核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于核電站安全殼壁上形成的水膜覆蓋率的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]安全殼表面的冷卻系統(tǒng)是保證核電站安全運(yùn)行的關(guān)鍵部件，日本福島核電泄露事件就是因?yàn)榘踩珰け砻娴睦鋮s系統(tǒng)被破壞停止工作而造成的。在核電站運(yùn)行過程中，需要檢測(cè)冷卻水在安全殼壁上形成的水膜覆蓋率能否達(dá)到要求。在運(yùn)行過程中，需采取有效手段記錄充分完整的水膜覆蓋率數(shù)據(jù)，以確保安全殼上有足夠的冷卻水，以保證核電站的安全運(yùn)行。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本實(shí)用新型的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括多套圖像采集系統(tǒng)，多套圖像采集系統(tǒng)之間連接有同步觸發(fā)器，所述圖像采集系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接，所述計(jì)算機(jī)設(shè)有圖像處理系統(tǒng)。
[0006]由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置，由于把整個(gè)核電站安全殼被測(cè)區(qū)域分為若干區(qū)域，每個(gè)被測(cè)區(qū)域的圖像分別由一套圖像采集系統(tǒng)獲取，多個(gè)圖像采集系統(tǒng)同步、實(shí)時(shí)地將視覺傳感器輸出的數(shù)字圖像信號(hào)直接傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)；圖像處理系統(tǒng)對(duì)圖像采集系統(tǒng)獲取的圖像進(jìn)行算法處理，計(jì)算并輸出最終的結(jié)果(水膜覆蓋率)，可應(yīng)用于核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率的測(cè)量，具有高精度、非接觸特性。本實(shí)用新型控制方便、測(cè)量速度快、空間大、精度高，具有廣闊的應(yīng)用前景，在工業(yè)上有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0008]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置的應(yīng)用狀態(tài)不意圖。
[0009]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)方法的流程示意。
[0010]圖中:
[0011]1、冷卻水膜，2、工業(yè)定焦鏡頭，3、面陣(XD相機(jī)，4、可調(diào)支架，5、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線，6、計(jì)算機(jī)，7、同步觸發(fā)器。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0013]本實(shí)用新型的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0014]包括多套圖像采集系統(tǒng)，多套圖像采集系統(tǒng)之間連接有同步觸發(fā)器，所述圖像采集系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接，所述計(jì)算機(jī)設(shè)有圖像處理系統(tǒng)。
[0015]所述圖像采集系統(tǒng)設(shè)有視覺傳感器，所述視覺傳感器包括數(shù)字相機(jī)，所述數(shù)字相機(jī)安裝在可調(diào)支架上，所述數(shù)字相機(jī)設(shè)有工業(yè)定焦鏡頭。
[0016]所述數(shù)字相機(jī)為面陣(XD相機(jī)；
[0017]多套圖像采集系統(tǒng)共同連接一臺(tái)計(jì)算機(jī)，或每套圖像采集系統(tǒng)單獨(dú)連接一臺(tái)計(jì)算機(jī)。
[0018]所述圖像處理系統(tǒng)集成于所述計(jì)算機(jī)中或設(shè)于遠(yuǎn)程連接的數(shù)據(jù)處理中心。
[0019]所述同步觸發(fā)器為單獨(dú)設(shè)置的同步觸發(fā)裝置或集成于所述計(jì)算機(jī)中的同步觸發(fā)豐旲塊。
[0020]本實(shí)用新型的上述的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)的方法，包括:
[0021]把整個(gè)核電站安全殼被測(cè)區(qū)域分為若干區(qū)域，每個(gè)被測(cè)區(qū)域的圖像分別由一套圖像采集系統(tǒng)獲取，每套圖像采集系統(tǒng)分別記錄對(duì)應(yīng)區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)；
