基于机器视觉的煤气柜活塞扭转量的测量装置及测量方法制造方法及图纸

一种基于机器视觉的煤气柜活塞扭转量的测量装置，测量装置包括两套激光发射组件、两套机器视觉组件、以及计算机;激光发射组件LSA与机器视觉组件VIA上下对应设置，二者分别安装在煤气柜柜体的顶部和活塞上面的中心位置；激光发射组件LSB与机器视觉组件VIB上下对应设置，二者分别安装在煤气柜柜体的顶部和活塞上面的边缘位置；视觉传感器通过防爆电缆与设置在煤气柜外面的计算机连接；计算机内安装编制的机器视觉软件。这种测量装置方案简单、准确度高、方法先进、安全可靠、经济实用；真正实现了高精度智能在线测量；提高了煤气柜生产安全性和劳动效率，是具有广泛推广意义的基于机器视觉测量煤气柜活塞扭转量的方法。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的煤气柜活塞扭转量的测量装置及测量方法
本专利技术涉及工业过程参数测控领域，具体地说是公开了一种基于机器视觉测量煤气柜活塞扭转量的装置和方法，是实现煤气柜安全运行必须使用的实时动态测量系统。
技术介绍
煤气柜活塞扭转是指煤气柜活塞沿中心轴旋转的弧度（简称扭转量），煤气柜活塞运行时其扭转量不能超过规定值。若扭转量超过了规定值，将会造成重大的生产事故。目前，煤气柜活塞扭转量仅能通过机械限位的方式进行约束。没有可行及可靠的测量方法，而在线监测煤气柜活塞扭转量也是空白。煤气柜活塞直径一般为50m左右，活塞在垂直方向的移动距离也要有50m-100m。一般煤气柜活塞扭转量不超过±50mm，因此在一个大的范围内检测微小的变化量，是首先要解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术一是提供一种基于机器视觉测量煤气柜活塞扭转量的装置，二是提供一种利用上述装置进行煤气柜活塞扭转量的测量方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于机器视觉的煤气柜活塞扭转量的测量装置，所述测量装置包括两套激光发射组件，分别为LSA和LSB；两套机器视觉组件，分别为VIA和VIB；以及用于数据采集和分析的计算机；所述激光发射组件LSA与机器视觉组件VIA上下对应设置，二者分别安装在煤气柜柜体的顶部和活塞上面的中心位置；所述激光发射组件LSB与机器视觉组件VIB上下对应设置，二者分别安装在煤气柜柜体的顶部和活塞上面的边缘位置；所述机器视觉组件包括激光靶盘、支撑杆、视觉传感器、传感器安装座和下安装板；激光靶盘通过支撑杆架装于煤气柜活塞上面的下安装板上，下安装板与煤气柜活塞通过连接件固定安装；所述视觉传感器安装在所述激光靶盘下方的煤气柜活塞上面的下安装板上；镜头对准激光靶盘；所述视觉传感器通过防爆电缆与设置在煤气柜外面的计算机连接；所述计算机内安装编制的机器视觉软件。作为优选方案：所述激光发射组件的中心在初始位置时分别与机器视觉组件的中心上下对正。作为优选方案：所述机器视觉组件中的激光靶盘为圆形板体结构；所述支撑杆包括长支撑杆和短支撑杆；所述下安装板通过连接件固定安装在煤气柜活塞的上面；所述长支撑杆分设于所述下安装板和激光靶盘之间，且多个长支撑杆沿下安装板上面圆周分布；所述短支撑杆安装在所述下安装板上面，置于长支撑板所在圆周的内圈、激光靶盘的下方；所述传感器安装座通过连接件架装在所述短支撑杆上；所述视觉传感器安装于所述传感器安装座上面中央位置。作为优选方案：所述激光发射组件所发射的是激光线投影为圆点，其所投射的为超远距离的激光射线。作为优选方案：所述视觉传感器为防爆高精度图像传感器。