[發(fā)明專(zhuān)利]數(shù)顯式測(cè)振儀的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110207223.1
• 申請(qǐng)日: 2011-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102288278A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何聞;榮左超;李根;賈叔仕
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01H9/00
• 分類(lèi)號(hào): G01H9/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 趙芳;徐關(guān)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)顯式測(cè)振儀的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法。

技術(shù)背景

隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，對(duì)各類(lèi)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)速、承載能力、工作壽命等方面的要求越來(lái)越高，人們對(duì)振動(dòng)危害的認(rèn)識(shí)也越來(lái)越深入，因此在石油、化工、電力、冶金等工業(yè)領(lǐng)域中對(duì)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控提出了更高的要求。數(shù)顯式測(cè)振儀以其功耗低、精度高、可靠性高、測(cè)試攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)廣泛地應(yīng)用在旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控中。

按國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程(JJG?676-2000，工作測(cè)振儀)的規(guī)定，測(cè)振儀的各項(xiàng)性能指標(biāo)必須定期進(jìn)行檢測(cè)，且檢定周期一般不超過(guò)1年。傳統(tǒng)的校準(zhǔn)過(guò)程是：將測(cè)振儀安裝在標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，手動(dòng)調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)功率放大器增益旋鈕，通過(guò)讀取頻比計(jì)數(shù)器測(cè)得的激光測(cè)振儀輸出信號(hào)與信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率比來(lái)計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的實(shí)時(shí)振級(jí)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)達(dá)到設(shè)定振級(jí)后人工讀取數(shù)顯式測(cè)振儀示值，并計(jì)算出數(shù)顯式測(cè)振儀示值與實(shí)際振級(jí)之間的偏差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)顯式測(cè)振儀的校準(zhǔn)。這個(gè)校準(zhǔn)過(guò)程需要大量人工干預(yù)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，智能化程度低，校準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)需要大量人工干預(yù)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，智能化程度低，校準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種能夠完成數(shù)顯式測(cè)振儀的自動(dòng)校準(zhǔn)，勞動(dòng)強(qiáng)度低，智能化程度高，校準(zhǔn)時(shí)間短的數(shù)顯式測(cè)振儀的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法。

數(shù)顯式測(cè)振儀的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，包括輸出的正弦信號(hào)的幅值和頻率均能夠獨(dú)立且連續(xù)調(diào)節(jié)的信號(hào)發(fā)生器，與所述的信號(hào)發(fā)生器連接的功率放大器，與所述的功率放大器連接的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)，記錄數(shù)顯式測(cè)振儀示值的攝像機(jī)，測(cè)量所述的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)實(shí)際振級(jí)的激光測(cè)振儀，測(cè)量所述的激光測(cè)振儀輸出信號(hào)與所述的信號(hào)發(fā)生器輸出正弦信號(hào)頻率比的頻比計(jì)數(shù)器，以及處理器；被校準(zhǔn)的數(shù)顯式測(cè)振儀安裝于所述的標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)上。

所述的處理器分別與所述的信號(hào)發(fā)生器、所述的攝像機(jī)以及所述的頻比計(jì)數(shù)器通過(guò)計(jì)算機(jī)接口連接；所述的處理器控制所述的信號(hào)發(fā)生器輸出的頻率和幅值，所述的頻比計(jì)數(shù)器將測(cè)量的頻率比傳輸至所述的處理器，所述的處理器計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)的實(shí)時(shí)振級(jí)；所述的攝像機(jī)記錄所述的數(shù)顯式測(cè)振儀示值的圖像，所述的攝像機(jī)將圖像傳輸至所述的處理器。

進(jìn)一步，所述的處理器中設(shè)有能夠提取攝像機(jī)記錄的圖像中的數(shù)值信息的圖像識(shí)別模塊，所述的圖像識(shí)別模塊從圖像中識(shí)別數(shù)字的具體步驟如下：

(a)、讀取攝像機(jī)的視頻流，間隔預(yù)設(shè)時(shí)間獲取幀，得到圖像；

(b)、確定數(shù)字所在的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)僅包含數(shù)字，截取該區(qū)域的圖像作為后續(xù)處理的圖像；

(c)、對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，將圖像轉(zhuǎn)換為二值化圖像，并將二值化圖像中的每個(gè)數(shù)字分隔為單獨(dú)的純數(shù)字圖像，依次存儲(chǔ)純數(shù)字圖像；

(d)、依次識(shí)別純數(shù)字圖像代表的數(shù)字含義和小數(shù)點(diǎn)，并計(jì)算出數(shù)顯式測(cè)振儀示值。

進(jìn)一步，步驟(b)中，通過(guò)人機(jī)交互的方式確定數(shù)字所在的區(qū)域。

進(jìn)一步，步驟(c)中的圖像預(yù)處理包括以下步驟：

(c.1)對(duì)圖像進(jìn)行灰度化處理，獲得灰度化圖像；

(c.2)判斷灰度化圖像的寬度是否小于灰度化圖像的高度，若小于，則灰度化圖像中的數(shù)字豎直顯示，將灰度化圖像順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，使灰度化圖像中的數(shù)字水平顯示；

(c.3)對(duì)灰度化圖像進(jìn)行求補(bǔ)運(yùn)算，得到數(shù)字區(qū)域?yàn)楦吡炼蕊@示，背景區(qū)域?yàn)榈土炼蕊@示的灰度圖像；

(c.4)使用圖像形態(tài)學(xué)的開(kāi)運(yùn)算和閉運(yùn)算計(jì)算出灰度圖像的背景亮度并獲得背景圖像，用灰度圖像減去背景圖像，獲得等亮度圖像；

(c.5)計(jì)算等亮度圖像的二值化閾值，并根據(jù)這個(gè)閾值將等亮度圖像轉(zhuǎn)化成二值化圖像；

(c.6)對(duì)二值化圖像進(jìn)行糾斜，糾斜后形成的水平數(shù)字圖像中數(shù)字的橫筆畫(huà)水平顯示；

(c.7)逐列掃描水平數(shù)字圖像，將水平數(shù)字圖像分隔為多幅單個(gè)數(shù)字圖像，每幅單個(gè)數(shù)字圖像中只包含一個(gè)數(shù)字，或者只包含一個(gè)小數(shù)點(diǎn)；

(c.8)對(duì)步驟(c.7)中獲取的所有單個(gè)數(shù)字圖像進(jìn)行逐行掃描，獲取單個(gè)數(shù)字圖像中數(shù)字的上邊界和下邊界，獲取上邊界和下邊界之間的圖像數(shù)據(jù)作為純數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，保存所述的純數(shù)字圖像。

進(jìn)一步，步驟(c.7)中將水平數(shù)字圖像分隔為多幅單個(gè)數(shù)字圖像的步驟包括以下步驟：

(c.7.1)獲取水平數(shù)字圖像的最左邊一列作為當(dāng)前列；