铁谱技术是机械设备状态监测及故障诊断主要手段之一，自79年传入我国后，在工矿交通等领域得到了广泛应用。由于铁谱技术本身存在的缺限，尽管人们近十年来在这一领域做出了巨大努力，依旧难解决这门技术对人的经验依赖太大的问题，如何突破这个瓶颈，是铁谱技术智能化的必由之路。 本文论证了铁谱技术所存在的问题的根本原因，以分形几何这种非线性理论来描述机器的铁谱磨粒群的分形特征为主线，对铁谱仪的数字化改造、铁谱磨粒图像处理系统设计、铁谱磨粒分形描述和实验探索进行了较详细的研究： 1、分析了尽管科学家在铁谱技术这一领域做出了巨大努力，依旧难解决这门技术对人的经验依赖太大，推广困难，理论上无突破的原因，论证了铁谱技术要突破，有必要从源头重新探讨其研究方法、表征量的选择及其思想方法，确定了选用分形理论来指导铁谱技术是较科学的方法。 2、通过建立RGB色彩模型与H(色度)S(饱和度)V(亮度)的转换关系，对磨粒群数字化图像的预处理、铁谱磨粒的区域分割、边缘检测、轮廓提取的算法进行了研究，设计了为铁谱磨粒的分形研究的图像处理软件工具。 3、在铁谱仪数字化改造的研究中，探讨了其原理、精度、适用性、以及经济性并介绍改造后系统实际试用效果良好，这为磨粒的分形研究准备了图像处理硬件工具。 4、根据分形、分形维数的定义及分维的计算原理，研究了单个铁谱磨粒的轮廓分维和铁谱磨粒群盒维数的计算方法及无标度区间的确定，对原有计算方法进行了改进，提高了计算精度。研究了铁谱磨粒的分形分布特性，得出了一些重要结论，这为铁谱磨粒的分形研究准备了计算工具。 5、通过收集实验结果、生产现场的铁谱片及铁谱图片的样本，利用前述准备的铁谱图像处理系统和铁谱磨粒分形的计算工具，研究了球型、切削状、疲劳状、严重滑动典型磨粒分形维数的分布范围和其统计标度不变性。 6、以某铜矿电动轮运矿汽车发动机大修后磨合期为研究对象，通过追踪采样其油样，分别制备了分析式铁谱片和旋转式铁谱片，通过设计的磨粒群观察视场，计算出发动机磨合内的磨损度指数与分形合维数变化值，研究比较了分析式铁谱片和旋转式铁谱片测量磨损度指数、磨粒群合维数及油样中主要元素含量之间的关联。 本文的系列研究成果，在一定程度上为铁谱技术的智能化提供理论依据，将有重大应用前景。但要想完整地实现铁谱仪的智能化，还有许多基础性研究工作要做。