润滑油的质量对发动机的工作效能和使用寿命有着重要影响,对工作润滑油进行污染检测以便适时更换,不仅能够延长发动机使用寿命,消除故障隐患,而且能够降低油耗、节能减排。本文基于光谱技术原理研究发动机润滑油污染检测技术,通过对不同污染浓度润滑油的反射光谱和透射光谱的分析,建立了一种润滑油光谱特征与污染浓度关系的数学模型,实现了污染润滑油定量分析,设计了润滑油污染检测系统。根据发动机润滑油的换油周期设计实验并搭建实验平台,通过光谱测量实验获得了不同污染浓度润滑油的反射光谱和透射光谱;通过对不同污染浓度润滑油的光谱特征及其随波长变化的曲线分析,研究了润滑油反射和透射光谱特性,论证了反射和透射光谱用于实际润滑油污染检测与定量分析的可行性。提出并实现了一种变步长稀疏采样算法,根据曲线动态斜率决定采样步长,有效地减小了光谱信息冗余,提高了光谱分析的计算效率。分别使用相关系数法、主成分分析法、主成分—相关系数法选取优势特征波长,通过比较表明,使用主成分—相关系数法选取优势特征波长能够得到较好的效果。通过光谱分析,润滑油光谱在高污染浓度时不再遵循朗伯-比尔定律。基于反射光谱分析,在优势波长378.93 nm处建立了反射率-污染浓度的指数回归模型,此模型能够较好的实现润滑油高污染浓度的预测和估计;基于透射光谱分析,在优势波长775.61 nm处建立了吸光度-污染浓度的线性回归模型,能够实现低污染浓度润滑油的预测和估计。以STM32单片机为核心,设计了发动机润滑油检测系统。基于反射光谱优势波长选取了波段为375 nm~380 nm的紫外发光二极管作为光源,选取紫外增强光纤和ML8511紫外传感器进行光电转换和发射/接收探头电路设计。设计了测量系统软件,初步实现了润滑油污染程度评估。本文设计的检测系统为进一步实现润滑油污染浓度实时在线监测提供了重要基础和参考依据。