本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置，其包括滤膜单元、照明单元、图像采集单元、图像处理单元、信息输出单元、预警提示单元；滤膜单元设置在可以引流液压油并进行初步过滤的位置；照明单元设置在将滤膜单元照亮的位置；图像采集单元安装在可拍摄滤膜单元的位置；图像采集单元的信号输出端与图像处理单元的信号输入端连接，图像处理单元的信号输出端分别与信息输出单元、预警提示单元连接。本发明专利技术还提供一种基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测方法。本发明专利技术在起重机液压缸停止工作之际可以快速精确的测出液压油液的污染程度，以便及时更换液压油。
【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置及方法
本专利技术涉及监测装置领域，具体涉及一种基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置及方法。
技术介绍
机器视觉，通俗来讲，就是用机器代替人眼来做测量和判断，其核心理论为图像处理，是一门涉及诸多领域的交叉学科，广泛应用在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合。其通过图像摄取装置将被摄取目标转换成图像信号，传送给图像处理系统，然后根据像素分布和亮度、颜色等信息，进行运算来抽取目标的特征，例如面积、长度、数量、位置等，最后根据预设的判断来输出结果，如尺寸、角度、偏移量、个数、合格或不合格、有或无等。起重机液压系统中液压油是实现传递、转换、控制和应用能量的工作介质。实践表明，起重机液压系统工作中产生的故障中约75％来源于液压油液污染，油液中颗粒污染物引起的污染磨损是引起液压元件失效的主要原因。液压系统在运行过程中磨损和腐蚀产生的剥落物混入油中；砂、灰尘、潮气、异种油等外来污染物均可经油箱通气孔、加油口、液压缸活塞杆及管路连接处等侵入液压系统中，最终导致液压油中颗粒沉淀物超标。因此，对液压系统中液压油的及时更换是保障起重机液压系统正常工作的重要措施。液压系统液压油污染在线监测系统目前最常采用的是光散射监测系统，该系统具有设备成本较低、快速辨别等特点，所以被广泛使用。但是由于光通过黏度不同的同种油液时，光探测器感知光强不同，因此为满足系统检验条件，实验者要制备出黏度完全相同的样本液体，制取难度大。同时，采用光散射监测系统进行监测时的精度不高，需要抽取油液进行二步监测，操作过程繁复。因此，光散射监测系统无法及时精确测出液压油液污染程度，无法准确把握更换液压系统液压油的时机，造成液压系统构件磨损程度不断加重。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置及方法，该监测装置和方法可以快速精确的测出液压油液的污染程度，以便及时更换液压油，降低了液压系统及其元件发生崩溃性磨损的风险，保障液压系统及其元件的工作稳定性。本专利技术所采用的技术方案是：一种基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置，设置在过滤器与油箱之间，其包括滤膜单元、照明单元、图像采集单元、图像处理单元、信息输出单元、预警提示单元；所述滤膜单元设置在可以引流液压油并进行初步过滤的位置，即：滤膜单元设置在起重机过滤器与油箱之间，与过滤器下方的滤油管相连的位置；所述照明单元设置在将滤膜单元照亮的位置；所述图像采集单元安装在起重机液压缸外壳可拍摄滤膜单元的位置；所述图像采集单元的信号输出端与所述图像处理单元的信号输入端连接，所述图像处理单元的信号输出端分别与所述信息输出单元、所述预警提示单元连接。按上述方案，所述滤膜单元包括长短双取样管、过滤装置、回流装置和传感装置；长短双取样管中长管口与起重机过滤器下方的滤油管相连；长短双取样管使液压油形成一个油液面落差，在长短双取样管的等位面上方设置过滤装置，且该过滤装置设置在照明单元的直射光区中；液压油越过短取样管等位面后进入回流装置；所述传感装置设置在回流装置的进口处，当传感装置触发后，卡扣封闭长短双取样管与滤油管连接，用于控制引流入装置的液压油量。过滤装置采用尼龙N6/N66膜过滤器。液压油经所述滤膜单元过滤后，在N6/N66膜(滤膜)上表面可获取到液压油滤膜图像。按上述方案，所述照明单元包括白色LED灯和位于LED灯下的透镜，所述透镜位于滤膜单元的过滤装置的滤膜上方。按上述方案，所述图像采集单元为一部耐高温的CCD相机，其内置有图像采集卡，并配备有对应的摄像头。CCD相机将拍摄到的图像传递给图像采集卡，图像采集卡将获取的液压油滤膜图像数据通过图片数据格式输送到所述图像处理单元的信息输入接口。按上述方案，所述图像处理单元为一台计算机，配置MatLabR2016版本与ARM处理器，设置在起重机驾驶台。按上述方案，图像处理单元获取到液压油滤膜图像后，需要对图像进行显像处理，为使得更清晰地统计图像中粒子数量，需要先对图像做基本的锐化处理(一般是通过微分运算来实现图像的锐化，去除目标区域边界模糊信息)，即通过去模糊的方法使图像变得更加清晰，增强目标物体的边缘鲜明度，有利于计算机对目标区域边界的提取和分割等操作。