CN214373164U - 一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统，采用水下相机采集塑料油箱置于水下冒出气泡时的图片，并通过控制器对基于水下相机拍摄到的图片进行塑料油箱泄漏检测，本发明通过机器视觉检测替换人工视觉检测，大大提高了塑料油箱泄漏检测的可靠性。接着，控制器还与PLC设备连接，通过PLC设备为控制器检测提供塑料油箱条形码、检测图片的抓取启动信号以及接收检测反馈回来的是否泄漏结果，从而为检测系统实现流水线工作提供必要的条件。另外，泄漏检测水池相对于安装有水下相机的另外三内侧壁上均铺设黑色背景墙，由于气泡会呈白色，通过黑白对比度使得能准确地把从塑料油箱冒出的气泡提取出来，保证了软件检测的准确度。

Description

一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统

技术领域

本实用新型涉及机器视觉检测的技术领域，尤其涉及到一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统。

背景技术

水检泄漏测试方法，即塑料油箱内部充有一定压力的空气，塑料油箱沉入水下，如果塑料油箱泄漏，则会冒出连续的气泡。

对于上述情况，第一种判定是否泄漏需要通过人工目视进行检测，如果发现无连续的气泡冒出，则人工判定为塑料油箱无泄漏，如果发现有连续的气泡冒出，则人工判定塑料油箱泄漏。由于塑料油箱是否泄漏的结果是由人工来判断，而人工检测总会存在一定的失误率，即当塑料油箱泄漏时，可能没有发现，从而为后续使用这个泄漏的塑料油箱的用户带来风险。

而另一种判定是否泄漏的技术方案为利用超声波来检测，但此方案的成本昂贵，且误报率很高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统，该系统能够实现自动判断油箱是否泄漏，相比于人工判断，可靠性更高，而且能长时间流水线检测，比超声波成本和误报率都更低。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：

一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统，包括拍摄水下塑料油箱泄漏情况的水下相机、基于水下相机拍摄到的图片进行塑料油箱泄漏检测的控制器、为控制器检测提供塑料油箱条形码、检测图片的抓取启动信号以及接收检测反馈回来的是否泄漏结果的PLC设备、装有水的泄漏检测水池以及提供可视化界面的显示器；

其中，所述水下相机安装在泄漏检测水池内且贴近泄漏检测水池一侧壁；

所述控制器分别与水下相机、PLC设备、显示器连接；

所述泄漏检测水池内设置有提供光照度的照射光源。

进一步地，所述水下相机包括焦距可调的工业相机以及防水外壳；

所述工业相机安装在防水外壳内；

所述防水外壳为透明玻璃防水外壳。

进一步地，所述泄漏检测水池为长方体，泄漏检测水池相对于安装有水下相机的另外三内侧壁上均铺设有黑色背景墙。

进一步地，所述照射光源设置在安装有水下相机的一侧壁上，且位于泄漏检测水池内部的角落处。

进一步地，所述照射光源为防水照射光源。

与现有技术相比，本方案原理及优点如下：

1.采用水下相机采集塑料油箱置于水下冒出气泡时的图片，并通过控制器对基于水下相机拍摄到的图片进行塑料油箱泄漏检测，本方案通过机器视觉检测替换人工视觉检测，大大提高了塑料油箱泄漏检测的可靠性。

2.在上述1的基础上，控制器还与PLC设备连接，通过PLC设备为控制器检测提供塑料油箱条形码、检测图片的抓取启动信号以及接收检测反馈回来的是否泄漏结果，从而为检测系统实现流水线工作提供必要的条件。

3.泄漏检测水池相对于安装有水下相机的另外三内侧壁上均铺设黑色背景墙，由于气泡会呈白色，通过黑白对比度使得能准确地把从塑料油箱冒出的气泡提取出来，保证了软件检测的准确度。

4、照射光源设置在安装有水下相机的一侧壁上，且位于泄漏检测水池内部的角落处，既能保证泄漏检测水池内接受到光照，又能避免水下相机进行背光拍摄，影响拍摄效果。

5、采用到的设备(如水下相机、控制器、PLC设备)均是比较常见的，相比于超声波的检测成本更低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的服务作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统的结构示意图；

图2为塑料油箱沉入装有水的泄漏检测水池中的俯视图。

附图标记：

1-水下相机；2-控制器；3-PLC设备；4-泄漏检测水池；5-显示器；6-照射光源；7-黑色背景墙。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统，包括水下相机1、控制器2、PLC设备3、装有水的泄漏检测水池4以及显示器5。

其中，水下相机1安装在泄漏检测水池4内且贴近泄漏检测水池4一侧壁；控制器2分别与水下相机1、PLC设备3、显示器5连接；

泄漏检测水池4内设置有提供光照度的照射光源6。

具体地，水下相机1主要用于拍摄水下塑料油箱泄漏情况，其包括焦距可调的工业相机以及防水外壳，工业相机安装在防水外壳内，防水外壳为透明玻璃防水外壳。

水下相机1所处的高度视塑料油箱和泄漏检测水池4的高度而定，使得工业相机的视野能够覆盖整个塑料油箱，保证当塑料油箱任何一个部位泄漏出来的气泡，都可捕捉到。

控制器2，用于基于水下相机1拍摄到的图片进行塑料油箱泄漏检测，接收PLC设备3发送过来的信号以及反馈给PLC设备3检测结果。控制器2的检测过程包括对检测图片的抓取，分割图像、灰度值判断、提取白亮区域，判断是否为杂质或气泡，是否是因塑料油箱泄漏产生的连续气泡。其中，气泡和白色杂质在图片中呈现为白亮区域，因此，需要对白亮区域进行识别和提取，并判断提取出来的白亮区域是否为气泡，进一步判断气泡是否是连续的，若是连续的气泡，则判定油箱有泄漏。

