CN212379309U - 一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别装置，通过在锅炉受热面检测机器人搭载高清摄像机以及补光装置，能够自动对锅炉受热面外观进行数据采集，并且利用深度学习算法建立缺陷识别模型，实现外观缺陷的在线识别。所述装置包括高清摄像机、补光装置、超算芯片、装置外壳以及外连接板。受环境影响，摄像机选用带有自动变焦功能的高清防爆相机，配合补光装置，实现锅炉受热面外观信息的采集；超算芯片内部集成基于图像识别与分析的深度学习算法，用于识别缺陷信息。高清摄像机、补光装置和超算芯片全部集成到装置外壳当中，外连接板本装置与移动本体固定连接。由于工作环境为高粉尘性危险环境，本装置全部采用防爆设计。

Description

一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别装置

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别装置，属于锅炉技术领域。

背景技术

目前国内火电机装机容量占电力总装机容量的58％，是我国电力供应的支柱，对于保障电能安全供应具有重要意义。锅炉受热面故障是引起的机组非计划停运的主要原因。

传统的锅炉受热面检测工作通过作业人员肉眼观察，主要面临以下问题：

(1)在进行检测前，需大量时间搭建和拆除作业平台，工作量大；

(2)锅炉受热面面积大，全部检查完时间长，检测效率低；

(3)锅炉内部环境恶劣、粉尘严重，检测人员存在作业安全风险；

(4)锅炉内部密闭无光，严重影响人眼视线和观察结果；

(5)人工检查难以形成完善的数字化记录，不利于长期跟踪炉管状态。

鉴于此，设计一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别的装置，能够在线完成锅炉受热面外观缺陷的自动识别，指导检修人员准确地进行故障处理。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何实现锅炉受热面外观信息的数据采集，建立外观缺陷知识库，通过深度学习算法进行识别筛选，实现锅炉外观缺陷在线识别。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别装置，通过在锅炉受热面检测机器人搭载高清摄像机以及补光装置，能够自动对锅炉受热面外观进行数据采集，并且利用深度学习算法建立缺陷识别模型，实现外观缺陷的在线识别。

本实用新型所述装置包括：高清摄像机、补光装置、超算芯片、装置外壳以及外连接板。受环境影响，摄像机选用带有自动变焦功能的高清防爆相机，配合补光装置，实现锅炉受热面外观信息的采集；超算芯片内部集成基于图像识别与分析的深度学习算法，用于识别缺陷信息。高清摄像机、补光装置和超算芯片全部集成到装置外壳当中，外连接板本装置与移动本体固定连接。由于工作环境为高粉尘性危险环境，本装置全部采用防爆设计。

前期利用大量的外观信息以及采集到的图像视频数据，进行缺陷标定，建立锅炉受热面外观缺陷知识库，用于现场信息的在线识别比，通过所述装置采集到的图像信息，经过简单图像处理，在超算芯片中利用深度学习算法与缺陷库模型进行比对，最终实现在线识别。

与现有技术相比，本实用新型的优点为：

(1)采用深度学习技术，从锅炉受热面外观中计算出缺陷的特征，并进行编码，实现锅炉受热面外观缺陷编码的高精度在线计算；

(2)深度学习算法，实现炉管外观缺陷智能识别。误检率低，目标检出率 90％以上，识别速度远远高于人工检测。利用机器学习算法，对受热面表面样本进行训练，提取状态特征，开发受热面状态特征的自动识别算法，属于国内首创。

(3)产生大量经济效益。极大地缩减了整个锅炉的全面外观检查所需时间，降低停机时间，减少停炉损失。利用短暂的机组停机时间进行检查作业：采用无人机代替人检测，减少了炉膛升降检修平台的搭设、拆除及相关准备工作。

(4)人机安全得到极大提高。巡检无人机采集大量的炉管健康数据，包括外观缺陷等测量数据和图像数据，支撑电站锅炉状态检修，提高设备安全性，降低锅炉非停风险。降低检测人员安全风险，保障人员健康：用智能无人机检测，可以到达人工无法到达的区域，扩大检测范围，从而减少锅炉非计划停运，提高设备安全性；降低人员工作量，提高作业人员安全性。

附图说明

图1为本实用新型一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别装置结构示意图；

附图标记：1装置外壳、2防爆格兰头、3高清摄像机、4外连接板、5超算芯片、6补光装置；

图2为本实用新型一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别的装置的工作流程图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

图1为本实用新型一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别装置结构示意图，所述摄像机3选用带有自动变焦功能的高清防爆相机3，配合补光装置6，实现锅炉受热面外观信息的采集；超算芯片5内部集成基于图像识别与分析的深度学习算法，用于识别缺陷信息。高清摄像机3、补光装置6和超算芯片5全部集成到装置外壳1当中，外连接板4与移动本体固定连接。由于工作环境为高粉尘性危险环境，本装置全部采用防爆设计，装置外壳1带有防爆格兰头2用于信息传输。

图2为本实用新型一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别的装置的工作流程图；首先将本实用新型装置安装在移动装置上(可以是小车/无人机/人工)。当工作开始时，主要利用高清摄像机对所处环境进行图像提取，提取到的图像主要有2部分作用：1、将得到的图片与之前现有图片进行标定识别缺陷，建立完善锅炉受热面外观缺陷知识库；2、利用算法将图片进行增强、平衡处理，得到较为清晰地图片，进而与缺陷库中的缺陷模型进行对比识别，达到在线检测与识别的目的。

本实用新型创造的关键改进点在于设计一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别装置，能够实时在线对锅炉受热面外观缺陷进行检测和识别。

关键改进点有：

(1)通过现存大量缺陷照片进行图像处理，缺陷识别标定，得到锅炉受热面外观缺陷特征模型，建立锅炉受热面外观缺陷模型，实现自动对受热面外观进行识别；

(2)随着锅炉受热面检测作业的进行，得到大量缺陷信息样本，即外观缺陷数据信息增加，通过深度学习算法不断学习，最终使得识别的准确率能够不断升级；

(3)从整个系统来看，建立了锅炉受热面的外观数据库，提高了锅炉检修管理水平。

Claims (2)

1.一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别装置，其特征在于，包括高清摄像机(3)、补光装置(6)、超算芯片(5)、装置外壳(1)以及外连接板(4)，所述高清摄像机(3)、补光装置(6)和超算芯片(5)均设于装置外壳(1)上，用于与移动装置连接的所述外连接板(4)设于装置外壳(1)一侧；所述装置外壳(1)上还设有用于信息传输的防爆格兰头(2)。

2.如权利要求1所述的一种锅炉受热面外观缺陷在线检测与识别装置，其特征在于，所述的高清摄像机(3)为带有自动变焦功能的高清防爆相机。

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