所述图像处理单元处理图像的步骤为：将图像采集单元传来的初始图像(液压油滤膜图像)进行处理得到像素图(将图像采集单元传来的初始图像转化为灰度图像)；将像素图进行锐化处理；将锐化处理后的图像进行像素点粒径筛选处理得到粒子统计数据(提取锐化处理后的图像中的灰度级信息，使之生成映像信号，通过分析、计数，确定图像中粒子的粒度范围)；将统计数据与ISO4406液压系统固体污染等级标准表进行比对，判断液压油的污染度是否超过NAS11级的限定值，若超过该限定值则表示液压油质量不符合标准，应当进行液压油更换。按上述方案，预警提示单元包括灯具驱动单元、预警提示灯、响铃驱动单元和蜂鸣警报器，所述灯具驱动单元、响铃驱动单元的信号输入端与图像处理单元的信号输出端连接；所述灯具驱动单元的信号输出端与预警提示灯连接，所述响铃驱动单元的信号输出端与蜂鸣警报器连接。当监测到液压油污染程度超标时，信息输出并通过预警提示单元开启预警提示灯并鸣铃示警。本专利技术还提供一种采用上述基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置进行起重机液压油污染在线监测的方法，具体步骤为：利用滤膜单元使液压油形成一个曝光面；通过图像采集单元获取液压油曝光面图像；将图像采集单元传来的图像导入图像处理单元中，检测并提取图像中颗粒的边缘特征，统计颗粒的数目和尺寸参数，以此判断液压油污染程度；当监测到液压油污染程度超标时，信息输出并通过预警提示单元预警。本专利技术的有益效果在于：本专利技术模拟了人类视觉处理景物的方式，对起重机液压缸的液压油污染程度进行及时监测，降低了液压系统及其元件发生崩溃性磨损的风险，保障液压系统及其元件的工作稳定性；通过将滤膜单元、照明单元、图像采集单元设置在特定位置上，可以快速精确的测出液压油液的污染程度，及时更换液压油，降低液压系统及其元件发生崩溃性磨损的风险，保障液压系统及其元件的工作稳定性；通过将滤膜单元、照明单元、图像采集单元设置在特定位置上，克服了光散射在线监测系统操作繁复、自动化能力不足的缺点，使检测过程一步到位，具有精度高、效率高、自动化程度高、实施简单方便、适应性强等优点。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置的结构示意图；图2是滤膜单元的结构示意图；图3是照明单元的结构示意图；图4是图像处理单元的处理流程图；其中：1、滤膜单元；1.1、长短双取样管；1.2、过滤装置；1.3、回流装置；1.4、传感装置，1.4.1、传感器；1.4.2、卡扣；2、照明弹元；2.1、白色LED灯；2.2、透镜；3、图像采集单元；3.1、CCD相机；3.2、图像采集卡；3.3、摄像头；4、图像处理单元；5、信息输出单元；6、预警提示单元；6.1、灯具驱动单元；6.2、预警提示灯；6.3、响铃驱动单元；6.4、蜂鸣警报器，7、滤油管。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置，置于过滤器与油箱之间，其特征在于：包括滤膜单元、照明单元、图像采集单元、图像处理单元、信息输出单元、预警提示单元；所述滤膜单元设置在可以引流液压油并进行初步过滤的位置；所述照明单元设置在将滤膜单元照亮的位置；所述图像采集单元安装在可拍摄滤膜单元的位置；所述图像采集单元的信号输出端与所述图像处理单元的信号输入端连接，所述图像处理单元的信号输出端分别与所述信息输出单元、所述预警提示单元连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置，置于过滤器与油箱之间，其特征在于：包括滤膜单元、照明单元、图像采集单元、图像处理单元、信息输出单元、预警提示单元；所述滤膜单元设置在可以引流液压油并进行初步过滤的位置；所述照明单元设置在将滤膜单元照亮的位置；所述图像采集单元安装在可拍摄滤膜单元的位置；所述图像采集单元的信号输出端与所述图像处理单元的信号输入端连接，所述图像处理单元的信号输出端分别与所述信息输出单元、所述预警提示单元连接。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置，其特征在于：所述滤膜单元包括长短双取样管、过滤装置、回流装置和传感装置；长短双取样管中长管口与起重机过滤器下方的滤油管相连；长短双取样管使液压油形成一个油液面落差，在长短双取样管的等位面上方设置过滤装置，且该过滤装置设置在照明单元的直射光区中；液压油越过短取样管等位面后进入回流装置；所述传感装置设置在回流装置的进口处；当传感装置触发后，卡扣封闭长短双取样管与滤油管的连接。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置，其特征在于：所述照明单元包括白色LED灯和位于LED灯下的透镜，所述透镜位于滤膜单元的过滤装置的滤膜上方。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的起重机液压油污染在线监测装置，其特征在于：所述图像采集单元为CCD相机，该CCD相机内置有图像采集卡，并配备有对应的摄像头。5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的起重机液压...
【专利技术属性】
技术研发人员：辜勇，张列，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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