CN113192118A - 一种空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法，包括以下步骤：对空调压缩机内部结构进行CT扫描，获取CT图像；并依次CT图像进行去噪、阈值分割处理、边缘检测和圆形检测，得到转子的外圆周；之后将定子的内切圆继续扩大直至得到定子的外切圆，则计算出转子的外圆周与定子的内切圆之间的气隙面积；接着，计算转子上的气孔面积；另外，识别出定子上的空隙边界，并通过区域生长的方式对空隙进行填充，从而根据每个生长像素点的面积乘以该空隙内的生长像素点的个数即得到该空隙的面积。因此上述方法能实现定子与转子上的间隙以及定子上气隙的检测，检测方法简单、检测结果准确。

Description

一种空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法

技术领域

本发明涉及工业CT领域，特别是一种适用于空调压缩机内部结构尺寸精确测量的方法。

背景技术

空调压缩机内部结构中包括定子和转子，为了保证压缩机品质，一方面，压缩机生产后需要对压缩机内部的定子和转子之间的间隙进行检测，但由于在生产时定子的内圆周不规则，从而使定子和转子之间的间隙很难检测准确，另一方面，压缩机生产后需要检测定子上的气隙，定子上的气隙包括定子铁芯的诸槽与定子中的线圈之间的槽隙以及定子外周的切口，由于定子上的槽隙和切口通常为不规则形状，同时由于空调压缩机内部结构复杂，测量困难，传统的解剖法容易破坏压缩机内部结构，解破后无法还原压缩机原有内部结构状态，无法准确测量压缩机内部结构尺寸，而且解剖法成本较高，解剖后的产品无法继续使用，且仅能对产品进行抽样检测，无法实现对产品的全覆盖检测。

为了实现对定子和转子之间的间隙进行检测，如有专利号为CN 201610893789.7(授权公告号为CN 106403880B)的中国发明专利公开了一种压缩机转子和定子之间的间隙检测方法和装置，包括以下步骤：S1采集转子和定子之间间隙符合要求，且为合格品的压缩机加速度信息；S2将采集的压缩机加速度信息录入处理器内作为参照信息；S3采集待测试压缩机的加速度信息与参考信息进行对比，判断压缩机转子和定子之间的间隙是否合格，从而确定压缩机是否为合格品。因此上述方法中不需要将压缩机顶盖从压缩机壳体中拆开，提高了压缩机壳体内的转子和定子之间是否符合要求的判断效率，但上述方法只是实现对定子和转子之间的间隙进行检测，但并不能那个对定子上的气隙进行检测，因此还需要进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种无需解剖能实现定子与转子之间的间隙面积检测及定子上气隙面积测量的空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法，所述空调压缩机内部结构包括转子以及套设在转子外的定子，所述转子与定子之间设有气隙，所述定子的外周周向设有切口，所述定子铁芯的诸槽与定子中的线圈之间设有槽隙；

其特征在于：所述空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法包括以下步骤：

步骤1、对空调压缩机内部结构进行CT扫描，获取空调压缩机内部结构的CT图像；

步骤2、依次对CT图像进行去噪和阈值分割处理，得到CT图像的灰度图；

步骤3、对CT图像的灰度图进行边缘检测，获取空调压缩机内部结构的边界图像；

步骤4、对步骤3中的边界图像进行圆形检测，得到转子的外圆周；

步骤5、将转子的外圆周扩大，直至当转子的外圆周扩大到与定子内圆周在直径方向上有两个交点时，则得到定子的内切圆；再使用相同的方法将定子的内切圆继续扩大，直至当定子的内切圆扩大到与定子的外圆周在直径方向上有两个交点时，则得到定子的外切圆；

步骤6、计算转子的外圆周与定子的内切圆之间的气隙面积；

步骤7、计算转子上的气孔面积，具体方法为：

首先设置灰度阈值，识别转子区域内的气孔，设置需要识别气孔的最大半径和最小半径，将不在最小半径和最大半径之间的气孔排除出去，然后读取转子区域的面积和孔隙率，计算得出转子上的气孔面积；

