CN215767497U - 压力表智能检定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种压力表智能检定装置。包括：壳体及底座；三坐标对焦机构，设于底座上，三坐标对焦机构包括：三坐标，其由X方向轨道、Y方向轨道、Z方向轨道以及移动块和驱动机构构成；光源组件，其通过移动块固定在三坐标上，移动块由一驱动机构驱动移动；光源组件上设有一穿孔；相机，其固定于光源组件后方且正对穿孔，相机将拍摄的数据传输给一数据处理系统；压力检测座，其固定于底座上且压力检测座的底部连接一通气口，压力检测座的上方设有一通用切换接头，待测压力表连接于压力检测座上，且待测压力表的中心正对穿孔的中心；敲击部，其设于压力检测座旁侧，敲击部由一敲击电机控制对待测压力表进行击打。

Description

压力表智能检定装置

技术领域

本实用新型涉及一种压力表智能检定装置。

背景技术

指针式压力表作为最常用的压力计量仪表，具有广泛的检定需求，但检定过程还以人工操作为主。针对此类仪表人工检定效率低、错误率高的问题，市场上出现了基于压力自动控制和机器视觉识别技术的系统。

如图1所示，现有的基于压力自动控制和机器视觉识别技术的系统的检定过程为：将工业摄像头1固定在固定装置2上，通过工业摄像头1针对固定在压力源与固定装置3 上的被测压力表4拍照后，由USB接口传输给计算机与图像处理模块5进行处理。应用图像识别程序自动识别仪表的读数，通过后台软件完成检定数据的自动处理和检定流程的全面控制。

现有的基于压力自动控制和机器视觉识别技术的系统存在下述缺陷：

1.检定表类型有许多种不同的量程，而现有检测系统并不能识别多种量程的检定表，使用具有局限；

2.JJG(铁道)193-207机车车辆专用压力表检定规程中规定，在检测该类压力表时需要模拟人工敲击表壳的动作。而目前的检定过程中缺乏模拟人工敲击表壳动作，无法确认压力表的内部结构是否有间隙，检测结果并不准确。

实用新型内容

本申请提出一种压力表的智能检定方法，其目的在于克服现有基于压力自动控制和机器视觉识别技术的系统无法同时适用于多种量程压力表以及检测结果不够准确的问题。

为达到上述技术目的，本申请采用下述技术方案：

本申请更公开了一种压力表智能检定装置，包括：壳体及底座；三坐标对焦机构，设于所述底座上，所述三坐标对焦机构包括：三坐标，其由X方向轨道、Y方向轨道、Z方向轨道以及移动块和驱动机构构成；光源组件，其通过移动块固定在所述三坐标上，所述移动块由一驱动机构驱动移动；所述光源组件上设有一穿孔；相机，其固定于所述光源组件后方且正对所述穿孔，所述相机将拍摄的数据传输给一数据处理系统；压力检测座，其固定于所述底座上且所述压力检测座的底部连接一通气口，所述压力检测座的上方设有一通用切换接头，待测压力表连接于所述压力检测座上，且所述待测压力表的中心正对所述穿孔的中心；敲击部，其设于所述压力检测座旁侧，所述敲击部由一敲击电机控制对所述待测压力表进行击打。

较佳的是，所述壳体罩设在所述底座上形成封闭检测空间，所述壳体为避光材质，且所述壳体上设有一移动门。

较佳的是，所述通气口通过一智能压力控制器控制连接一压力发生装置。

较佳的是，所述底座上的两侧分别设有提手。

较佳的是，所述底座上设有急停按钮、手/自动模式切换按钮，启动按钮和故障复位按钮。

较佳的是，所述壳体上设有绿色运行指示灯，红色报警指示灯及黄色警告指示灯。

由于采用上述技术方案，本申请可模拟测量中敲击检测的过程，测量更准确；同时，本申请的设备可实现多量程检定。

附图说明

图1为本申请压力表检定方法原理流程示意图；

图2为本申请分类图像库的建立流程示意图；

图3为本申请视觉读数的步骤流程示意图；

图4为本申请的压力表智能检定装置的内部结构示意图一；

图5为本申请的压力表智能检定装置的内部结构示意图二；

图6为本申请的实施例的整体结构图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1所述，本申请公开了一种压力表的智能检定方法，具体包括以下步骤：

S1，将待测压力表固定于一检定装置的压力表检测固定装置上。所述检定装置上的相机找取位置，拍摄对应位置的所述待测压力表的图像。所述检定装置依据拍摄的待测压力表的图像对照一分类图像库来识别，确定待测压力表的类型。

其中，不同的压力表类型配置了不同的检定点，例如0-1600KPa的压力表，检定点包含0KPa、200KPa、400KPa、600KPa、800KPa、1000KPa、1200KPa、1400KPa、1600KPa这 9个检定点。

