一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统，涉及冷冻、冷藏技术及测量【技术领域】。在翅片式管式蒸发器的前方设置采样摄像头，采样摄像头垂直于翅片式管式蒸发器，采样摄像头通过图像采集卡与图像处理计算机相连接。采样摄像头实时拍摄翅片式管式蒸发器表面的结霜情况，并将采集的翅片式管式蒸发器图像传输至图像处理计算机处理。通过图像处理技术和换热管物理尺寸对翅片式管式蒸发器图像像素的物理尺寸进行标定；在测量过程中，每隔设定的时间△t采样摄像头采集翅片式管式蒸发器图像一次，通过图像处理技术计算霜层沿霜层增长方向的像素的行列数N，同像素标定的物理尺寸计算出翅片式管式蒸发器表面的结霜厚度。
【专利说明】一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及本实用新型涉及冷冻、冷藏【技术领域】，尤其涉及一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统。
【背景技术】
[0002]翅片式管式蒸发器结霜是制冷设备、热泵工程及冷冻冷藏领域中常见的现象之一。由于霜的生成与增长，加大了翅片式管式蒸发器表面与空气间的传热热阻，增加了空气通过翅片式管式蒸发器的流动阻力，使通过翅片式管式蒸发器的空气流量下降，导致机组室外蒸发器从空气的吸热量降低，使机组的工作状况恶化，以致不能正常工作。霜层厚度是判断蒸发器结霜程度的一个重要参数。
[0003]目前国内外对蒸发器霜层厚度的检测技术主要有:
[0004]直接测量方法:使用千分尺等测量工具直接测量霜层厚度，对霜层的表面会产生物理破坏，测量精度取决于测量工具，不适用于实时在线测量。
[0005]激光测厚技术:以激光为光源的板带厚度测量技术。直接测量激光束往返于泓线两端的传播时间，根据光速值求出距离，即厚度。由于霜层的多孔物质特性以及翅片管式蒸发器的复杂结构，很难获取较高的精度。
[0006]探针法:通过探针的电阻率的变化，计算出霜层厚度。计算精度较高，不适用于实时在线测量。
[0007]在实际机组运行过程中，对翅片式管式蒸发器的结霜程度的判断基本上是通过温度采样或者压力采样进行间接判断，没有直接测量霜层厚度的在线测试设备。
[0008]现有的翅片式管式蒸发器霜层厚度测量技术虽然很多，但均难以解决霜层厚度的实时在线测量、测量精度以及测量的可操作性。
实用新型内容
[0009]本实用新型针对以上问题的提出，而研制的一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统，用于检测制冷设备的翅片管式蒸发器霜层的厚度，具有:
[0010]固定在待测翅片式管式蒸发器一侧，获取所述翅片式管式蒸发器外径尺寸变化数据的图像采集单元；
[0011]固定在所述翅片式管式蒸发器与所述图像采集单元相对一侧，测量所述翅片式管式蒸发器原始外径尺寸的测量装置以及
[0012]与所述图像采集单元电连接，实时接收所述图像采集单元上传的图像信号安装图像处理软件的图像处理计算机；
[0013]所述图像采集单元具有:至少一个与所述待测翅片式管式蒸发器垂直固定的摄像头和与该摄像头连接的视频采集卡。
[0014]所述摄像头为(XD、CMOS或显微摄像头。
[0015]所述测量装置为千分尺、游标卡尺或激光测量设备。[0016]所述摄像头采样的图像分辨率至少为640 X 320，放大倍数至少为3倍。
[0017]所述图像采集单元具有第二摄像头，与所述摄像头处于同一平面，与所述摄像头
呈 90°。
[0018]由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统，通过一种简单的结构实现了如下优点:
[0019]1.利用图像处理技术对翅片式管式蒸发器的结霜面实时进行测量，通过翅片表面霜层沿霜层增长方向的像素值的行列数计算霜层的厚度。能够实时、准确的监测翅片式管式蒸发器表面的结霜情况。
[0020]2.准确的霜层厚度测量，可以得出准确的霜密度，从而更好地进行霜层换热研究。
[0021]3.结合机组的除霜控制，提高除霜的准确性，节约能源。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了更清楚的说明本实用新型的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，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。
[0023]图1为本实用新型一种基于图像处理技术的霜层厚度测量装置应用于翅片式管式蒸发器的安装示意图；
[0024]图2为本实用新型一种基于图像处理技术的霜层厚度测量装置的检测原理流程图
【具体实施方式】
[0025]为使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述:
[0026]如图1所示，一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统，该测量系统包括图像采集卡1、采样摄像头2和图像处理计算机3。采样摄像头2通过图像采集卡I与图样处理计算机3相连接。图像采样装置的采样摄像头2设置于翅片式管式蒸发器的前方并垂直于翅片式管式蒸发器，采样摄像头2可以为CCD摄像机或CMOS摄像机或显微摄像装置。图像采集卡I将采样摄像头2采集的图像传输至图像处理计算机3。为了不影响机组的运行，采样摄像头的安装以不实质影响翅片式管式蒸发器的空气流动为准。同时要求采样图像的分辨率在640 X 320以上，采样的时间间隔At通过使用者设定。
[0027]结合图2，本实用新型的基于图像处理技术的霜层厚度测量装置，包括以下步骤:
[0028]I)在翅片式管式蒸发器开始运行前，使用者通过图像处理计算机3端设定采样的时间间隔At ;使用测量工具测量采样摄像头2拍摄区域内翅片式管式蒸发器换热管的外径测量值DO (X,Y)0 DO数值作为图像像素物理尺寸标定值，其精确程度会直接影响到霜层厚度的计算值。
[0029]2)在翅片式管式蒸发器运转的同时，采样摄像头2采集换热器图像一次，并将图像通过图像采集卡I传输至图像处理计算机3，图像处理计算机3对接收到的图像进行滤波、锐化、图像边缘检测处理，消除采样图像的噪音干扰。[0030]采样图像实际上是一组二维数据阵。每个像素点的灰度值可以表示为f U，y)。x，y分别为像素点在二维数据阵的空间坐标。G={0，1，2，3，…，255}，是图像的灰度集，即f(X，y)为空间点(X，y)的像素灰度值。以P为阈值的二值化处理方法为:
【权利要求】
1.一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统，用于检测制冷设备的翅片管式蒸发器霜层的厚度，具有: 固定在待测管式蒸发器一侧，获取所述蒸发器外径尺寸变化数据的图像采集单元； 固定在所述蒸发器与所述图像采集单元相对一侧，测量所述管式蒸发器原始外径尺寸的测量装置以及 与所述图像采集单元电连接，实时接收所述图像采集单元上传的图像信号的计算机； 所述图像采集单元具有:至少一个与所述待测管式蒸发器垂直固定的摄像头和与该摄像头连接的视频采集卡。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统，其特征还在于:所述摄像头为(XD、CMOS或显微摄像头。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统，其特征还在于:所述测量装置为千分尺、游标卡尺或激光测量设备。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统，其特征还在于:所述摄像头采样的图像分辨率至少为640X320，放大倍数至少为3倍。
5.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的霜层厚度测量系统，其特征还在于:所述图像采集单元具有第二摄像头，与所述摄像头处于同一平面，与所述摄像头呈90。。
【文档编号】G01B11/06GK203704875SQ201320233122
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年5月2日 优先权日:2013年5月2日
【发明者】秦海杰, 朱卫英 申请人:大连三洋压缩机有限公司