CN112733604A - 冷却液杂质检测平台及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷却液杂质检测平台及方法，所述平台包括：汽车冷却架构，包括测温装置、气缸体水套、水泵、节温器、散热器、电动风扇、冷却液膨胀箱、热交换器和暖风装置；所述气缸体水套用于包裹汽车发动机以将汽车发动机的温度交换到冷却水内，所述测温装置设置在所述散热器内，用于测量所述散热器内的冷却水的温度以获得实时冷却水温；杂质鉴别设备，用于在接收到的实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令。本发明的冷却液杂质检测平台及方法方便实用、结构简单。由于能够识别到水箱内部的冷却水中的杂质目标以及获知杂质目标的相应状态，从而方便后续汽车维修工作的开展和进行。
Description
技术领域
本发明涉及汽车冷却配件领域，尤其涉及一种冷却液杂质检测平台及方法。
背景技术
冷却系统的主要工作是将热量散发到空气中以防止发动机过热，但冷却系统还有其他重要作用。汽车中的发动机在适当的高温状态下运行状况最好。如果发动机变冷，就会加快组件的磨损，从而使发动机效率降低并且排放出更多污染物。因此，冷却系统的另一重要作用是使发动机尽快升温，并使其保持恒温。
虽然汽油发动机已进行了大量改进，但是在将化学能转换成机械能的过程中，汽油发动机的效率仍然不高。汽油中的大部分能量(约70％)被转换成热量，而散发这些热量则是汽车冷却系统的任务。事实上，一辆在高速公路上行驶的汽车，其冷却系统所散失的热量足以供两个普通房屋取暖！如果发动机变热，就会加快组件的磨损，从而使发动机效率降低并且排放出更多污染物。
因此，冷却系统的另一重要作用是使发动机尽快升温，并使其保持恒温。燃料在汽车发动机内持续燃烧。燃烧过程中产生的热量大部分从排气系统中排出，但仍有部分热量滞留在发动机中，从而使其升温。当冷却液的温度约为93℃时，发动机达到最佳运行状态。在这个温度下：燃烧室的温度足以使燃料完全蒸发，因此可以更好地使燃料燃烧并减少气体排放。如果用于润滑发动机的润滑油较稀薄，粘稠度较低，则发动机零件可以更灵活地运转，而发动机在围绕自身部件旋转的过程中消耗的能量也将减少，金属零件更不易磨损。
目前，为了提升汽车水箱与汽车发动机的换热效率，避免杂质影响对汽车发动机的冷却效果，对加入到汽车水箱内的冷却水的纯度要求较高。然而在实际操作中，或者因为冷却水的过滤不当，或者因为加入冷却水的工艺出现偏差，或者因为在汽车水箱使用过程中引入杂质，都有可能导致汽车水箱内出现较多杂质，进而影响汽车水箱与汽车发动机的换热效率。
发明内容
为了解决冷却故障难以检测的技术问题，本发明提供了一种冷却液杂质检测平台，采用针对性的识别机制，对水箱内部非冷却水的杂质进行实时鉴别和检测，从而为汽车管理人员和部门进行汽车维修和维护提供可靠的参考数据。
为此，本发明需要具备以下两处重要的发明点：
(1)引入采用针对性的识别机制的杂质鉴别设备，用于在定制处理后的水箱内部图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，认定水箱内部的冷却水中存在杂质；
(2)扎堆出现的偏差像素的具体认定中，扎堆出现的偏差像素组成的像素集合中每一个偏差像素周围存在其他偏差像素，以及定制处理后的水箱内部图像中扎堆出现的偏差像素构成一个像素集合，所述图像中存在一个以上的像素集合，每一个像素集合对应一个扎堆，判断数量超限针对具有偏差像素最多的像素集合。
根据本发明的一方面，提供了一种冷却液杂质检测平台，所述平台包括：
汽车冷却架构，包括测温装置、气缸体水套、水泵、节温器、散热器、电动风扇、冷却液膨胀箱、热交换器和暖风装置；
其中，所述气缸体水套用于包裹汽车发动机以将汽车发动机的温度交换到冷却水内，所述测温装置设置在所述散热器内，用于测量所述散热器内的冷却水的温度以获得实时冷却水温。
更具体地，在所述冷却液杂质检测平台中，所述平台还包括：
节温驱动机构，分别与所述节温器和所述测温装置连接，用于在接收到的实时冷却水温大于等于预设温度阈值时，打开所述节温器。
更具体地，在所述冷却液杂质检测平台中：
所述节温驱动机构还用于在接收到的实时冷却水温小于所述预设温度阈值时，关闭所述节温器。
更具体地，在所述冷却液杂质检测平台中，所述平台还包括：
内容采集机构，设置在所述散热器的顶部，用于对所述散热器内的冷却水进行图像内容采集，以获得散热环境图像；
数据修正设备，与所述内容采集机构连接，用于对接收到的散热环境图像执行形态学处理，以获得数据修正图像；
信号滤波设备，与所述数据修正设备连接，用于对接收到的数据修正图像执行基于梯度锐化的图像内容的滤波处理，以获得实时滤波图像；
颜色分析机构，与所述信号滤波设备连接，用于将所述实时滤波图像中颜色分量值落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为可靠像素，将所述实时滤波图像中颜色分量值未落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为偏差像素；
