基于机器视觉的气瓶内壁缺陷在线检测系统的研究

发布时间：2020-06-02 14:11

【摘要】：铝合金气瓶是铝合金无缝气瓶的主体,铝合金气瓶经过后续处理成铝合金无缝气瓶后,可在各领域用来重复充装各种稀有气体、高纯气体、标准气体、特种气体等,属工业类气瓶。由于其内壁与各气体直接接触,如果内壁缺陷较大则可能会产生严重腐蚀等影响,从而造成较大的经济损失。目前,国内外对于铝合金气瓶内壁缺陷的检测仍是人工检测,人工检测不仅效率十分低下,而且由于人眼观测长期易疲劳且受心理等因素影响,漏检误检难以避免,难以达到质量检测的要求。因此,基于机器视觉的气瓶内壁质量检测系统具有十分重要的意义。针对以上问题,本文提出了一套完整的基于机器视觉的气瓶内壁缺陷在线检测系统。本文研究的内容主要集中在以下几个方面:对铝合金气瓶内壁主要产生的的缺陷进行了简要的说明,并对主要缺陷的特点进行了分析和归纳。总结了基于机器视觉的气瓶内壁缺陷在线检测系统中的重点和难点。硬件系统中,主要设计了载物机械平台系统和成像系统,其中,载物机械平台系统用来支撑气瓶,并在后续运动程序的控制下实现规律转动,成像系统选择了合适的摄像机、镜头、光源,并设计了成像系统的支撑结构,便于固定摄像机和实现在后续运动程序中支撑结构带动摄像机、镜头、光源运动。软件系统中,主要参与编写了MFC界面,以显示缺陷图片,及检测系统中其它主要可调控因素和数据;通过界面的控制,设置和调整相关参数,载物机械平台系统实现了气瓶间歇匀速稳定的转动,成像系统匀速稳定进退,二者共同协调动作,实现实时采集图像,后续通过调用算法,可实现在线图像处理,检测和判断缺陷。算法中,运用了基于Canny算子的图像处理方法,通过图像处理软件Halcon完成了图像处理,详细介绍了铝合金气瓶内壁中凹坑、横向划痕和纵向拉伤三种缺陷的检测方法,针对三种缺陷特有的特征用Canny算子选择两种不同参数进行边缘检测,提取出包含主要缺陷的边缘部分;再根据各自的基本特征进行连接、筛选、合并等操作,判断是否符合缺陷标准来最终识别出气瓶内壁三种缺陷的类型。所提出的检测方法,经过测试,其检测一张图片平均用时不到1秒,检测一个气瓶用时根据气瓶直径和长度,用时为几分钟内不等,检测时间满足生产企业的要求,且误检漏检率较低。能实现视觉在线检测,具有一定的实际应用价值。
【图文】：

无缝气瓶,铝合金,气瓶

、复合气瓶和其它材质气瓶。气瓶一般由瓶体、底座以气瓶代替）是无缝气瓶的主体，铝合金气瓶经过后瓶后，经过一系列质量安全标准检查，确认合格后，常广泛，工业制造业、生产类行业和日常生活中，几备，具有爆炸的危险性，其承装的介质较为特殊，一有使用环境变化、使用时移动、使用时重复充装、操比其他的压力容器更为复杂和严峻。如若因为环境问气瓶就易发生爆炸或者泄漏问题，因为其里面充装气，有毒气体扩散至空气中易使人员中毒，更严重一些后果，从而带来严重的人员伤亡、不可估量的经济损题。由此可见，气瓶的质量安全和使用安全至关重要瓶的本身要符合压力容器的一般要求，然后还需要一

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图 1.2 铝合金气瓶瓶体Fig. 1.2 Aluminum alloy gas cylinder body是气瓶内壁缺陷，因为气瓶内壁要和充装的各种严重，，随着时间的推移，不仅会因为气体的重复充会产生气瓶内壁逐渐腐蚀、气体泄露、起火、爆炸以，制造后的气瓶瓶体内壁若存在严重缺陷是很分重要，必须认真确认气瓶内壁是否符合国家标准写在瓶体外身上，便于后续分们类别专门进行处理记录。的检测是人工检测，人工检测气瓶如图 1.3 所示。测长期易疲劳而受生理和心理因素影响，检查时内壁缺陷形式各样，尺寸不一，需要检测人员使光照和观测角度，用人眼来观测和测量缺陷的形状
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH49;TH878;TP391.41

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