白亮区域的提取方法为：先进行a-分割图像，把图像分割成一定大小的正方形，通过c-阈值判断，正方形内的部分区域灰度值和周围区域的灰度值之差超过阈值时，则把此区域提取出来，同时，进行d-最低灰度值和e-面积大小的判断，当大于最低灰度值和最小面积时，即为提取出的白亮区域。

气泡的判断方法为：通过测量提取出来的白亮区域，进行f-最大半径的判断，最大半径大于设定值时，才能进行下一步是否是气泡的判断；进行g-灰度最小方差的判断，白亮区域的灰度最小方差大于设定值时，才能进行下一步是否是气泡的判断；进行h-最大圆度的判断，白亮区域的最大圆度小于设定值时，才能进行下一步是否是气泡的判断；进行i-竖直方向最小间距的判断，前后图像竖直方向的白亮区域最小间距大于设定值时，最终判断白亮区域为气泡。

连续气泡的判断方法为：首先进行j-水平允许误差的判断，在检测时间内，所拍摄的照片中，同一气泡在上升过程中，在水平方向的位移偏差不大于设定值时，才能进行下一步是否是连续气泡的判断；进行k-气泡出现次数的判断，同一气泡在上升过程中，气泡出现次数大于设定值时，最终判断该气泡为连续气泡。

塑料油箱泄漏的判断方法为：当上述的判断过程结束后，判定为连续气泡时，则检测最终判定塑料油箱存在泄漏。

需要说明的是，上述控制器2的检测过程为现有技术。

PLC设备3，为控制器2内的检测提供油箱条形码、检测图片的抓取启动信号以及接收检测软件反馈回来的是否泄漏的信号。

泄漏检测水池4为长方体，泄漏检测水池4相对于安装有水下相机1的另外三内侧壁上均铺设有黑色背景墙7，用于去除检测背景的干扰因素。由于基本原理是通过识别抓取的照片里是否白色气泡，因此，需要把背景做成黑色，才能更好的识别出气泡，否则，其他接近白色的位置都可能被误认为是气泡，这样就增加了误判率。

显示器5为整个检测提供可视化界面。

照射光源6为防水照射光源，设置在安装有水下相机1的一侧壁上，且位于泄漏检测水池4内部的角落处。

本实施例的工作原理如下：

当塑料油箱放入到泄漏夹具里开始泄漏测试时，PLC设备3为控制器2内的检测软件提供油箱条形码，检测软件会用条形码、检测时间和编号作为文件名来保存抓取的照片和记录的视频。当塑料油箱沉到水下检测位置时，PLC设备3会发送检测图片的抓取启动信号，检测软件延迟一定的时间后，通过水下相机1开始抓取图片和记录视频，当检测时间结束时，控制器2会自动判断塑料油箱是否泄漏(判断的依据是在黑色背景墙7下，气泡会呈白色，通过黑白对比度把气泡提取出来)，并把判定结果信号反馈给PLC设备3，如果油箱泄漏，则设备会报警，该油箱需要返工确认泄漏点。

本实施例采用水下相机1采集塑料油箱置于水下冒出气泡时的图片，并通过控制器2对基于水下相机1拍摄到的图片进行塑料油箱泄漏检测，通过机器视觉检测替换人工视觉检测，大大提高了塑料油箱泄漏检测的可靠性。接着，控制器2还与PLC设备3连接，通过PLC设备3为控制器2检测提供塑料油箱条形码、检测图片的抓取启动信号以及接收检测反馈回来的是否泄漏结果，从而为检测系统实现流水线工作提供必要的条件。还有的是，泄漏检测水池4相对于安装有水下相机1的另外三内侧壁上均铺设黑色背景墙7，由于气泡会呈白色，通过黑白对比度使得能准确地把从塑料油箱冒出的气泡提取出来，保证了软件检测的准确度。照射光源6设置在安装有水下相机1的一侧壁上，且位于泄漏检测水池4内部的角落处，既能保证泄漏检测水池内接受到光照，又能避免水下相机1进行背光拍摄，影响拍摄效果。最后，采用到的设备(如水下相机1、控制器2、PLC设备3)均是比较常见的，相比于超声波的检测成本更低。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统，其特征在于，包括拍摄水下塑料油箱泄漏情况的水下相机(1)、基于水下相机(1)拍摄到的图片进行塑料油箱泄漏检测的控制器(2)、为控制器(2)检测提供塑料油箱条形码、检测图片的抓取启动信号以及接收检测反馈回来的是否泄漏结果的PLC设备(3)、装有水的泄漏检测水池(4)以及提供可视化界面的显示器(5)；

其中，所述水下相机(1)安装在泄漏检测水池(4)内且贴近泄漏检测水池(4)一侧壁；

所述控制器(2)分别与水下相机(1)、PLC设备(3)、显示器(5)连接；

所述泄漏检测水池(4)内设置有提供光照度的照射光源(6)。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统，其特征在于，所述水下相机(1)包括焦距可调的工业相机以及防水外壳；

所述工业相机安装在防水外壳内；

所述防水外壳为透明玻璃防水外壳。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统，其特征在于，所述泄漏检测水池(4)为长方体，泄漏检测水池(4)相对于安装有水下相机(1)的另外三内侧壁上均铺设有黑色背景墙(7)。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统，其特征在于，所述照射光源(6)设置在安装有水下相机(1)的一侧壁上，且位于泄漏检测水池(4)内部的角落处。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的塑料油箱泄漏检测系统，其特征在于，所述照射光源(6)为防水照射光源。

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