一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統的製作方法
2023-05-15 16:24:56
一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統，涉及冷凍、冷藏技術及測量【技術領域】。在翅片式管式蒸發器的前方設置採樣攝像頭，採樣攝像頭垂直於翅片式管式蒸發器，採樣攝像頭通過圖像採集卡與圖像處理計算機相連接。採樣攝像頭實時拍攝翅片式管式蒸發器表面的結霜情況，並將採集的翅片式管式蒸發器圖像傳輸至圖像處理計算機處理。通過圖像處理技術和換熱管物理尺寸對翅片式管式蒸發器圖像像素的物理尺寸進行標定；在測量過程中，每隔設定的時間△t採樣攝像頭採集翅片式管式蒸發器圖像一次，通過圖像處理技術計算霜層沿霜層增長方向的像素的行列數N，同像素標定的物理尺寸計算出翅片式管式蒸發器表面的結霜厚度。
【專利說明】一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及本實用新型涉及冷凍、冷藏【技術領域】，尤其涉及一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統。
【背景技術】
[0002]翅片式管式蒸發器結霜是製冷設備、熱泵工程及冷凍冷藏領域中常見的現象之一。由於霜的生成與增長，加大了翅片式管式蒸發器表面與空氣間的傳熱熱阻，增加了空氣通過翅片式管式蒸發器的流動阻力，使通過翅片式管式蒸發器的空氣流量下降，導致機組室外蒸發器從空氣的吸熱量降低，使機組的工作狀況惡化，以致不能正常工作。霜層厚度是判斷蒸發器結霜程度的一個重要參數。
[0003]目前國內外對蒸發器霜層厚度的檢測技術主要有:
[0004]直接測量方法:使用千分尺等測量工具直接測量霜層厚度，對霜層的表面會產生物理破壞，測量精度取決於測量工具，不適用於實時在線測量。
[0005]雷射測厚技術:以雷射為光源的板帶厚度測量技術。直接測量雷射束往返於泓線兩端的傳播時間，根據光速值求出距離，即厚度。由於霜層的多孔物質特性以及翅片管式蒸發器的複雜結構，很難獲取較高的精度。
[0006]探針法:通過探針的電阻率的變化，計算出霜層厚度。計算精度較高，不適用於實時在線測量。
[0007]在實際機組運行過程中，對翅片式管式蒸發器的結霜程度的判斷基本上是通過溫度採樣或者壓力採樣進行間接判斷，沒有直接測量霜層厚度的在線測試設備。
[0008]現有的翅片式管式蒸發器霜層厚度測量技術雖然很多，但均難以解決霜層厚度的實時在線測量、測量精度以及測量的可操作性。
實用新型內容
[0009]本實用新型針對以上問題的提出，而研製的一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統，用於檢測製冷設備的翅片管式蒸發器霜層的厚度，具有:
[0010]固定在待測翅片式管式蒸發器一側，獲取所述翅片式管式蒸發器外徑尺寸變化數據的圖像採集單元；
[0011]固定在所述翅片式管式蒸發器與所述圖像採集單元相對一側，測量所述翅片式管式蒸發器原始外徑尺寸的測量裝置以及
[0012]與所述圖像採集單元電連接，實時接收所述圖像採集單元上傳的圖像信號安裝圖像處理軟體的圖像處理計算機；
[0013]所述圖像採集單元具有:至少一個與所述待測翅片式管式蒸發器垂直固定的攝像頭和與該攝像頭連接的視頻採集卡。
[0014]所述攝像頭為(XD、CMOS或顯微攝像頭。
[0015]所述測量裝置為千分尺、遊標卡尺或雷射測量設備。[0016]所述攝像頭採樣的圖像解析度至少為640 X 320，放大倍數至少為3倍。
[0017]所述圖像採集單元具有第二攝像頭，與所述攝像頭處於同一平面，與所述攝像頭
呈 90°。
[0018]由於採用了上述技術方案，本實用新型提供的一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統，通過一種簡單的結構實現了如下優點:
[0019]1.利用圖像處理技術對翅片式管式蒸發器的結霜面實時進行測量，通過翅片表面霜層沿霜層增長方向的像素值的行列數計算霜層的厚度。能夠實時、準確的監測翅片式管式蒸發器表面的結霜情況。
[0020]2.準確的霜層厚度測量，可以得出準確的霜密度，從而更好地進行霜層換熱研究。
