CN114577410A - 一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统，包括机架、滑轨平台和检漏机构、摄像头、图像采集单元、数据库单元、比对单元和提示单元、路径规划单元，机架第一侧面上设有电气箱和控制柜，控制柜用于记录检测点位置以及对应检测点检漏数据，滑轨平台竖直安装在机架第二侧面上，检漏机构安装在滑轨平台上，检漏机构分别与电气箱和控制柜电连接，检漏机构在滑轨平台上进行自由移动，来对多个位置检测点进行检漏工作。一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统的应用方法包括六个步骤。本发明能据氦气瓶及其配套机构外形图片进行协同判断是否存在氦气泄露，防止单一采用氦质谱检漏仪存在的弊端，并避免人为介入，提高了检漏的安全及精准性。
Description
技术领域
本发明涉及氦质谱检漏技术领域，具体为一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统及应用方法。
背景技术
在现有对装有氦气的气瓶进行检漏中，通常将一个推车、一个氢质谱检漏仪或氦质谱检漏仪和一个吸枪构成一个试验单元，这种检测方式需要两名操作人员同时作业，一人负责推拉小车和监控氦质谱检漏仪，另一人手持吸枪进行检测。当其处理大量气瓶时，这种检测方式浪费人力，且效率较低。
发明内容
为了克服现有氦气瓶检漏中，因技术所限存在如背景所述弊端，本发明提供了一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统及应用方法。
技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统，其特征在于包括机架、十字滑轨平台、检漏机构、摄像头、图像采集单元、数据库单元、比对单元和提示单元、路径规划单元，图像采集单元、数据库单元、比对单元和提示单元、路径规划单元是安装在控制柜的控制器内应用软件；所述机架的第一侧面上设有电气箱和控制柜，控制柜用于记录检测点位置以及对应检测点的检漏数据，十字滑轨平台竖直地安装在机架的第二侧面上，检漏机构安装在十字滑轨平台上，以检测瓶组容器的氦气是否泄露，检漏机构分别与电气箱和控制柜电性连接；所述图像采集单元用于采集摄像头输入的氦气瓶及配套机构多个检测点的图像数据，数据库单元内存有氦气瓶及配套机构多个检测点正确的图像数据，比对单元能基于图像采集单元实时输入的多个被检测氦气瓶及配套机构检测点数据、和数据库单元存有的氦气瓶及配套机构多个检测点对应正确图片数据作比对，在出现异常时输出信号到提示单元，提示单元生成报警信号提示检测人员异常；所述路径规划单元能将机械臂对多个氦气瓶检漏中的路径数据，通过图像坐标转换为机械臂坐标，对机械臂进行路径规划，后续工作检漏时控制滑轨平台和搭载氦检漏吸枪的机械臂对多个氦气瓶自动按规划路径进行检测。
优选地，十字滑轨平台包括Z轴导轨、X轴导轨和滑台，Z轴导轨竖直地安装在机架的第二侧上，Z轴导轨上设有第一驱动件，X轴导轨可滑动地安装在Z轴导轨上，并与第一驱动件驱动连接，X轴导轨在第一驱动件的驱使下，可在Z轴导轨上进行滑动，X轴导轨上设有第二驱动件，滑台可滑动地安装在X轴导轨上，并与第二驱动件驱动连接，滑台在第二驱动件的驱使下，可在X轴导轨上进行滑动，检漏机构固定连接在滑台上。
优选地，检漏机构包括机械臂和检漏吸枪，机械臂安装在滑台上，检漏吸枪安装在机械臂的端部；其中，机械臂和检漏吸枪分别与电气箱和控制柜电性连接，摄像头安装在机械臂前。
优选地，控制柜包括机器人控制器和氦质谱检漏仪，机器人控制器与机械臂电性连接，用于记录检测点位置，并控制机械臂对检测点进行检漏，氦质谱检漏仪与检漏吸枪电性连接，以监控检漏数据。
优选地，机架底部设有多个万向轮。
一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统的应用方法，其特征在于，包括如下步骤，第一步：先将氦气瓶及配套机构已知的大量故障图片数据，经数据库单元的标记模块进行数据标注，同时配上与故障图片数据对应的合格图片数据，并将数据分为训练集和测试集；
第二步：针对氦气瓶及配套机构故障图片特征设计人工智能深度学习类型；第三步：对训练集模型进行训练；第四步：对训练集模型进行测试；第五步：路径规划单元控制机械臂的运动路径，对多个氦气瓶自动按规划路径进行检测，机械臂和检漏吸枪及软件单元共同对氦气瓶是否发生泄露进行检测；第六步：应用中，质谱检漏仪检测氦气瓶是否漏气的同时，数据采集单元采集氦气瓶及配套机构的外观数据，数据输出到比对单元，比对单元在出现异常时输出信号到提示单元，提示单元生成报警信号提示检测人员。
