基于机器视觉的煤气柜运行参数监测系统的制作方法

本实用新型属于工业测量技术领域，涉及一种煤气柜监测装置，具体涉及一种基于机器视觉的、在线监测煤气柜运行参数的系统。

背景技术：

煤气柜是工业企业重要的生产设施之一，在日常生产、生活有着极其重要的作用。目前煤气柜运行参数的综合监测装置逐渐投入使用。但全部参数的测量均采用机器视觉技术的监测装置目前还没有。

中国专利“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（申请号201810515875.3）”为申请人在先申请的基于机器视觉的监测装置，但是该装置只能实现煤气柜活塞扭转量的监测和测量，功能单一，不能满足目前对于煤气柜活塞其余运行参数的在线实时监测，不能被广大用户接纳采用。

技术实现要素：

本实用新型意在提供一种基于机器视觉、在线监测煤气柜各种运行参数的系统，以解决现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，采用以下技术方案：一种基于机器视觉的煤气柜运行参数监测系统，该系统与煤气柜配合使用，煤气柜的柜体内部安装有活塞，所述监测系统包括设置于柜体外部的控制器和设置于柜体内部的监测机构，控制器与监测机构通过通讯电缆连接；

所述监测机构包括机器视觉组件、激光发射组件；

多组机器视觉组件均匀设置于所述活塞的上表面，包括置于活塞中央位置的中心机器视觉组件和置于其外围圆周上的倾斜机器视觉组件和扭转机器视觉组件；

多组激光发射组件均匀设置于所述柜体顶部下表面，包括置于柜体顶部中央位置的中心激光发射组件和置于其外围圆周上的倾斜激光发射组件和扭转激光发射组件；

控制器内配备有相连的数据校准模组、漂移量及扭转量监测模组、机器视觉通讯模组、倾斜量与柜容检测模组、监测主模组和控制输出模组；

所述的各机器视觉组件分别通过通讯电缆与所述的机器视觉通讯模组连接；

所述的各激光发射组件与所述的控制器的电源端子连接。

多个机器视觉组件和多个激光发射组件分别于活塞上表面和柜体顶部下表面均匀布置，且布置形式相同，相对的组件上下一一对应。

中心激光发射组件和中心机器视觉组件上下对应，用于测量煤气柜的柜位、柜容和柜速以及漂移量；

中心激光发射组件固定在煤气柜柜体顶部中心的安装孔或检修平台的中心上，中心机器视觉组件固定在煤气柜活塞上表面中心；

中心激光发射组件与中心机器视觉组件中心对正。

倾斜激光发射组件沿圆周方向均匀设置于中心激光发射组件的外围；倾斜机器视觉组件沿圆周方向均匀设置于中心机械视觉组件的外围；倾斜激光发射组件和倾斜机器视觉组件的中心上下对正。

所述的倾斜激光发射组件和倾斜机器视觉组件上下一一对应，构成用于倾斜偏移量测量组；每个监测系统中包括上述测量组4-8组。

扭转激光发射组件安装在煤气柜上部安装孔上，位于倾斜激光发射组件所在圆周上，且于两相邻倾斜激光发射组件之间；扭转机器视觉组件安装在煤气柜活塞上表面，位于倾斜机器视觉组件所在圆周上，且于两相邻机器视觉组件之间；扭转激光发射组件与扭转机器视觉组件中心上下对正。

柜位测量由中心激光发射组件与中心机器视觉组件完成；

煤气柜活塞的倾斜偏移量及倾斜方位的测量由倾斜激光发射组件及倾斜机器视觉组件完成；

煤气柜活塞的漂移量及漂移方位的测量由中心激光发射组件与中心机器视觉组件完成；

煤气柜活塞的扭转量及扭转方向的测量由中心激光发射组件、扭转激光发射组件与中心机器视觉组件、扭转机器视觉组件完成。

控制器的监测主模组显示出煤气柜运行参数的综合实时测量值；

数据校准模组通过传感器通信模组与各机器视觉组件相联，用于完成数据的采集工作；

控制器的控制输出模组用于输出各类控制信号。

与现有技术相比，本实用新型所公开的这种监测系统针对煤气柜内活塞的变量监测依附于机器视觉技术，采用集中管理、分别测量的模式，实现对煤气柜内各个参数在线实时监测，所有的测量方式均为非接触测量，没有机械可动部件；技术方案简单且成本低、实时性强、技术先进、安全可靠，克服了其它测量方式的弊端，一套监测系统实现各种运行参数的监测和测量，省时省力，可控性强，填补了机器视觉技术测量煤气柜综合运行参数技术的空白。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型中各组件与控制器连接关系框图。