S2，依据所述待测压力表的类型调用一对应检定表格，依据检定表格上N个检定点调整压力控制器稳定输出一压力值P_N,拍照解析并记录各检定点上的升压时数值S_N和降压时数值J_N。

所述检定表格就是检测系统中对应各个类型的压力表所做的检测标准表格，给出了各压力表对应的检定点。

S3，在各所述检定压力点，以一敲击设备模拟人工敲击表壳，进行拍照并解析读数，记为Q_N。

S4，比较同一所述检测点升压和降压时的数值差C_1N、同一所述检测点敲击前后的数值差C_2N、敲击前同一所述检测点与压力控制器输出压力值的数值差C_3N、敲击后同一所述检测点与压力控制器输出压力值的数值差C_4N；并依据各所述数值差结果判定压力表是否合格；若各所述数值差中有一项超过设定合格数值范围，则认定为压力表不合格。

以0-1600KPa的压力表为例，在升压检定点检测时，压力控制器稳定输出第一压力值 P1，该P1为0KPa,记录在此升压过程中对应的数值S₁；再控制压力控制器稳定输出第二压力值P2，该P2为200KPa，记录在此升压过程中对应的数值S₂，如此依次检测……

以0-1600KPa的压力表为例，在降压检定点检测时，压力控制器由第九压力值P9稳定输出，该P9为1600KPa,记录在此降压过程中对应的数值J₉；再控制压力控制器稳定输出第八压力值P8，该P8为1400KPa，记录在此降压过程中对应的数值S₂，如此依次检测…

得出下述表1：

参见图2所示，本申请中所述分类图像库包含对不同量程的压力表的图像进行分类。且所述分类图像库的建立步骤包括：

S21，先采用cooc_feature_image灰度共生矩阵，获取拍摄到的各不同量程压力表的图像的整个图像对的联合分布的概率。所述联合分布的概率既反映了图像灰度在相邻方向、相邻间隔、变化幅度的综合信息，同时也反映了相同灰度级像素之间的位置分布特征。

S22，再采用sobel_amp算子获得所述图像的边缘特征。

S23，最后采用的gray_histo_abs算子获得所述图像的各个灰度值的频率。

S24，创建分类器，将各所述不同量程的压力表的图像特征(该图像特征包括了联合分布的概率、图像的边缘特征及图像的各个灰度值的频率)存储在所述分类器中并写成对应的所述检定表格。

智能检定表类型当中采用的是灰度概率分布，能够将相似表化归为同一种类型减少了后续读数算法的种类，提高了检定的类型的兼容性。

参见图3所示，视觉读数包括如下步骤：

S31,将所述相机抓取的照片进行灰度化处理。

S32，根据二值化Blob分析选取出所述压力表表盘的位置，利用reduce_domain将所述表盘图像裁剪出来。这里所提及的二值化Blob分析和reduce_domain都为现有技术。

S33，利用Polar_trans_image_ext对所述表盘图像进行极坐标转换，使得圆形的所述表盘变换成矩形，选取ROI区域，即所述表盘的刻度所在大概位置，排除所述表盘其他标识的干扰。

S34，根据所述二值化Blob分析提取出所述表盘的刻度，并且利用 smallest_rectangle对所述刻度进行补偿。由于光线和角度影响，会导致刻度边界灰度值出现偏差，通过Blob提取出来的形状是不规则的，形状不规则会导致中心点偏失去，因此通过构建刻度区域的最小外接矩形，能更便捷找出区域中心点，提高检测精度。

S35，对提取出来的所述矩形刻度中心点位置按照cols排序，并将排序后的cols坐标存放在数组中。

S36，进一步选取ROI区域，选取位置为所述S33中所选取的矩形区域往下8-12个像素点，使得所选区域包含所述指针和刻度，将获得的所述区域利用reduce_domain裁剪出来；再利用binary_threshold根据灰度值选出刻度和指针所在的不同区域。

S37，确定指针位置；沿着所述S35中选取出来的所述中心点位置竖直方向每间隔15 个像素点依次获取像素点，并读取像素点的灰度值Gn，总共选取20个像素点(最后一个像素点位置行坐标已经超过图像的宽度的一半)，并计算出该方向的灰度值的平均值G：

其中：G1、G2……G20—竖直方向选取的不同像素点的灰度值；

根据计算出来的灰度值平均值设置阈值，判定出指针所在的区域，然后利用smallest_rectangle1对指针区域进行一定补偿，并且获得指针区域的中心点的cols 值；

S38,通过比较指针的cols值在所述S35中建立的数组中的位置，来计算最终读数P，计算方法如下面的公式：

其中：Ni—指针矩形中心cols值；Ni-1—指针矩形中心cols值所处数组位置前一个Clos值；Ni+1—指针矩形中心cols值所处数组位置后一个Clos值；S—分度值