杂质鉴别设备，与所述颜色分析机构连接，用于在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令；
其中，将所述实时滤波图像中颜色分量值落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为可靠像素包括：将所述实时滤波图像中红色分量值落在冷却水红色分量数值范围内、绿色分量值落在冷却水绿色分量数值范围内以及蓝色分量值落在冷却水蓝色分量数值范围内的像素作为可靠像素；
其中，在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令包括：所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素组成的像素集合中每一个偏差像素周围存在其他偏差像素；
其中，在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令包括：所述实时滤波图像中偏差像素周围不存在其他偏差像素，不将所述实时滤波图像中偏差像素划归为所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素；
其中，在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令还包括：所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素构成一个像素集合，所述实时滤波图像中存在一个以上的像素集合，每一个像素集合对应一个扎堆，判断数量超限针对具有偏差像素最多的像素集合；
其中，所述杂质鉴别设备还用于在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量未超限时，发出杂质未鉴别指令。
根据本发明的另一方面，还提供了一种冷却液杂质检测方法，所述方法包括使用如上述的冷却液杂质检测平台以采用像素级别的视觉分析机制对汽车水箱的冷却水中是否存在杂质进行即时检测。
本发明的冷却液杂质检测平台及方法方便实用、结构简单。由于能够识别到水箱内部的冷却水中的杂质目标以及获知杂质目标的相应状态，从而方便后续汽车维修工作的开展和进行。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的冷却液杂质检测平台的电动风扇的内部电路图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的冷却液杂质检测平台及方法的实施方案进行详细说明。
冷却水，又称冷却液，全称应该叫防冻冷却液，意为有防冻功能的冷却液，防冻液可以防止寒冷季节停车时冷却液结冰而胀裂散热器和冻坏发动机气缸体，但是我们要纠正一个误解，防冻液不仅仅是冬天用的，它应该全年使用，汽车正常的保养项目中，每行驶一年，需更换发动机防冻液。
冷却液由水、防冻剂、添加剂三部分组成，按防冻剂成分不同可分为酒精型、甘油型、乙二醇型等类型的冷却液。酒精型冷却液是用乙醇(俗称酒精)作防冻剂，价格便宜，流动性好，配制工艺简单，但沸点较低、易蒸发损失、冰点易升高、易燃等，现已逐渐被淘汰；甘油型冷却液沸点高、挥发性小、不易着火、无毒、腐蚀性小，但降低冰点效果不佳、成本高、价格昂贵，用户难以接受，只有少数北欧国家仍在使用；乙二醇型冷却液是用乙二醇作防冻剂，并添加少量抗泡沫、防腐蚀等综合添加剂配制而成。由于乙二醇易溶于水，可以任意配成各种冰点的冷却液，其最低冰点可达-68℃，这种冷却液具有沸点高、泡沫倾向低、粘温性能好、防腐和防垢等特点，是一种较为理想的冷却液，目前国内外发动机所使用的和市场上所出售的冷却液几乎都是这种乙二醇型冷却液。压缩机冷媒有时也被称为冷却液。
目前，为了提升汽车水箱与汽车发动机的换热效率，避免杂质影响对汽车发动机的冷却效果，对加入到汽车水箱内的冷却水的纯度要求较高。然而在实际操作中，或者因为冷却水的过滤不当，或者因为加入冷却水的工艺出现偏差，或者因为在汽车水箱使用过程中引入杂质，都有可能导致汽车水箱内出现较多杂质，进而影响汽车水箱与汽车发动机的换热效率。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种冷却液杂质检测平台及方法，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的冷却液杂质检测平台包括：
汽车冷却架构，包括测温装置、气缸体水套、水泵、节温器、散热器、电动风扇、冷却液膨胀箱、热交换器和暖风装置；
其中，电动风扇的内部电路如图1所示；
其中，所述气缸体水套用于包裹汽车发动机以将汽车发动机的温度交换到冷却水内，所述测温装置设置在所述散热器内，用于测量所述散热器内的冷却水的温度以获得实时冷却水温。
接着，继续对本发明的冷却液杂质检测平台的具体结构进行进一步的说明。
所述冷却液杂质检测平台中还可以包括：
节温驱动机构，分别与所述节温器和所述测温装置连接，用于在接收到的实时冷却水温大于等于预设温度阈值时，打开所述节温器。
所述冷却液杂质检测平台中：
所述节温驱动机构还用于在接收到的实时冷却水温小于所述预设温度阈值时，关闭所述节温器。
所述冷却液杂质检测平台中还可以包括：