[0022]多套圖像采集系統(tǒng)同步采集多個(gè)區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)，并由圖像處理系統(tǒng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理，計(jì)算并輸出最終的結(jié)果；
[0023]所述圖像處理系統(tǒng)基于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)并結(jié)合圖像分割的檢測(cè)算法，分別計(jì)算單個(gè)區(qū)域冷卻水膜的覆蓋率，再合成位為最終的總體覆蓋率。
[0024]所述圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行算法處理包括步驟:
[0025]首先，制作圖像截取模板，針對(duì)每幀圖像，截取圖像有效區(qū)域，去除無關(guān)背景及支架設(shè)施遮擋部分，同時(shí)進(jìn)行圖像中值濾波，去除噪聲；
[0026]將每次拍攝時(shí)的第一幀圖像P1當(dāng)作背景圖像，利用運(yùn)動(dòng)檢測(cè)背景減除原理，用第一幀圖像P1與當(dāng)前幀圖像Pi相減得到差值圖像Pdi ;
[0027]然后，進(jìn)行圖像二值化處理，根據(jù)差值圖像Pdi的直方圖，并通過中值濾波去除所述直方圖中的雜散點(diǎn)，將所述直方圖中有冷卻水膜的區(qū)域用1表示，無冷卻水膜的區(qū)域用0表示，由有冷卻水膜區(qū)域的面積計(jì)算水膜的覆蓋率。
[0028]本實(shí)用新型的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置，把整個(gè)核電站安全殼被測(cè)區(qū)域分為若干區(qū)域，利用多個(gè)視覺傳感器實(shí)時(shí)地拍攝安全殼表面圖像，圖像采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)地將視覺傳感器輸出的數(shù)字圖像信號(hào)直接傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)；圖像處理系統(tǒng)對(duì)圖像采集系統(tǒng)獲取的圖像進(jìn)行算法處理，計(jì)算并輸出最終的結(jié)果(水膜覆蓋率)，可應(yīng)用于核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率的測(cè)量，具有高精度、非接觸特性。本實(shí)用新型控制方便、測(cè)量速度快、空間大、精度高，具有廣闊的應(yīng)用前景，在工業(yè)上有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
[0029]具體實(shí)施例:
[0030]如圖1所示，檢測(cè)裝置主要包括圖像采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和圖像處理系統(tǒng)，圖像采集系統(tǒng)設(shè)有視覺傳感器，視覺傳感器采用數(shù)字相機(jī)，圖像采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)地將數(shù)字相機(jī)輸出的數(shù)字圖像信號(hào)直接傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)；圖像處理系統(tǒng)對(duì)圖像采集系統(tǒng)獲取的圖像進(jìn)行算法處理，計(jì)算并輸出最終的結(jié)果(水膜覆蓋率)。圖像處理系統(tǒng)可以集成于本計(jì)算機(jī)之中或連接到遠(yuǎn)程處理中心。
[0031]如圖2所示，是進(jìn)行冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置的模型示意圖。由于核電站安全殼表面的有效區(qū)域比較大、安全殼的環(huán)形外殼特點(diǎn)，單個(gè)相機(jī)無法獲得安全殼上整個(gè)安全殼被測(cè)區(qū)域內(nèi)的水膜信息，所以檢測(cè)裝置把整個(gè)安全殼被測(cè)區(qū)域分為若干區(qū)域。每個(gè)被測(cè)區(qū)域的圖像由一套圖像采集系統(tǒng)獲取，每套圖像采集系統(tǒng)分別記錄對(duì)應(yīng)區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)。每套圖像采集系統(tǒng)的視覺傳感器(數(shù)字相機(jī))包括一個(gè)工業(yè)鏡頭、一臺(tái)相機(jī)及安裝相機(jī)的支架。
[0032]由于將系統(tǒng)整體劃分為若干區(qū)域、同時(shí)進(jìn)行拍攝，相機(jī)拍攝的同步性尤為重要。每臺(tái)相機(jī)的圖像采集可以分別由一臺(tái)計(jì)算機(jī)獨(dú)立完成，也可以多臺(tái)相機(jī)的圖像采集由一臺(tái)性能更高的計(jì)算機(jī)統(tǒng)一完成，為保證相機(jī)采集的圖像數(shù)據(jù)的同步性，采用同步觸發(fā)器進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集。每個(gè)相機(jī)檢測(cè)各自被測(cè)區(qū)域，分別獲取被測(cè)區(qū)域圖像安全殼上的冷卻水膜圖像、分別計(jì)算單個(gè)區(qū)域冷卻水膜的覆蓋率，再合成位為最終的總體覆蓋率。