优选的，第一步中，氦气瓶及配套机构已知的大量故障图片数据，代表存在氦气泄露几率的类型。
优选的，第六步中，提示单元生成的提示信号是声光报警信号。
优选的，第六步中，比对单元实时判断氦气瓶是否泄漏时，具体缺陷数据会进入数据库单元，实际应用中，会不断有缺陷数据增加，数据库单元能不断更新数据库，增强检测准确率。
有益效果
与现有技术相比，本申请的有益效果是：该用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏设备包括机架、十字滑轨平台和检漏机构，机架的第一侧面上设有电气箱和控制柜，控制柜用于记录检测点位置以及对应检测点的检漏数据，十字滑轨平台竖直地安装在机架的第二侧面上，检漏机构安装在十字滑轨平台上，检漏机构分别与电气箱和控制柜电性连接，检漏机构通过在十字滑轨平台上进行自由移动，来对多个位置的检测点进行检漏工作。特别的，本发明基于相关应用软件单元，能根据氦气瓶及其配套的机构外形图片数据进行协同判断是否存在氦气泄露现象，能在出现异常的第一时间提示相关检测人员，防止单一采用氦质谱检漏仪，万一其发生质量问题，而无法有效检测氦气瓶是否泄露的弊端，提高了检测的可靠性。总的来说，该用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统能够实现对待测检测点进行记录并进行自动检漏，避免人为介入，提高检漏的安全性以及精准性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制,在附图中：
图1示出了本发明实施例的结构示意图一；
图2示出了本发明实施例的结构示意图二；
图3示出了图1中十字滑轨平台及安装在其上的检漏机构的结构示意图；
图4示出了图3中A部的局部放大图；
图5示出了本发明实施例的使用状态俯视图；
图6示出了本发明实施例的使用状态中瓶组的阀门管道结构示意图。
图7是本发明软件架构框图示意。
图中：100机架、101电气箱、102控制箱、103机器人控制器、104氦质谱检漏仪、200十字滑轨平台、201Z轴导轨、202第一驱动件、203X轴导轨、204第二驱动件、205滑台、300检漏机构、301机械臂、302检漏吸枪、400万向轮、500瓶组、600防暴墙。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅附图1-7，本申请公开一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统包括机架100、十字滑轨平台200和检漏机构300、摄像头(图中未画出)，还具有图像采集单元、数据库单元、比对单元和提示单元、路径规划单元，图像采集单元、数据库单元、比对单元和提示单元、路径规划单元是安装在控制柜102控制器内的应用软件；机架100的第一侧面上设有电气箱101和控制柜102，控制柜用于记录检测点位置以及对应检测点的检漏数据，十字滑轨平台200竖直地安装在机架100的第二侧面上，检漏机构300安装在十字滑轨平台200上，以检测瓶组容器的氦气是否泄露，检漏机构300分别与电气箱101和控制柜102电性连接。图像采集单元用于采集摄像头输入的氦气瓶及配套机构多个检测点的图像数据，数据库单元内存有氦气瓶及配套机构多个检测点正确的图像数据，比对单元能基于图像采集单元输入的实时氦气瓶及配套机构多个检测点图像数据、和数据库单元存有的氦气瓶及配套机构多个检测点对应正确图片数据作比对，在出现异常时输出信号到提示单元，提示单元生成报警信号提示检测人员；路径规划单元每次能将机械臂对多个氦气瓶检漏中的路径数据，通过图像坐标转换为机械臂坐标并储存，对机械臂进行路径规划，下次工作检漏时，能控制滑轨平台和搭载氦检漏吸枪的机械臂对多个氦气瓶及其配套的机构自动按规划路径进行检测，机械臂和检漏吸枪及软件单元共同对氦气瓶及其配套的机构是否发生泄露进行检测。
参阅附图1和附图2，在本实施例中，机架采用底部载板以及支柱竖直固定在载板上的结构，其中，机架上还安装有斜撑杆，用于对支柱进行加固，在机架的第一侧面便是安装了电气箱以及控制柜，其中，支柱上设有承载架，电气箱便固定在承载架上，以架高于机架的第一侧面上，而机架的第一侧面相对于电气箱底部便放置了控制柜，机架的第二侧面安装了十字滑轨平台以及检漏机构，由于检漏机构需要通过十字滑轨平台进行多角度地对瓶组进行氦气检漏，因此电气箱和控制柜在此可充当配重结构，使得检漏机构在运作时不会出现偏差，以保证检漏工作正常进行，实现自动对瓶组氦气的检漏，降低人工干涉。