内容采集机构，设置在所述散热器的顶部，用于对所述散热器内的冷却水进行图像内容采集，以获得散热环境图像；
数据修正设备，与所述内容采集机构连接，用于对接收到的散热环境图像执行形态学处理，以获得数据修正图像；
信号滤波设备，与所述数据修正设备连接，用于对接收到的数据修正图像执行基于梯度锐化的图像内容的滤波处理，以获得实时滤波图像；
颜色分析机构，与所述信号滤波设备连接，用于将所述实时滤波图像中颜色分量值落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为可靠像素，将所述实时滤波图像中颜色分量值未落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为偏差像素；
杂质鉴别设备，与所述颜色分析机构连接，用于在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令；
其中，将所述实时滤波图像中颜色分量值落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为可靠像素包括：将所述实时滤波图像中红色分量值落在冷却水红色分量数值范围内、绿色分量值落在冷却水绿色分量数值范围内以及蓝色分量值落在冷却水蓝色分量数值范围内的像素作为可靠像素；
其中，在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令包括：所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素组成的像素集合中每一个偏差像素周围存在其他偏差像素；
其中，在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令包括：所述实时滤波图像中偏差像素周围不存在其他偏差像素，不将所述实时滤波图像中偏差像素划归为所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素；
其中，在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令还包括：所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素构成一个像素集合，所述实时滤波图像中存在一个以上的像素集合，每一个像素集合对应一个扎堆，判断数量超限针对具有偏差像素最多的像素集合；
其中，所述杂质鉴别设备还用于在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量未超限时，发出杂质未鉴别指令。
所述冷却液杂质检测平台中还可以包括：
指令播放设备，设置在汽车的驾驶室的附近，与所述杂质鉴别设备连接，用于在接收到所述杂质鉴别指令，执行与所述杂质鉴别指令对应的警示信息的播放。
所述冷却液杂质检测平台中：
将所述实时滤波图像中颜色分量值未落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为偏差像素包括：将所述实时滤波图像中红色分量值未落在冷却水红色分量数值范围内的像素作为偏差像素。
所述冷却液杂质检测平台中：
将所述实时滤波图像中颜色分量值未落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为偏差像素包括：将所述实时滤波图像中绿色分量值未落在冷却水绿色分量数值范围内的像素作为偏差像素。
所述冷却液杂质检测平台中：
将所述实时滤波图像中颜色分量值未落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为偏差像素包括：将所述实时滤波图像中蓝色分量值未落在冷却水蓝色分量数值范围内的像素作为偏差像素。
所述冷却液杂质检测平台中：
在所述汽车冷却架构中，所述电动风扇的数量为偶数数量且均匀设置在所述散热器上；
其中，在所述汽车冷却架构中，所述冷却液膨胀箱通过第一管道与所述散热器连接，所述水泵和所述节温器通过第二管道与所述散热器连接。
同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种冷却液杂质检测方法，所述方法包括使用如上述的冷却液杂质检测平台以采用像素级别的视觉分析机制对汽车水箱的冷却水中是否存在杂质进行即时检测。
另外，在所述冷却液杂质检测平台中，所述测温装置为接触式温度传感器。接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度，一般测量精度较高，在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差。常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。他们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量1.6～300K范围内的温度。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种冷却液杂质检测平台，其特征在于，所述平台包括：
