线可视电磁铁谱技术，经过多年不断研究改进已经在多种设备上得到应用，相关的仪器在线可视铁谱仪（OLVF）也已经在企业中生产。

本书主要介绍了作者在磨粒图像分析方面的研究成果。作者认为OLVF基于磨粒覆盖面积指数（Index of Particle Coverage Area, IPCA）的数据过于笼统，不足以充分获取磨粒图像所包含的信息，需要在磨粒图像上进一步下功夫研究。为得到磨粒在磨粒链图像上的分割、磨粒的三维图像、运动中的磨粒取样和更清晰的表面形貌图像，作者研究和采用了许多新的图像分析方法和新的信息处理技术，并且研制了相应的光学设施，特别是引入了人工智能技术。作者倾注多年心血，力图从磨粒图像分析上增进铁谱技术在机械系统健康状态检测上的能力，为人们对于磨粒图像分析提供了丰富的知识，也为应用这些知识对铁谱技术做进一步改进的应用研究建立了图像处理上的认知基础，是一本对于铁谱技术研究者和开发者需要认真阅读的书。

也要看到，机械系统的健康状态涉及多方面因素，摩擦学失效仅仅是其中一个方面，而摩擦学状态变化也不仅仅表现在磨损状态特别是磨粒图像的变化上。安装在机械系统上的磨损监测仪器不允许因结构复杂而过于昂贵，一个可以考虑的解决方案是适当改进铁谱传感器并将图像传递到某服务平台进行分析并报告检测结果和提出建议。平台可以积累被检测对象包括图像在内的多方面健康状态知识，平台的硬、软件设施可进行大规模运算以支持复杂的知识和信息处理，也就是将上述以及进一步研究的成果做成一个在互联网上的机械系统智能磨损状态检测的知识服务。

中国工程院院士