参阅附图3，十字滑轨平台实际就是两组滑轨拼接组合，实现滑台能够在Z轴和X轴上自由移动，十字滑轨平台200包括Z轴导轨201、X轴导轨203和滑台205，Z轴导轨201竖直地安装在机架100的第二侧上，Z轴导轨201上设有第一驱动件202，X轴导轨203可滑动地安装在Z轴导轨201上，并与第一驱动件202驱动连接，X轴导轨203在第一驱动件202的驱使下，可在Z轴导轨201上进行滑动，X轴导轨203上设有第二驱动件204，滑台205可滑动地安装在X轴导轨203上，并与第二驱动件204驱动连接，滑台205在第二驱动件204的驱使下，可在X轴导轨203上进行滑动，检漏机构300固定连接在滑台205上。
进一步的，检漏机构300包括机械臂301和检漏吸枪302，机械臂301安装在滑台205上，检漏吸枪302安装在机械臂301的端部；其中，机械臂301和检漏吸枪302分别与电气箱101和控制柜102电性连接，摄像头安装在机械臂301前。
参阅附图3-6，该自动检漏设备是对瓶组容器的阀门管道进行检漏，而由于每个瓶组的阀门接头皆是由人工装配，导致各个阀门无法统一标准位置，因此本实施例中采用的机械臂是六轴机械臂，其能够在复杂场景中来达到到我们所要求的检测点，在进行机械臂驱使检漏吸枪自动对每个检测点进行检漏前，需要有操作人员对瓶组的检漏点进行一次机器人示教，以在保证机械臂在检测每个检测点都能完美地检测数据以及在切换下一检测点时，不会出现碰撞到管道的情况，示教完毕后，操作人员会退出检测区域，机械臂便可复刻操作人员所示教的检测路线对每个检测点进行检漏。
控制柜102包括机器人控制器103和氦质谱检漏仪104，机器人控制器103与机械臂301电性连接，用于记录检测点位置，并控制机械臂对检测点进行检漏，氦质谱检漏仪104与检漏吸枪302电性连接，以监控检漏数据。
进一步的，机架100底部设有多个万向轮400，以方便将该设备移动出检测区域，并进行维护工作，其中，机器人控制器103和氦质谱检漏仪104在安装于机架前，还事先安装在小车架上，机架上还设有对该小车架进行限制移动的限位板，小车架的设置，使得该设备各个结构模块化，方便了维护工作。
参阅附图7，本实施例软件单元应用于氦气瓶检漏包括如下步骤，第一步：先将氦气瓶及配套机构已知的大量端塞错误朝向、阀门把手错误朝向、瓶身易产生的漏点位置及弯头、三通、四通、表盘胶布包裹处错误安装图片基于人工智能深度学习技术，经数据库单元的标记模块进行数据标注，同时配上与故障图片数据一比一对应的合格的图片数据，并将这些数据按照一定比例分为训练集和测试集；上述数据量越多越好，其中氦气瓶端塞错误朝向、阀门把手错误朝向、瓶身漏点及弯头、三通、四通、表盘胶布包裹处错误，代表存在氦气泄露的几率。第二步：基于人工智能深度学习技术，针对氦气瓶及其配套机构端塞错误朝向、阀门把手错误朝向、瓶身易产生的漏点位置及弯头、三通、四通、表盘胶布包裹处错误安装的故障图片特征，设计出适合的人工智能深度学习的类型。第三步：用标注过的测试集图片数据对训练集模型进行训练。第四步：用测试集对第一步实证训练集模型进行测试其是否正确。第五步：检漏中，路径规划单元控制搭载氦检漏吸枪的机械臂对多个氦气瓶自动按规划路径进行检测。第六步：应用中，滑轨经机械臂带动质谱检漏仪检测氦气瓶是否漏气的同时，数据采集单元采集摄像头实时输入的氦气瓶及其配套机构的外观数据，并将数据输出到比对单元，比对单元基于图像采集单元输入的实时被检测氦气瓶及配套机构检测点数据、和数据库单元能存有的氦气瓶及其配套机构多个检测点对应正确图片数据作比对，在出现异常数据时输出信号到提示单元，提示单元生成报警信号提示检测人员；提示单元生成的提示信号是声光报警信号；其中，比对单元具体判断氦气瓶是否泄漏时，具体缺陷数据会进入数据库单元，实际应用中，会不断有缺陷数据增加，数据库单元能不断更新数据库，增强检测准确率。通过上述所有机构及应用软件单元共同作用，特别的，本发明能根据氦气瓶及其配套的机构外形图片数据进行协同判断是否存在氦气泄露现象，能在出现异常的第一时间提示相关检测人员，防止单一采用氦质谱检漏仪，万一其发生质量问题，而无法有效检测氦气瓶是否泄露的弊端，因此提高了检测的可靠性。
需要注意的是，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统，其特征在于，包括：机架(100)，所述机架(100)的第一侧面上设有电气箱(101)和控制柜(102)，所述控制柜(102)用于记录检测点位置以及对应检测点的检漏数据；
十字滑轨平台(200)，所述十字滑轨平台(200)竖直地安装在机架(100)的第二侧面上；