步骤8、计算定子上的空隙面积，具体方法为：

步骤8-1、识别出定子上的空隙边界，其中，定子上的空隙包括第一区域、第二区域和第三区域，第一区域、第二区域和第三区域的获取方法为：将定子的内切圆扩大，直至当定子的内切圆扩大与定子铁芯的两突变点有交点时，则得到一圆周，该圆周与槽隙之间围成第一区域，该圆周、定子的内切圆以及定子的两相邻铁芯之间围成第二区域，第一区域和第二区域以该圆周为分界，定子的外切圆与切口之间围成第三区域；

步骤8-2、再根据上述步骤8-1中识别出的空隙边界，计算上述任意一个空隙面积的方法均为：

选取出某个空隙，在该空隙内选定一个像素点作为区域生长点，并以该区域生长点为中心进行区域生长，直至当区域生长后的像素点生长至边界时即停止生长，即得到填满有区域生长像素点的空隙，统计该空隙内的区域生长像素点的个数，并根据每个生长像素点的面积乘以该空隙内的生长像素点的个数即得到该空隙的面积；

步骤8-3、使用步骤8-2中的方法依次对定子上的所有空隙面积进行计算。

优选的，所述步骤2中使用中值滤波算法进行去噪。

优选的，所述步骤3中使用canny算法进行边缘检测。

优选的，所述步骤4中使用hough变换方法对边界图像进行圆形检测。

具体的，所述步骤6中转子的外圆周与定子的内切圆之间的气隙面积S计算方法为：

S＝π*(R²-r²)；

其中，r为定子的内切圆半径，R为转子的外圆周半径。

作为改进，所述步骤8中对定子上的空隙边界进行识别的具体方法为：

在定子上任意选定一个空隙，建立部分包含或全部包含有选定空隙的感兴趣区，识别该感兴趣区内的灰度值，并使用套索方式将感兴趣区内不属于该空隙的灰度值所对应的像素点去除，得到完全只包含有该空隙的感兴趣区，同时选择区域生长点，并以该区域生长点为中心进行区域生长，生成该空隙的边界。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过对空调压缩机内部的转子和定子进行CT扫描，首先对CT扫描后的图像进行边界识别，从而获取定子与转子之间规则的间隙面积以及通过区域生长的方式对定子上的不规则区域进行生长填充，即更快且更加方便的直接得到不规则区域的面积。因此上述方法能实现定子与转子上的间隙以及定子上气隙的检测，检测方法简单、检测结果准确。

附图说明

图1为本发明实施例中空调压缩机内部结构CT图像的灰度图；

图2为图1中转子的外圆周与定子的内圆周的放大图；

图3为图1中其中一个第一区域的放大图；

图4为图1中其中一个第二区域的放大图；

图5为图1中其中一个第三区域的放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

空调压缩机内部结构包括转子以及套设在转子外的定子，转子与定子之间设有气隙，定子的外周周向设有切口，定子铁芯的诸槽与定子中的线圈之间设有槽隙；上述内部结构为空调压缩机中常用的结构。

本发明公开的一种空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法包括以下步骤：

步骤1、对空调压缩机内部结构进行CT扫描，获取空调压缩机内部结构的CT图像；一般采用X射线进行CT扫描能够实现对空调压缩机内部结构的二维或三维成像，上述CT图像为定子与转子装配后的横截面；

步骤2、依次对CT图像进行去噪和阈值分割处理，得到CT图像的灰度图；如图1所示，本实施例中，使用中值滤波算法进行去噪；当然，也可以采用其他去噪算法对CT图像进行去噪，减小噪声干扰，以提高检测准确度；