汽车冷却架构，包括测温装置、气缸体水套、水泵、节温器、散热器、电动风扇、冷却液膨胀箱、热交换器和暖风装置；
其中，所述气缸体水套用于包裹汽车发动机以将汽车发动机的温度交换到冷却水内，所述测温装置设置在所述散热器内，用于测量所述散热器内的冷却水的温度以获得实时冷却水温。
2.如权利要求1所述的冷却液杂质检测平台，其特征在于，所述平台还包括：
节温驱动机构，分别与所述节温器和所述测温装置连接，用于在接收到的实时冷却水温大于等于预设温度阈值时，打开所述节温器。
3.如权利要求2所述的冷却液杂质检测平台，其特征在于：
所述节温驱动机构还用于在接收到的实时冷却水温小于所述预设温度阈值时，关闭所述节温器。
4.如权利要求3所述的冷却液杂质检测平台，其特征在于，所述平台还包括：
内容采集机构，设置在所述散热器的顶部，用于对所述散热器内的冷却水进行图像内容采集，以获得散热环境图像；
数据修正设备，与所述内容采集机构连接，用于对接收到的散热环境图像执行形态学处理，以获得数据修正图像；
信号滤波设备，与所述数据修正设备连接，用于对接收到的数据修正图像执行基于梯度锐化的图像内容的滤波处理，以获得实时滤波图像；
颜色分析机构，与所述信号滤波设备连接，用于将所述实时滤波图像中颜色分量值落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为可靠像素，将所述实时滤波图像中颜色分量值未落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为偏差像素；
杂质鉴别设备，与所述颜色分析机构连接，用于在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令；
其中，将所述实时滤波图像中颜色分量值落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为可靠像素包括：将所述实时滤波图像中红色分量值落在冷却水红色分量数值范围内、绿色分量值落在冷却水绿色分量数值范围内以及蓝色分量值落在冷却水蓝色分量数值范围内的像素作为可靠像素；
其中，在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令包括：所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素组成的像素集合中每一个偏差像素周围存在其他偏差像素；
其中，在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令包括：所述实时滤波图像中偏差像素周围不存在其他偏差像素，不将所述实时滤波图像中偏差像素划归为所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素；
其中，在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量超限时，发出杂质鉴别指令还包括：所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素构成一个像素集合，所述实时滤波图像中存在一个以上的像素集合，每一个像素集合对应一个扎堆，判断数量超限针对具有偏差像素最多的像素集合；
其中，所述杂质鉴别设备还用于在所述实时滤波图像中扎堆出现的偏差像素的数量未超限时，发出杂质未鉴别指令。
5.如权利要求4所述的冷却液杂质检测平台，其特征在于，所述平台还包括：
指令播放设备，设置在汽车的驾驶室的附近，与所述杂质鉴别设备连接，用于在接收到所述杂质鉴别指令，执行与所述杂质鉴别指令对应的警示信息的播放。
6.如权利要求5所述的冷却液杂质检测平台，其特征在于：
将所述实时滤波图像中颜色分量值未落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为偏差像素包括：将所述实时滤波图像中红色分量值未落在冷却水红色分量数值范围内的像素作为偏差像素。
7.如权利要求6所述的冷却液杂质检测平台，其特征在于：
将所述实时滤波图像中颜色分量值未落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为偏差像素包括：将所述实时滤波图像中绿色分量值未落在冷却水绿色分量数值范围内的像素作为偏差像素。
8.如权利要求7所述的冷却液杂质检测平台，其特征在于：
将所述实时滤波图像中颜色分量值未落在冷却水颜色分量数值范围内的像素作为偏差像素包括：将所述实时滤波图像中蓝色分量值未落在冷却水蓝色分量数值范围内的像素作为偏差像素。
9.如权利要求8所述的冷却液杂质检测平台，其特征在于：
在所述汽车冷却架构中，所述电动风扇的数量为偶数数量且均匀设置在所述散热器上；
其中，在所述汽车冷却架构中，所述冷却液膨胀箱通过第一管道与所述散热器连接，所述水泵和所述节温器通过第二管道与所述散热器连接。
10.一种冷却液杂质检测方法，所述方法包括使用如权利要求4-9任一所述的冷却液杂质检测平台以采用像素级别的视觉分析机制对汽车水箱的冷却水中是否存在杂质进行即时检测。
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