检漏机构(300)，所述检漏机构(300)安装在十字滑轨平台(200)上，以检测瓶组容器的氦气是否泄露，所述检漏机构(300)分别与电气箱(101)和控制柜(102)电性连接；
摄像头、图像采集单元、数据库单元、比对单元和提示单元、路径规划单元，图像采集单元、数据库单元、比对单元和提示单元、路径规划单元是应用软件，图像采集单元用于采集多个检测点的图像数据，数据库单元内存有多个检测点正确图像数据，比对单元能对输入的多个实时检测点数据、和数据库单元对应多个检测点正确图片数据作比对，在出现异常时输出信号到提示单元，提示单元生成报警信号提示检测人员异常，路径规划单元能对机械臂进行路径规划。
2.根据权利要求1所述的一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统，其特征在于，所述十字滑轨平台(200)包括：
Z轴导轨(201)，所述Z轴导轨(201)竖直地安装在机架(100)的第二侧上，所述Z轴导轨(201)上设有第一驱动件(202)；
X轴导轨(203)，所述X轴导轨(203)可滑动地安装在Z轴导轨(201)上，并与第一驱动件(202)驱动连接，所述X轴导轨(203)在第一驱动件(202)的驱使下，可在Z轴导轨(201)上进行滑动，所述X轴导轨(203)上设有第二驱动件(204)；
滑台(205)，所述滑台(205)可滑动地安装在X轴导轨(203)上，并与第二驱动件(204)驱动连接，所述滑台(205)在第二驱动件(204)的驱使下，可在X轴导轨(203)上进行滑动，所述检漏机构(300)固定连接在滑台(205)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统，其特征在于，所述检漏机构(300)包括：
机械臂(301)，所述机械臂(301)安装在滑台(205)上；
检漏吸枪(302)，所述检漏吸枪(302)安装在机械臂(301)的端部；
其中，所述机械臂(301)和检漏吸枪(302)分别与电气箱(101)和控制柜(102)电性连接，摄像头安装在机械臂前。
4.根据权利要求3所述的一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统，其特征在于，所述控制柜(102)包括机器人控制器(103)和氦质谱检漏仪(104)，所述机器人控制器(103)与机械臂(301)电性连接，用于记录检测点位置，并控制机械臂(301)对检测点进行检漏，所述氦质谱检漏仪(104)与检漏吸枪(302)电性连接，用于监控检漏数据。
5.根据权利要求1所述的一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统，其特征在于，所述机架(100)底部设有多个万向轮(400)。
6.一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统的应用方法，其特征在于，包括如下步骤，第一步：先将氦气瓶及配套机构已知的大量故障图片数据，经数据库单元的标记模块进行数据标注，同时配上与故障图片数据对应的合格图片数据，并将数据分为训练集和测试集；第二步：针对氦气瓶及配套机构故障图片特征设计人工智能深度学习类型；第三步：对训练集模型进行训练；第四步：对训练集模型进行测试；第五步：路径规划单元控制机械臂的运动路径，对多个氦气瓶自动按规划路径进行检测，机械臂和检漏吸枪及软件单元共同对氦气瓶是否发生泄露进行检测；第六步：应用中，质谱检漏仪检测氦气瓶是否漏气的同时，数据采集单元采集氦气瓶及配套机构的外观数据，数据输出到比对单元，比对单元在出现异常时输出信号到提示单元，提示单元生成报警信号提示检测人员。
7.根据权利要求6所述的一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统的应用方法，其特征在于，第一步中，氦气瓶及配套机构已知的大量故障图片数据，代表存在氦气泄露几率的类型。
8.根据权利要求6所述的一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统的应用方法，其特征在于，第六步中，提示单元生成的提示信号是声光报警信号。
9.根据权利要求6所述的一种用于瓶组容器氦气泄漏的自动检漏系统的应用方法，其特征在于，第六步中，比对单元实时判断氦气瓶是否泄漏时，具体缺陷数据会进入数据库单元，实际应用中，会不断有缺陷数据增加，数据库单元能不断更新数据库，增强检测准确率。
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