[0021]3.結合機組的除霜控制，提高除霜的準確性，節約能源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]為了更清楚的說明本實用新型的實施例或現有技術的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本實用新型一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量裝置應用於翅片式管式蒸發器的安裝示意圖；
[0024]圖2為本實用新型一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量裝置的檢測原理流程圖
【具體實施方式】
[0025]為使本實用新型的實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚完整的描述:
[0026]如圖1所示，一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統，該測量系統包括圖像採集卡1、採樣攝像頭2和圖像處理計算機3。採樣攝像頭2通過圖像採集卡I與圖樣處理計算機3相連接。圖像採樣裝置的採樣攝像頭2設置於翅片式管式蒸發器的前方並垂直於翅片式管式蒸發器，採樣攝像頭2可以為CCD攝像機或CMOS攝像機或顯微攝像裝置。圖像採集卡I將採樣攝像頭2採集的圖像傳輸至圖像處理計算機3。為了不影響機組的運行，採樣攝像頭的安裝以不實質影響翅片式管式蒸發器的空氣流動為準。同時要求採樣圖像的解析度在640 X 320以上，採樣的時間間隔At通過使用者設定。
[0027]結合圖2，本實用新型的基於圖像處理技術的霜層厚度測量裝置，包括以下步驟:
[0028]I)在翅片式管式蒸發器開始運行前，使用者通過圖像處理計算機3端設定採樣的時間間隔At ;使用測量工具測量採樣攝像頭2拍攝區域內翅片式管式蒸發器換熱管的外徑測量值DO (X,Y)0 DO數值作為圖像像素物理尺寸標定值，其精確程度會直接影響到霜層厚度的計算值。
[0029]2)在翅片式管式蒸發器運轉的同時，採樣攝像頭2採集換熱器圖像一次，並將圖像通過圖像採集卡I傳輸至圖像處理計算機3，圖像處理計算機3對接收到的圖像進行濾波、銳化、圖像邊緣檢測處理，消除採樣圖像的噪音幹擾。[0030]採樣圖像實際上是一組二維數據陣。每個像素點的灰度值可以表示為f U，y)。x，y分別為像素點在二維數據陣的空間坐標。G={0，1，2，3，…，255}，是圖像的灰度集，即f(X，y)為空間點(X，y)的像素灰度值。以P為閾值的二值化處理方法為:
【權利要求】
1.一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統，用於檢測製冷設備的翅片管式蒸發器霜層的厚度，具有: 固定在待測管式蒸發器一側，獲取所述蒸發器外徑尺寸變化數據的圖像採集單元； 固定在所述蒸發器與所述圖像採集單元相對一側，測量所述管式蒸發器原始外徑尺寸的測量裝置以及 與所述圖像採集單元電連接，實時接收所述圖像採集單元上傳的圖像信號的計算機； 所述圖像採集單元具有:至少一個與所述待測管式蒸發器垂直固定的攝像頭和與該攝像頭連接的視頻採集卡。
2.根據權利要求1所述的一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統，其特徵還在於:所述攝像頭為(XD、CMOS或顯微攝像頭。
3.根據權利要求1所述的一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統，其特徵還在於:所述測量裝置為千分尺、遊標卡尺或雷射測量設備。
4.根據權利要求1或2所述的一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統，其特徵還在於:所述攝像頭採樣的圖像解析度至少為640X320，放大倍數至少為3倍。
5.根據權利要求1所述的一種基於圖像處理技術的霜層厚度測量系統，其特徵還在於:所述圖像採集單元具有第二攝像頭，與所述攝像頭處於同一平面，與所述攝像頭呈90。。
【文檔編號】G01B11/06GK203704875SQ201320233122
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年5月2日 優先權日:2013年5月2日
【發明者】秦海傑, 朱衛英 申請人:大連三洋壓縮機有限公司