一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于溫度測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷進(jìn)步，人們對(duì)于所使用設(shè)備的質(zhì)量要求越來(lái)越高，這就促使在生產(chǎn)工藝過(guò)程中對(duì)于零部件的測(cè)試更加的嚴(yán)格，發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車等常用生活設(shè)施的重要組成部分，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試的工藝也備受關(guān)注。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度場(chǎng)的測(cè)試是指對(duì)壁面溫度與高溫燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的熱端部件的測(cè)量。發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的使用壽命的長(zhǎng)短與熱端部件溫度場(chǎng)的分布是否均勻有密切關(guān)系，因此必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度場(chǎng)進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)試。目前，國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)和修理企業(yè)測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)某些零部件的溫度場(chǎng)主要有直接接觸法和人工判讀法。直接接觸法是用熱電偶來(lái)直接測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件溫度。但用該方法測(cè)量誤差大，且只能對(duì)某些點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)溫度場(chǎng)的測(cè)量。人工判讀法是指發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)和修理企業(yè)利用示溫漆的顏色溫度特性來(lái)間接地人工判讀發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的溫度。目前大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家采用示溫漆來(lái)間接地測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)部件的溫度場(chǎng)，示溫漆是一種溫度傳感器，它能在不同的溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出不同的顏色，將其涂在發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試件表面，根據(jù)被測(cè)件表面示溫漆的顏色來(lái)判斷其溫度。用示溫漆來(lái)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的溫度場(chǎng)具有測(cè)量面積大、測(cè)溫范圍廣、使用方便、操作簡(jiǎn)單、不破壞物體表面形狀等優(yōu)點(diǎn)，因此能夠得到比較廣泛的使用，但這種方法易受環(huán)境光的影響，存在誤差大、效率低等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)。
[0004]一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于光源、測(cè)試零件、鏡頭、傳感器、圖像采集卡和處理終端；光源設(shè)置于測(cè)試零件的頂部或側(cè)邊；鏡頭與傳感器相連接；傳感器與圖像采集卡相連接；圖像采集卡與處理終端相連接；鏡頭與測(cè)試零件設(shè)置于同一水平面上。
[0005]本發(fā)明所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述光源選擇LED燈。
[0006]本發(fā)明所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器為圖像傳感器。
[0007]本發(fā)明所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傳感器為半導(dǎo)體固態(tài)圖像傳感器。
[0008]本發(fā)明所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述圖像采集卡采用PCI總線圖像采集卡。
[0009]本發(fā)明所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述圖像采集卡設(shè)置有外接的信號(hào)接口。
[0010]本發(fā)明所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述鏡頭的成像尺寸大于等于圖像傳感器的靶面尺寸。
[0011]本發(fā)明所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)圖像傳感器及圖像采集卡的利用，借助于外界光源獲取清晰的零部件溫度信息，由處理終端快速進(jìn)行數(shù)據(jù)核算處理，得出較精準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果。本發(fā)明所述的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，工作溫度、效率高、節(jié)省人工成本，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，具有極大的推廣價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0012]一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于光源、測(cè)試零件、鏡頭、傳感器、圖像采集卡和處理終端；光源設(shè)置于測(cè)試零件的頂部或側(cè)邊；鏡頭與傳感器相連接；傳感器與圖像采集卡相連接；圖像采集卡與處理終端相連接；鏡頭與測(cè)試零件設(shè)置于同一水平面上。
[0013]本發(fā)明所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，所述光源選擇LED燈，在測(cè)試系統(tǒng)過(guò)程中，光源選擇的目的是為了獲得高對(duì)比度的目標(biāo)信息和背景信息的目標(biāo)圖像，以突出感興趣的目標(biāo)特征、抑制不感興趣的背景特征，從而大大地減少目標(biāo)圖像處理的難度，提高系統(tǒng)的魯棒性和測(cè)量精度，因此光源的選擇應(yīng)該遵循對(duì)比度大、亮度適中、光源均勻、魯棒性高等原則，同時(shí)還有兼顧使用壽命、溫度影響以及價(jià)格成本、設(shè)計(jì)難度等因素。常用的光源有LED燈、齒素?zé)?、熒光燈和激光光源等，這里選擇LED燈，因?yàn)長(zhǎng)ED燈具有穩(wěn)定、節(jié)能且亮度可調(diào)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。所述傳感器為圖像傳感器。圖像傳感器是測(cè)試系統(tǒng)獲取圖像的關(guān)鍵部件，他將測(cè)試目標(biāo)光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成為數(shù)字圖像信號(hào)之后，就可以在計(jì)算機(jī)里進(jìn)行數(shù)字圖像處理了。