步骤3、对CT图像的灰度图进行边缘检测，获取空调压缩机内部结构的边界图像；本实施例中，优选的使用canny算法进行边缘检测

步骤4、对步骤3中的边界图像进行圆形检测，得到转子的外圆周；

一般情况下转子的外圆周为标准的圆形，而定子的内圆周为不规则的圆形，因此这种情况下需要先检测转子的外圆周；本实施例中，使用hough变换方法对边界图像进行圆形检测；

步骤5、将转子的外圆周扩大，直至当转子的外圆周扩大到与定子内圆周在直径方向上有两个交点时，则得到定子的内切圆；再使用相同的方法将定子的内切圆继续扩大，直至当定子的内切圆扩大到与定子的外圆周在直径方向上有两个交点时，则得到定子的外切圆；如图2所示，上述通过拟合的方法得到定子的内切圆；

步骤6、计算转子的外圆周与定子的内切圆之间的气隙面积；

记录该定子内切圆的半径r，同时记录转子的外圆周半径R，则转子的外圆周与定子的内切圆之间的气隙面积S为：S＝π*(R²-r²)；

步骤7、计算转子上的气孔面积，具体方法为：

首先设置灰度阈值，识别转子区域内的气孔，设置需要识别气孔的最大半径和最小半径，将不在最小半径和最大半径之间的气孔排除出去，然后读取转子区域的面积和孔隙率，计算得出转子上的气孔面积；

气孔的灰度值较小，理论上为0，但考虑噪声因素，一般阈值为噪声的3倍，识别出气孔，软件可计算出转子的孔隙率，转子区域的面积×孔隙率就是气孔的总面积；

步骤8、计算定子上的空隙面积，具体方法为：

步骤8-1、识别出定子上的空隙边界，其中，定子上的空隙包括第一区域、第二区域和第三区域，第一区域、第二区域和第三区域的获取方法为：将定子的内切圆扩大，直至当定子的内切圆扩大与定子铁芯的两突变点有交点时，则得到一圆周，该圆周与槽隙之间围成第一区域，如图3所示；该圆周、定子的内切圆以及定子的两相邻铁芯之间围成第二区域，如图4所示；第一区域和第二区域以该圆周为分界，定子的外切圆与切口之间围成第三区域，如图5所示；上述第一区域、第二区域和第三区域均为多个，均周向设置在定子上；本实施例中，第一区域为T字形，第三区域为半圆形；

其中，对定子上的空隙边界进行识别的具体方法为：

在定子上任意选定一个空隙，建立部分包含或全部包含有选定空隙的感兴趣区，识别该感兴趣区内的灰度值，并使用套索方式将感兴趣区内不属于该空隙的灰度值所对应的像素点去除，得到完全只包含有该空隙的感兴趣区，同时选择区域生长点，并以该区域生长点为中心进行区域生长，生成该空隙的边界；本实施例中，新建的感兴趣区为椭圆形，使用多边形套索的方式；

步骤8-2、再根据上述步骤8-1中识别出的空隙边界，计算上述任意一个空隙面积的方法均为：

选取出某个空隙，在该空隙内选定一个像素点作为区域生长点，并以该区域生长点为中心进行区域生长，直至当区域生长后的像素点生长至边界时即停止生长，即得到填满有区域生长像素点的空隙，统计该空隙内的区域生长像素点的个数，并根据每个生长像素点的面积乘以该空隙内的生长像素点的个数即得到该空隙的面积；

步骤8-3、使用步骤8-2中的方法依次对定子上的所有空隙面积进行计算。

本方法中规则区域采用几何计算的方法来计算面积，由于定子上的空隙均为不规则区域，不方便通过几何计算的方法来计算面积，因此本方法中不规则区域则通过新建感兴趣区，从而套索和区域生长的方式得到不规则区域的边界，从而在不规则区域的边界内通过以区域生长点为中心进行区域生长，直至当区域生长后的像素点生长至边界时即停止生长，即得到填满有区域生长像素点的不规则区域，统计该不规则区域内的区域生长像素点的个数，并根据每个生长像素点的面积乘以该不规则区域内的生长像素点的个数即得到该不规则区域的面积。从而上述方法中在不解剖空调压缩机的情况下通过对CT图像的处理及分析，能准确测量出不规则区域和规则区域的面积。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法，所述空调压缩机内部结构包括转子以及套设在转子外的定子，所述转子与定子之间设有气隙，所述定子的外周周向设有切口，所述定子铁芯的诸槽与定子中的线圈之间设有槽隙；