Pi-1—指针矩形中心cols值所处数组位置前一个位置所代表的读数值。

本申请的压力表智能检定方法可以兼容多种量程的压力表，且增加了模拟敲击的检测，提高了检测的精准性。此外，本申请采用视觉读数法，不仅去除了表盘上图案的干扰，同时还排除了检定过程当中压力表刻度上有标记的干扰，通过获取指针所在的刻度位置，只计算了分度值刻度之间的距离，精度高。

参见图4和图5，为本申请的一压力表智能检定装置的内部结构示意图。本实施例的压力表智能检定装置包括了壳体、底座1、三坐标对焦机构2、光源组件3、相机4、压力检测座5及敲击部6等部件。

底座1为整个装置的支撑。底座1的侧边设有急停按钮11、手/自动模式切换按钮12，启动按钮13和故障复位按钮14。且在底座1的两侧设有供搬运的提手15。急停按钮11 用于控制整个设备的紧急停止，包括了对压力发生装置的紧急止停。手/自动模式切换按钮12用于控制整个设备的自动检测，包括压力发生装置的压力调节和相机的拍摄控制。启动按钮13用于整个设备的电源启动控制。故障复位按钮14用于故障后各部件复位的控制。

壳体罩设在整个设备上，并底部与底座1连接，形成封闭检测空间。所述壳体为避光材质。壳体上设有绿色运行指示灯，红色报警指示灯及黄色警告指示灯，并开设有一移动门。

三坐标对焦机构2设于所述底座1上。所述三坐标对焦机构2包括了三坐标和光源组件。三坐标由X方向轨道21、Y方向轨道22、Z方向轨道23以及连接在Z方向轨道23 上的移动块24和驱动机构构成。如图所示，X方向轨道21通过滑块连接于Y方向轨道22 上，而Z轴方向轨道23通过滑轨连接于X方向轨道21上，使得移动块24可以在三坐标上实现X、Y、Z三个方向的移动。光源组件，其通过移动块24固定在所述三坐标上，所述移动块24由一驱动机构(电机)驱动移动。所述光源组件3为一半圆形光源体31，在该半圆形光源体的中心处设有一穿孔32。

相机4固定于所述光源组件后方且正对所述穿孔32。所述相机24将拍摄的数据传输给一数据处理系统。

该数据处理系统可以结合于底座1上，也可以平台的方式与相机4相连。此外，本申请的压力表智能检定装置还可以通过数据处理系统与其他系统实现数据对接，如打印机直接打印出检测结果。

压力检测座5固定于所述底座1上且所述压力检测座5的底部连接一通气口。所述压力检测座5的上方设有一通用切换接头51，待测压力表A通过通用切换接头51连接于所述压力检测座5上，且所述待测压力表A的中心正对所述穿孔32的中心。通用切换接头 51可以实现不同类型的压力表的连接。所述通气口通过一智能压力控制器控制连接一压力发生装置。

敲击部6设于所述压力检测座5旁侧，所述敲击部6为一连接在敲击电机61上的敲击头62，通过敲击电机61控制敲击头62对所述待测压力表进行击打，由此实现模拟测压过程中敲击的场景，以便进行敲击压力稳定性的测试。

本申请的压力表智能检定装置可实现多种量程压力表的智能检测，同时通过增加敲击部实现两种环境下的检测，确保检测的精准性。

以上所述的实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。本领域技术人员对本实用新型所做的均等变化与修饰，皆应属于本实用新型所附的权利要求书的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种压力表智能检定装置，其特征在于，包括：

壳体及底座；

三坐标对焦机构，设于所述底座上，所述三坐标对焦机构包括：

三坐标，其由X方向轨道、Y方向轨道、Z方向轨道以及移动块和驱动机构构成；光源组件，其通过所述移动块固定在所述三坐标上，所述移动块由一所述驱动机构驱动移动；所述光源组件上设有一穿孔；

相机，其固定于所述光源组件后方且正对所述穿孔，所述相机将拍摄的数据传输给一数据处理系统；

压力检测座，其固定于所述底座上且所述压力检测座的底部连接一通气口，所述压力检测座的上方设有一通用切换接头，待测压力表连接于所述压力检测座上，且所述待测压力表的中心正对所述穿孔的中心；

敲击部，其设于所述压力检测座旁侧，所述敲击部由一敲击电机控制对所述待测压力表进行击打。

2.根据权利要求1所述的压力表智能检定装置，其特征在于，所述壳体罩设在所述底座上形成封闭检测空间，所述壳体为避光材质，且所述壳体上设有一移动门。

3.根据权利要求1所述的压力表智能检定装置，其特征在于，所述通气口通过一智能压力控制器控制连接一压力发生装置。

4.根据权利要求1所述的压力表智能检定装置，其特征在于，所述底座上的两侧分别设有提手。

5.根据权利要求1所述的压力表智能检定装置，其特征在于，所述底座上设有急停按钮、手/自动模式切换按钮，启动按钮和故障复位按钮。

6.根据权利要求1所述的压力表智能检定装置，其特征在于，所述壳体上设有绿色运行指示灯，红色报警指示灯及黄色警告指示灯。

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