作为优选方案：所述激光发射组件包括壳体、安装法兰和激光头；所述壳体包括置于安装法兰上面的上外壳、置于安装法兰下面的下外壳；所述上壳体内部同心套装有定位外壳和万向外壳；所述激光头穿过安装法兰，且安装于所述安装法兰的中央部位，其上部置于所述万向外壳内部，其下部悬置于下外壳内部；所述下外壳的底部设置有一带中孔的防护板，中孔内安装防护玻璃，该防护板通过连接件安装与所述下外壳底面上。作为优选方案：所述定位外壳、万向外壳和防护板的中心上下对正。作为优选方案：所述激光头与所述安装法兰之间安装有关节轴承。用测量装置测量活塞扭转量的方法，激光头向安装在煤气柜活塞上的激光靶盘投射点状激光光线，作为定标光线；机器视觉组件固定于煤气柜活塞上并随之运动，视觉传感器实时采集激光光点在激光靶盘上的图像，通过防爆电缆传输到煤气柜外部的计算机内，计算机内的软件对视觉传感器采集到的图像分析处理，得出煤气柜活塞在运行时的扭转量，生成煤气柜活塞扭转量的在线测量系统组态画面，实时显示扭转量，并根据工艺参数要求启动与计算机连接的报警器，进行声光报警。本专利技术所公开的这种基于机器视觉的煤气柜活塞扭转量的测量装置及方法，主要是利用机器视觉技术采集煤气柜活塞扭转的图像信号，并利用计算机内的机器视觉软件进行分析处理，得出煤气柜活塞的扭转量，方案简单、准确度高、方法先进、安全可靠、经济实用；真正实现了高精度智能在线测量；提高了煤气柜生产安全性和劳动效率，是具有广泛推广意义的基于机器视觉测量煤气柜活塞扭转量的方法。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术中激光发射组件的结构示意图。图3为本专利技术的机器视觉组件的结构示意图。图中：激光发射组件LSA、机器视觉组件VIA、激光发射组件LSB、机器视觉组件VIB；上外壳1、定位外壳2、万向外壳3、安装法兰4、关节轴承5、下外壳6、防护板7、激光靶盘8、靶盘安装板9、支撑杆10、视觉传感器11、传感器安装座12、下安装板13。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。参见附图1，本专利技术所公开的这种测量装置主要是利用机器视觉采集煤气柜活塞扭转的图像信号，并利用计算机内专门编制的煤气柜活塞扭转量机器视觉测量软件进行图像拟合并分析处理，得出煤气柜活塞的扭转量。本专利技术所公开的这种测量装置主要是利用机器视觉技术采集煤气柜活塞变化过程中发生扭转时指定两点的图像信号，再利用计算机内的机器视觉软件对此图像变化信号进行比对分析处理，从而得出煤气柜活塞的扭转量。计算机内的处理软件根据实际设计需要既可外购，也可进行自行编制。这种基于机器视觉的煤气柜活塞扭转量的测量装置，所述测量装置包括激光发射组件LSA、机器视觉组件VIA、激光发射组件LSB、机器视觉组件VIB、防爆电缆、计算机。激光发射组件LSA、LSB作为基准，激光发射组件LSA固定安装在煤气柜柜顶部的中央位置，激光发射组件LSB固定安装在煤气柜顶部的边缘位置。发射用的激光是防爆激光圆点发生器，即为激光头，其所投射的为超远距离的激光射线。机器视觉组件VIA、VIB作为随活塞位置变化而变化的变量，机器视觉组件VIA安装于煤气柜活塞的中央位置，机器视觉组件VIB安装于煤气柜活塞的边缘。激光发射组件LSA与机器视觉组件VIA上下对应设置，二者分别安装在煤气柜柜体的顶部和活塞上面的中心位置；激光发射组件LSB与机器视觉组件VIB上下对应设置，二者分别安装在煤气柜柜体的顶部和活塞上面的边缘位置。机器视觉组件VIA、VIB分别通过防爆电缆与设置在煤气柜外面的计算机连接。见图3，机器视觉组件上的激光靶盘8为圆形板体结构，在实际使用时，也可以选用方形板体。机器视觉组件的支撑杆10包括长支撑杆和短支撑杆，下安装板通过螺栓等连接件固定安装在煤气柜活塞的上面。长支撑杆分设于下安装板和激光靶盘之间，靶盘安装座9通过螺母装于长支撑杆的上端，激光靶盘固定装于靶盘安装板上面，多个长支撑杆沿下安装板上面圆周分布。