[0033]冷卻水膜檢測(cè)具有冷卻水膜形態(tài)及分布情況復(fù)雜多變、易受到光照及圖像亮度均勻性的影響、圖像尺寸大而且數(shù)量多、冷卻水膜信息相對(duì)較弱等特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套基于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)并結(jié)合圖像分割的檢測(cè)算法，圖像處理系統(tǒng)根據(jù)該算法對(duì)圖像進(jìn)行處理。
[0034]如圖3所示，算法的主要流程描述如下:
[0035]制作圖像截取模板。針對(duì)每幀圖像，截取圖像有效區(qū)域，去除無關(guān)背景及支架等設(shè)施遮擋部分；
[0036]圖像中值濾波，去除噪聲；
[0037]將每次拍攝時(shí)的第一幀圖像P1當(dāng)作背景圖像，利用運(yùn)動(dòng)檢測(cè)背景減除原理，用第一幀圖像P1與當(dāng)前幀圖像Pi相減得到差值圖像Pdi ;
[0038]圖像二值化。根據(jù)差值圖像Pdi的直方圖，二值化以后的圖像Presult，有冷卻水膜的區(qū)域用1表示(白色區(qū)域)，無冷卻水膜的區(qū)域用0(黑色區(qū)域)表示；
[0039]中值濾波去除二值化圖像中的雜散點(diǎn)；
[0040]由有冷卻水膜區(qū)域的面積計(jì)算水膜的覆蓋率。
[0041]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，包括多套圖像采集系統(tǒng)，多套圖像采集系統(tǒng)之間連接有同步觸發(fā)器，所述圖像采集系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接，所述計(jì)算機(jī)設(shè)有圖像處理系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述圖像采集系統(tǒng)設(shè)有視覺傳感器，所述視覺傳感器包括數(shù)字相機(jī)，所述數(shù)字相機(jī)安裝在可調(diào)支架上，所述數(shù)字相機(jī)設(shè)有工業(yè)定焦鏡頭。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)字相機(jī)為面陣CCD相機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，多套圖像采集系統(tǒng)共同連接一臺(tái)計(jì)算機(jī)，或每套圖像采集系統(tǒng)單獨(dú)連接一臺(tái)計(jì)算機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述圖像處理系統(tǒng)集成于所述計(jì)算機(jī)中或設(shè)于遠(yuǎn)程連接的數(shù)據(jù)處理中心。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述同步觸發(fā)器為單獨(dú)設(shè)置的同步觸發(fā)裝置或集成于所述計(jì)算機(jī)中的同步觸發(fā)模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括多套圖像采集系統(tǒng)，多套圖像采集系統(tǒng)之間連接有同步觸發(fā)器，圖像采集系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)設(shè)有圖像處理系統(tǒng)。把整個(gè)核電站安全殼被測(cè)區(qū)域分為若干區(qū)域，每個(gè)被測(cè)區(qū)域的圖像分別由一套圖像采集系統(tǒng)獲取，多個(gè)圖像采集系統(tǒng)同步、實(shí)時(shí)地將視覺傳感器輸出的數(shù)字圖像信號(hào)直接傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)；圖像處理系統(tǒng)對(duì)圖像采集系統(tǒng)獲取的圖像進(jìn)行算法處理，計(jì)算并輸出最終的結(jié)果(水膜覆蓋率)，可應(yīng)用于核電站安全殼表面的冷卻水膜覆蓋率的測(cè)量，具有高精度、非接觸特性，控制方便、測(cè)量速度快、空間大、精度高。
【IPC分類】G21C17/022, G21C17/007
【公開號(hào)】CN205069138
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520350657
【發(fā)明人】李為民, 李曉峰, 李艷
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月26日