图3为本实用新型中控制器中各模组之间的连接关系框图。

图中：煤气柜柜体1，活塞2，控制器3，通讯电缆4；

L1中心激光发射组件、L2倾斜激光发射组件、L3倾斜激光发射组件、L4倾斜激光发射组件、L5倾斜激光发射组件、L6扭转激光发射组件；M1中心机器视觉组件、M2倾斜机器视觉组件、M3倾斜机器视觉组件、M4倾斜机器视觉组件、M5倾斜机器视觉组件、M6扭转机器视觉组件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

参见附图，本实用新型所公开的这种基于机器视觉的煤气柜运行参数监测系统，该系统与煤气柜配合使用，煤气柜的柜体1内部安装有活塞2，所述检测系统包括设置于柜体外部的控制器3和设置于柜体内部的监测机构。监测机构包括机器视觉组件、激光发射组件。控制器与监测机构通过通讯电缆4连接。

机器视觉组件包括M1中心机器视觉组件、M2倾斜机器视觉组件、M3倾斜机器视觉组件、M4倾斜机器视觉组件、M5倾斜机器视觉组件、M6扭转机器视觉组件；

激光发射组件包括L1中心激光发射组件、L2倾斜激光发射组件、L3倾斜激光发射组件、L4倾斜激光发射组件、L5倾斜激光发射组件、L6扭转激光发射组件。

多组机器视觉组件均匀设置于所述活塞的上表面，包括置于活塞中央位置的中心机器视觉组件和置于其外围圆周上的倾斜机器视觉组件和扭转机器视觉组件；多组激光发射组件均匀设置于所述柜体顶部下表面，包括置于柜体顶部中央位置的中心激光发射组件和置于其外围圆周上的倾斜激光发射组件和扭转激光发射组件。

机器视觉组件及激光发射组件均通过通讯电缆与控制器连接。本实施例中，所述的机器视觉组件通过通讯电缆与控制器通讯模组连接。

多个机器视觉组件和多个激光发射组件分别于活塞上表面和柜体顶部下表面均匀布置，且布置形式相同，相对的组件上下一一对应。

倾斜激光发射组件和倾斜机器视觉组件上下一一对应，构成用于倾斜偏移量测量组；每个监测系统中包括上述测量组4-8组，本实施例中，测量组的数量为四组，分别设置于过中心的十字交叉线上。

中心激光发射组件和中心机器视觉组件上下对应，用于测量煤气柜的柜位、柜容和柜速；中心激光发射组件固定在煤气柜柜体顶部中心的安装孔或检修平台的中心上，中心机器视觉组件固定在煤气柜活塞上表面中心；中心激光发射组件与中心机器视觉组件中心对正。

倾斜激光发射组件沿圆周方向均匀设置于中心激光发射组件的外围；倾斜机器视觉组件沿圆周方向均匀设置于中心机械视觉组件的外围；倾斜激光发射组件和倾斜机器视觉组件的中心上下对正。

扭转激光发射组件安装在煤气柜上部安装孔上，位于倾斜激光发射组件所在圆周上，且于两相邻倾斜激光发射组件之间；扭转机器视觉组件安装在煤气柜活塞上表面，位于倾斜机器视觉组件所在圆周上，且于两相邻机器视觉组件之间；扭转激光发射组件与扭转机器视觉组件中心上下对正。

控制器内配备有相连的数据校准模组、漂移量及扭转量监测模组、机器视觉通讯模组、倾斜量与柜容检测模组、监测主模组和控制输出模组；各机器视觉组件分别通过通讯电缆与所述的机器视觉通讯模组连接；各激光发射组件分别通过控制电缆与控制器内电源端子连接，实现供电。

柜位测量由中心激光发射组件L1与中心机器视觉组件M1完成，通过通讯电缆连接到控制器通讯模组。煤气柜活塞的倾斜偏移量及倾斜方位由倾斜激光发射组件L2、L3、L4、L5及倾斜机器视觉组件M2、M3、M4、M5测量。倾斜机器视觉组件通过通讯电缆连接到控制器的传感器通讯模组。煤气柜活塞的漂移量及漂移方位由中心激光发射组件L1与中心机器视觉组件M1测量。中心机器视觉组件M1通过通讯电缆连接到控制器的传感器通讯模组。煤气柜活塞的扭转量及扭转方向由中心激光发射组件L1、扭转激光发射组件L6与中心机器视觉组件M1、扭转机器视觉组件M6测量。中心机器视觉组件M1、扭转机器视觉组件M6通过通讯电缆连接到控制器的传感器通讯模组。

控制器的监测主模组显示出煤气柜运行参数的综合实时测量值；数据校准模组通过传感器通信模组与各机器视觉组件相联，用于完成数据的采集工作；控制器的控制输出模组用于输出各类控制信号。