短支撑杆安装在下安装板上面，置于长支撑板所在圆周的内圈、激光靶盘8的下方。传感器安装座12通过螺栓等连接件架装在短支撑杆上。视觉传感器11安装于所述传感器安装座12上面中央位置。视觉传感器11安装在激光靶盘8下方并对准激光靶盘8。视觉传感器11为防爆高精度图像传感器。下安装板13为固接于煤气柜活塞上表面相应位置的板体，可为方形，可为圆形，下安装板13的厚度为12mm。激光发射组件LSA与机器视觉组件VIA、激光发射组件LSB与机器视觉组件之间的垂直距离均为10m～100m。机器视觉组件VIA、VIB固定安装在煤气柜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的煤气柜活塞扭转量的测量装置，其特征在于：所述测量装置包括两套激光发射组件，分别为LSA和LSB；两套机器视觉组件，分别为VIA和VIB；以及用于数据采集和分析的计算机;所述激光发射组件LSA与机器视觉组件VIA上下对应设置，二者分别安装在煤气柜柜体的顶部和活塞上面的中心位置；所述激光发射组件LSB与机器视觉组件VIB上下对应设置，二者分别安装在煤气柜柜体的顶部和活塞上面的边缘位置；所述机器视觉组件包括激光靶盘、支撑杆、视觉传感器、传感器安装座和下安装板；激光靶盘通过支撑杆架装于煤气柜活塞上面的下安装板上，下安装板与煤气柜活塞通过连接件固定安装； 所述视觉传感器安装在所述激光靶盘下方的煤气柜活塞上面的下安装板上；镜头对准激光靶盘；所述视觉传感器通过防爆电缆与设置在煤气柜外面的计算机连接；所述计算机内安装编制的机器视觉软件。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的煤气柜活塞扭转量的测量装置，其特征在于：所述测量装置包括两套激光发射组件，分别为LSA和LSB；两套机器视觉组件，分别为VIA和VIB；以及用于数据采集和分析的计算机;所述激光发射组件LSA与机器视觉组件VIA上下对应设置，二者分别安装在煤气柜柜体的顶部和活塞上面的中心位置；所述激光发射组件LSB与机器视觉组件VIB上下对应设置，二者分别安装在煤气柜柜体的顶部和活塞上面的边缘位置；所述机器视觉组件包括激光靶盘、支撑杆、视觉传感器、传感器安装座和下安装板；激光靶盘通过支撑杆架装于煤气柜活塞上面的下安装板上，下安装板与煤气柜活塞通过连接件固定安装；所述视觉传感器安装在所述激光靶盘下方的煤气柜活塞上面的下安装板上；镜头对准激光靶盘；所述视觉传感器通过防爆电缆与设置在煤气柜外面的计算机连接；所述计算机内安装编制的机器视觉软件。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的煤气柜活塞扭转量的测量装置，其特征在于：所述激光发射组件的中心在初始位置时分别与机器视觉组件的中心上下对正。3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的煤气柜活塞扭转量的测量装置，其特征在于：所述机器视觉组件中的激光靶盘为圆形板体结构；所述支撑杆包括长支撑杆和短支撑杆；所述下安装板通过连接件固定安装在煤气柜活塞的上面；所述长支撑杆分设于所述下安装板和激光靶盘之间，且多个长支撑杆沿下安装板上面圆周分布；所述短支撑杆安装在所述下安装板上面，置于长支撑板所在圆周的内圈、激光靶盘的下方；所述传感器安装座通过连接件架装在所述短支撑杆上；所述视觉传感器安装于所述传感器安装座上面中央位置。4.根据权利要求3所述的基于机器视...

【专利技术属性】
技术研发人员：李士开，唐有生，李兆福，刘强，
申请(专利权)人：唐山市建华自动控制设备厂，
类型：发明
国别省市：河北,13