[发明专利]一种蒸汽发生器水室环境图像采集系统

说明书

本发明属于蒸汽发生器传热管及类似换热设备的无损检测与维修技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器水室环境图像采集系统。该系统能够在传热管检查时采集蒸汽发生器内部图像，使得检修装置在运动时避免对蒸汽发生器产生碰撞，还能够通过视频图像进行精度控制，使检查装置运动精度更为准确。其特征在于：它包括环境摄像头，定位摄像头，交换机和工业计算机组成，摄像机通过网络交换机把视频信号传输给上位机，从而实现蒸汽发生器水室内部图像采集和视频图像精度控制两个功能。

技术领域

本发明属于蒸汽发生器传热管及类似换热设备的无损检测与维修技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器水室环境图像采集系统。

背景技术

为了保证核电站关键设备蒸汽发生器安全可靠运行，必须定期对其传热管进行检修。通用的做法是运用氦质谱检漏、涡流检查等手段，通过检查装置定期开展传热管在役检查，对存在超标缺陷的传热管及时采取堵管等技术手段使其退役，从而能确保核电站安全运行。核电站有高温气冷堆等核电堆型和压水堆等堆型，结构形式存在较大差异，运行环境也迥然不同，而且蒸汽发生器水室内光线少，因此定位机器人在其中作业受到的限制比较多，如高温气冷堆蒸汽发生器水室空间尺寸远远小于压水堆核电站的水室，对设备的尺寸限制大；水室内还有节流组件会对检修设备有较多限制；而且压水堆的水室是半球形结构，在管板和球面边缘的夹角空间也会对检查装置的运动会有较大影响，也产生边缘不可达现象。

发明内容

为了给蒸汽发生器传热管进行自动化检查，目前的办法是通过检查装置运载检修工具至传热管处实施作业。由于蒸汽发生器的特有结构限制、检查装置设备传动机构的精度以及检查装置装配使用过程中产生的误差无法完全消除，这就导致在实施传热管检查作业时会存在一定的定位精度问题。因此发明一种蒸汽发生器水室环境图像采集系统，该系统能够在传热管检查时采集蒸汽发生器内部图像，使得检修装置在运动时避免对蒸汽发生器产生碰撞，还能够通过视频图像进行精度控制，使检查装置运动精度更为准确。

本发明是这样实现的：

一种蒸汽发生器水室环境图像采集系统，包括环境摄像头，定位摄像头，交换机和工业计算机组成，摄像机通过网络交换机把视频信号传输给上位机，从而实现蒸汽发生器水室内部图像采集和视频图像精度控制两个功能。

水室内部图像采集通过环境摄像头采集水室内环境图像以及检修设备的整体状态，避免检查装置与蒸汽发生器内部结构如水室内壁，传热管或者节流组件等发生碰撞；视频图像精度控制则是通过定位摄像头采集图像，利用机器视觉技术计算出理论位置和实际位置的偏差，再进行软件计算补偿差值，再通过电机等运动执行机构调整，从而达到减小系统误差的目的。

如上所述的环境摄像头和定位摄像头结构包括视窗、环形光源、焦距镜头、镜头转换接头、摄像头本体；摄像头本体采用高清摄像机，灯光光源系统采用均匀分布的环形光源，光源散射在管板正下方；环境摄像头和定位摄像头具有数字变倍和光学变倍两种功能；其中，数字变倍使用图像信号采集电路，对所采集到的整幅图像中的某一个区域单独进行放大，由于这种放大的过程中使用了插值算法，会导致图像的清晰度不如未放大状态；另一个是光学变倍，即通过调整焦距镜头实现，进行光学变焦会引起摄像机视角大小和放大倍数的变化；摄像头为预留环形光源的安装空间，用镜头转换接头进行连接，环形光源和视窗通过导热硅胶与镜头转换接头上端连接。

如上所述的环境摄像头可安装在检查装置上，也可加装云台和吸盘使其吸附在蒸汽发生器水室内壁上。

如上所述的核岛外的工业计算机上的主控软件能控制环境摄像头图像视野及检查装置的运动；图像数据信号经岛内机箱集成，通过网络光纤传输至岛外控制系统并显示，岛外控制系统能控制摄像头焦距镜头实现图像的缩放，满足蒸汽发生器水室全范围视频监测。

如上所述的检查装置通过定位摄像头实现运动精度的控制，检查装置开始正式检测之前，应首先对检查装置进行原点坐标的标定，以保证检查装置后续检测工作的精确度，原点坐标的标定可通过环境摄像头确认。