[發明專利]一種計算脈沖TIG焊接軸對稱等離子體電弧溫度的方法

有效

• 申請號: 201811119604.2
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109374152B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 楊明軒;劉恒;齊鉑金
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01K11/00
• 分類號: G01K11/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

1.一種計算脈沖TIG焊接軸對稱等離子體電弧溫度的方法，其特征在于，包括：

S1：基于窄帶濾光片以及相機內部的RGB濾光片的通過率曲線，將采集到的電弧等離子體的RGB圖像數據矩陣A進行灰度化處理，得到灰度圖像數據矩陣B；

S2：根據限定旋轉角度誤差，對灰度圖像數據矩陣B進行圖像旋轉糾正，得到圖像數據矩陣C；

S3：基于閾值1、閾值2和閾值3來劃定圖像數據矩陣C的上限、下限和左右邊界，得到選取電弧區域圖像數據矩陣D；

S4：對電弧區域圖像數據矩陣D進行高斯保邊濾波，得到濾波后圖像數據矩陣E；

S5：對濾波后的圖像數據矩陣E的灰度數據進行等比放大，得到放大后的圖像數據矩陣F，并記錄等比放大倍數M；

S6：基于等比放大倍數M和放大后的圖像數據矩陣F進行相對發射系數處理，得到相對發射系數矩陣G；

S7：導入發射系數與溫度的關系數據，將相對發射系數矩陣G經過轉換溫度數據處理，得到溫度數據矩陣H，基于溫度數據矩陣H，生成相對應的溫度云圖。

2.根據權利要求1所述的一種計算脈沖TIG焊接軸對稱等離子體電弧溫度的方法，其特征在于，步驟S1中，灰度化處理的步驟具體包括：

S11：將相機內部的RGB濾光片的通過率曲線分別與窄帶濾光片的通過率曲線進行疊加，得到R濾光片與窄帶濾光片的通過率曲線r-t，G濾光片與窄帶濾光片的通過率曲線g-t和B濾光片與窄帶濾光片的通過率曲線b-t；

S12：基于通過率曲線r-t、g-t和b-t分別計算所需波段的積分值在整個波段積分值的占比rp、gp和bp，并確定最佳疊加組合；

S13：基于最佳疊加組合，對RGB圖像數據矩陣A進行灰度化處理，得到灰度圖像數據矩陣B。

3.根據權利要求1所述的一種計算脈沖TIG焊接軸對稱等離子體電弧溫度的方法，其特征在于，步驟S2中，圖像旋轉糾正的步驟具體包括：

S21：基于閾值1’、閾值2’和閾值3’來劃定圖像數據矩陣B的上限、下限和左右邊界，得到選取電弧區域圖像數據矩陣C’；

S22：對圖像數據矩陣C’進行高斯保邊濾波，得到濾波后的圖像數據矩陣D’；

S23:圖像數據矩陣D’的灰度數據進行等比放大，得到灰度值放大后的圖像數據矩陣E’；

S24：利用自定義尋軸方式來確定圖像數據矩陣E’中所有行數據的軸線位置向量Y1，行所在行數位置向量X1；

S25：利用最小二乘法將向量X1和Y1擬合為一條直線，則軸線偏轉角度θ＝arctan(k)，其中k為直線的斜率；

S26：判斷軸線偏轉角的絕對值是否小于所要求的軸線偏轉角度誤差值，如果是，則將圖像數據矩陣B旋轉，得到圖像數據矩陣C；如果否，則執行步驟S27、S28、S24和S25，直至軸線偏轉角的絕對值小于所要求的軸線偏轉角度誤差值，將圖像數據矩陣B旋轉；

S27：確定圖像數據矩陣E’旋轉糾正的角度，之后進行插值處理；

S28：插值之后，重新選取有效電弧區域，有效電弧區域的行數上限為[bsin(|θ|)]+1，行數下限為a-([bsin(|θ|)]+1)，其中，a、b分別為圖像數據矩陣E’的行數和列數，[]為取整符號。