目前圖像傳感器主要有CXD和CMOS兩種。CCD圖像傳感器是一種新型的半導(dǎo)體固態(tài)圖像傳感器，它由CCD電荷耦合器件制成，它具有集成度高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐沖擊、壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定、成像質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用。CMOS圖像傳感器是利用CMOS型光電轉(zhuǎn)換器件制成的，這種傳感器價(jià)格便宜但成像質(zhì)量不高?？紤]到測(cè)試系統(tǒng)對(duì)圖像質(zhì)量要求比較高，這里選用了 CCD圖像傳感器。本系統(tǒng)安裝多個(gè)CCD圖像傳感器，從不同角度獲得測(cè)試目標(biāo)的圖像。采用多傳感器冗余結(jié)構(gòu)，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的魯棒性。鏡頭是測(cè)試系統(tǒng)的重要組件，它把測(cè)試目標(biāo)成像在CCD圖像傳感器的光敏感面上，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)部件溫度場(chǎng)圖像的采集質(zhì)量，也直接影響到整體系統(tǒng)的性能。本測(cè)試系統(tǒng)中，本測(cè)試系統(tǒng)中鏡頭的選取遵循了以下原則:遵循分辨率高；成像尺寸應(yīng)不小于CCD圖像傳感器的靶面尺寸；根據(jù)CCD圖像傳感器與被測(cè)試目標(biāo)之間距離來(lái)選擇鏡頭的焦距。這里使用多個(gè)鏡頭，每個(gè)鏡頭對(duì)準(zhǔn)一個(gè)C⑶圖像傳感器。。光源的作用就是在昏暗的環(huán)境下或是需要單獨(dú)光線的特殊照射下提供足以實(shí)現(xiàn)圖像采集的光線；鏡頭的作用是通過(guò)自身的調(diào)節(jié)保證圖像傳感器可以采集到大小合適、清晰度高的目標(biāo)圖像；圖像傳感器是通過(guò)CCD或CMOS感光元件將圖像轉(zhuǎn)化為信號(hào)進(jìn)行采集；圖像采集卡主要是為了把圖像傳感器獲取的目標(biāo)圖像采集并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的圖像進(jìn)行圖像融合、處理和溫度識(shí)別。圖像采集卡是將CCD圖像傳感器獲得的目標(biāo)模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)，圖像采集卡帶有外接的信號(hào)接口與CCD圖像傳感器相連，圖像采集卡裝在計(jì)算機(jī)的一個(gè)總線插槽上。工作時(shí)，圖像采集卡先對(duì)CCD圖像傳感器輸出的模擬圖像信號(hào)進(jìn)行采集，然后經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換把模擬圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器里，計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的多源圖像進(jìn)行數(shù)字圖像融合和處理。目前圖像采集卡主要有PCI和PXI兩種，基于PCI總線的圖像采集卡具有工業(yè)環(huán)境下振動(dòng)、撞擊、溫度和濕度極限條件。考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)高振和高溫等，這里選擇于PCI總線的圖像采集卡。把從CXD圖像傳感器獲取的目標(biāo)圖像采集存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器里，并對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行數(shù)字融合和溫度識(shí)別處理，從而得到測(cè)試目標(biāo)溫度場(chǎng)分布情況。首先當(dāng)測(cè)試目標(biāo)接近到CCD圖像傳感器視角中心時(shí)，圖像采集卡分別向CCD圖像傳感器和照明設(shè)備發(fā)出啟動(dòng)脈沖啟動(dòng)圖像傳感器和照明設(shè)備工作，CCD圖像傳感器進(jìn)行一幀圖像的掃描和輸出；接著圖像采集卡把從CCD圖像傳感器采集過(guò)來(lái)的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)化變成數(shù)字信號(hào)；圖像采集卡將圖像信號(hào)送到圖像處理和溫度識(shí)別計(jì)算機(jī)內(nèi)，進(jìn)行圖像融合以及溫度識(shí)別等處理，最后計(jì)算機(jī)對(duì)圖像處理、分析、目標(biāo)溫度識(shí)別的結(jié)果進(jìn)行顯示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于光源、測(cè)試零件、鏡頭、傳感器、圖像采集卡和處理終端；光源設(shè)置于測(cè)試零件的頂部或側(cè)邊；鏡頭與傳感器相連接；傳感器與圖像采集卡相連接；圖像采集卡與處理終端相連接；鏡頭與測(cè)試零件設(shè)置于同一水平面上。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述光源選擇LED 燈。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器為圖像傳感器。4.如權(quán)利要求3所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傳感器為半導(dǎo)體固態(tài)圖像傳感器。5.如權(quán)利要求1所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述圖像采集卡采用PCI總線圖像采集卡。6.如權(quán)利要求5所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述圖像采集卡設(shè)置有外接的信號(hào)接口。7.如權(quán)利要求1所述的一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述鏡頭的成像尺寸大于等于圖像傳感器的靶面尺寸。
【專利摘要】一種基于傳感器的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，屬于溫度測(cè)試領(lǐng)域。其特征在于光源、測(cè)試零件、鏡頭、傳感器、圖像采集卡和處理終端；光源設(shè)置于測(cè)試零件的頂部或側(cè)邊；鏡頭與傳感器相連接；傳感器與圖像采集卡相連接；圖像采集卡與處理終端相連接；鏡頭與測(cè)試零件設(shè)置于同一水平面上。通過(guò)圖像傳感器及圖像采集卡的利用，借助于外界光源獲取清晰的零部件溫度信息，由處理終端快速進(jìn)行數(shù)據(jù)核算處理，得出較精準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果。本發(fā)明所述的溫度場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)，工作溫度、效率高、節(jié)省人工成本，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，具有極大的推廣價(jià)值。
【IPC分類】G01K11/30
【公開號(hào)】CN105606251
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410603131
【發(fā)明人】劉秋麗
【申請(qǐng)人】陜西高華知本化工科技有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2014年10月31日