[发明专利]一种基于连通域判断的压力容器气密性检测方法

说明书

本发明公开了一种基于连通域判断的压力容器气密性检测方法，包括如下步骤：步骤1:设压力容器原气压值为P₀，T时间后气压值为P₁，当P₁‑P₀≤Δ时，Δ为压差阈值，则表示未加压；当P₁‑P₀＞Δ时,则表示正在加压，气密性试验开始；步骤2：取气密性试验开始后的视频的n帧图像，n＝t*f，其中t为试验时长，f为视频帧率：记n帧图像为I₁,I₂,...,I_n，对I_i，i＝1,2,…,n进行灰度化，得到对应的灰度图G_i；步骤3：考虑到气泡的连续性，统计n帧连通图像F_j中连通域数量w_j大于k的连通图像F_j的数量Q，若Q大于阈值T，则认为存在漏气情况。本发明的有益效果是：本发明基于连通域判断，结合气泡大小，数量，动态的特性，可以准确判断压力容器是否存在漏气情况。

技术领域

本发明属于特种设备安全监检领域，具体是一种基于连通域判断对浸水法中压力容器气密性进行检测的方法。

背景技术

压力容器是存储气体或液体的一种常见设备，属于特种设备范畴。存在质量隐患的压力容器除了产品本身功能会受到影响外，严重时还会引起火灾、爆炸等危险事件，因此压力容器在生产过程中进行气密性试验是确保质量的重要环节。

国内多数压力容器生产厂家使用浸水法进行气密性检测，传统方法通过人工观察水中气泡的情况来确定压力容器的气密性，但是长时间的不间断检测易造成检测人员的眼睛疲劳影响检测精度，导致出现“漏气未检”的情况，同时压力容器生产厂家通常采用计件制，易出现工人主观少检或放弃检验的情况，存在“少检漏检”的问题。

所以利用计算机视觉技术来对水中气泡进行检测，同时，结合浸水法来对压力容器的气密性进行检测存在较高的可行性和实际意义。Johnsson F(瑞典，ChalmersUniversity ofTechnology，2004)等利用计算机视觉技术对二维流化床中气泡的大小、速率、空隙率进行研究分析。Busciglio A(意大利，University of Palermo，2009)等在研究气固两相流体中气泡行为时，结合图像处理技术，对气泡的大小、速率进行了检测。O.Zielinski(德国，University of Oldenburg，2010)等将光流法应用于水中气泡的检测，并通过实验分析了可行性。王红一(天津大学，2010)等对气液两相流场中气泡的上升过程进行了研究，使用高速摄像机拍摄了不同直径的漏气点所产生的气泡在上升过程中连续图像，通过计算机视觉技术，对气泡的参数(包括速度、加速度、半径、面积等)进行了测量。邵建斌(西安理工大学，2011)提出了一种基于形态学理论的分水岭算法，对掺气水流图像进行气泡提取，同时提出了由反色，图像灰度调整和低通滤波构成的气泡图像预处理策略。刘伟(东北电力大学，2013)基于数字图像处理技术针对水中气泡图像进行图像增强研究。通过Matlab仿真实验，比较了几种阈值分割的效果，为获取气泡形状特征提供了有效算法。吴春龙(浙江理工大学，2013)提出了一套基于PLC控制的气密性自动检测系统，并将基于光流理论的Hom-Schunck图像处理算法应用于气液两相流场中气泡的识别与跟踪，实现了对压力容器漏气点气泡的检测与识别。甘建伟(西华大学，2015)提出一种基于FPGA的气泡边缘检测图像处理系统。以FPGA为核心，采用Sobel边缘检测算法获取气泡边缘特征，并通过Matlab实验验证了可行性。

上述文献中提到的计算机视觉检测技术，对水中气泡进行了初步研究，但仍然存在许多不足：

1)多数算法的实验条件理想化，没有对环境因素的干扰进行考虑，对于外形类似气泡的杂质不能很好的排除；

2)有些算法则在计算量和时间复杂度上较高，如基于光流法的气泡识别算法，在气泡较少和速度上升较慢以及没有其他干扰的情况下，算法确实具有良好的可行性和可靠性。但在检测算法计算时间偏长，气泡较多的情况下，不可能达到实时检测的要求。