其特征在于：所述空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法包括以下步骤：

步骤1、对空调压缩机内部结构进行CT扫描，获取空调压缩机内部结构的CT图像；

步骤2、依次对CT图像进行去噪和阈值分割处理，得到CT图像的灰度图；

步骤3、对CT图像的灰度图进行边缘检测，获取空调压缩机内部结构的边界图像；

步骤4、对步骤3中的边界图像进行圆形检测，得到转子的外圆周；

步骤5、将转子的外圆周扩大，直至当转子的外圆周扩大到与定子内圆周在直径方向上有两个交点时，则得到定子的内切圆；再使用相同的方法将定子的内切圆继续扩大，直至当定子的内切圆扩大到与定子的外圆周在直径方向上有两个交点时，则得到定子的外切圆；

步骤6、计算转子的外圆周与定子的内切圆之间的气隙面积；

步骤7、计算转子上的气孔面积，具体方法为：

首先设置灰度阈值，识别转子区域内的气孔，设置需要识别气孔的最大半径和最小半径，将不在最小半径和最大半径之间的气孔排除出去，然后读取转子区域的面积和孔隙率，计算得出转子上的气孔面积；

步骤8、计算定子上的空隙面积，具体方法为：

步骤8-1、识别出定子上的空隙边界，其中，定子上的空隙包括第一区域、第二区域和第三区域，第一区域、第二区域和第三区域的获取方法为：将定子的内切圆扩大，直至当定子的内切圆扩大与定子铁芯的两突变点有交点时，则得到一圆周，该圆周与槽隙之间围成第一区域，该圆周、定子的内切圆以及定子的两相邻铁芯之间围成第二区域，第一区域和第二区域以该圆周为分界，定子的外切圆与切口之间围成第三区域；

步骤8-2、再根据上述步骤8-1中识别出的空隙边界，计算上述任意一个空隙面积的方法均为：

选取出某个空隙，在该空隙内选定一个像素点作为区域生长点，并以该区域生长点为中心进行区域生长，直至当区域生长后的像素点生长至边界时即停止生长，即得到填满有区域生长像素点的空隙，统计该空隙内的区域生长像素点的个数，并根据每个生长像素点的面积乘以该空隙内的生长像素点的个数即得到该空隙的面积；

步骤8-3、使用步骤8-2中的方法依次对定子上的所有空隙面积进行计算。

2.根据权利要求1所述的空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法，其特征在于：所述步骤2中使用中值滤波算法进行去噪。

3.根据权利要求1所述的空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法，其特征在于：所述步骤3中使用canny算法进行边缘检测。

4.根据权利要求1所述的空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法，其特征在于：所述步骤4中使用hough变换方法对边界图像进行圆形检测。

5.根据权利要求1所述的空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法，其特征在于：所述步骤6中转子的外圆周与定子的内切圆之间的气隙面积S计算方法为：

S＝π*(R²-r²)；

其中，r为定子的内切圆半径，R为转子的外圆周半径。

6.根据权利要求1～5任一项所述的空调压缩机内部结构尺寸精确测量方法，其特征在于：所述步骤8中对定子上的空隙边界进行识别的具体方法为：

在定子上任意选定一个空隙，建立部分包含或全部包含有选定空隙的感兴趣区，识别该感兴趣区内的灰度值，并使用套索方式将感兴趣区内不属于该空隙的灰度值所对应的像素点去除，得到完全只包含有该空隙的感兴趣区，同时选择区域生长点，并以该区域生长点为中心进行区域生长，生成该空隙的边界。

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