[发明专利]一种基于视觉信息处理的叶片故障诊断试验装置

说明书

本发明公开了一种基于视觉信息处理的叶片故障诊断试验装置，由试验台架、运动组件、旋转叶片、信息采集系统、固定台和计算机组成；试验台架通过底板与固定台固连。信息采集系统位于试验台架相对的一端，息采集系统通过支架沿固定台轴向可滑动调节；轴承架位于试验台架内侧通过螺栓和底板固定连接。息采集系统通过高速摄像机作为视觉信号采集部件并获取视觉信息。高速摄像机拍摄旋转叶片转动状态下的图片，并将图片传输到计算机中进行故障诊断分析。伺服电机带动转动轴转动，转动轴通过叶片紧固件带动叶片旋转运动，其可模拟旋转叶片不同的工作状态。试验装置结构简单，加工精度高，为旋转叶片的故障诊断提供可靠的试验平台。

技术领域

本发明涉及视觉信息处理应用与故障诊断技术，具体地说，涉及应用视觉信息处理技术对旋转状态下的叶片进行故障诊断，对叶片表面状态的实时监测及故障信息的诊断和预测。

背景技术

随着现代工业技术发展，现代设备的结构越来越复杂，面临工况多变，对产品安全性和可靠性提出更高要求，因此故障诊断技术成为了保证现代化设备安全可靠运行的一种重要手段。故障诊断技术主要是判断故障的性质、类别、程度、原因、部位和后果以及对故障处理方法提出指导性意见。

叶片作为很多现代工业设备的关键性部件，对其安全状况进行实时监测极为必要，旋转状态下的叶片面临的工况比较复杂，因为离心力诸多原因而产生的裂纹和疲劳损伤等危险因素，其对设备的正常运行会造成极大的威胁，因此使用故障诊断技术对旋转状态下的叶片进行故障诊断就显得尤为必要。

视觉信息处理是对通过计算机视觉获取的图像信息和视频信息进行分析和处理，来获取所需要的特征信息，在工程科学领域有着很好的应用前景。如何将视觉信息处理技术与故障诊断相结合，是近年来的研究热点课题。

目前研究主要是集中在人工对叶片进行故障诊断和对静止的叶片进行故障诊断，但是针对叶片旋转状态下进行实时监测的研究较少。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种基于视觉信息处理的叶片故障诊断试验装置；该装置可设定不同转速的旋转运动，模拟叶片在不同转速下的工作环境，通过高速摄像机来拍摄叶片在旋转状况下的图片，根据高速摄像机获取的图片，使用视觉信息处理技术对叶片进行故障诊断。该试验装置结构简单、操作方便，可精确控制其旋转速度，模拟叶片实际工作环境。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括试验台架、运动组件、旋转叶片、信息采集系统、底板、固定台、计算机和导线；所述试验台架位于固定台上，并通过底板与固定台固连；信息采集系统位于固定台上试验台架相对的一端，息采集系统通过支架沿固定台轴向可滑动调节，轴承架位于试验台架内侧通过螺栓和底板固定连接；

息采集系统包括高速摄像机和计算机，高速摄像机作为视觉信号采集部件，并通过该摄像机获取视觉信息，高速摄像机拍摄旋转叶片转动状态下的图片，并将图片信息传输到计算机中进行故障诊断分析；

所述运动组件包括伺服电机、联轴器、转动轴和轴承架，伺服电机固定在试验台架上部，伺服电机输出轴与转动轴一端通过联轴器连接，转动轴另一端与旋转叶片通过螺栓和叶片紧固件连接，转动轴穿过轴承架上的轴承并对转动轴定位，保证旋转叶片的平稳旋转，伺服电机带动转动轴转动，转动轴通过叶片紧固件带动旋转叶片转动；其故障诊断试验方法包括以下步骤:

步骤1.选取试验所需要的旋转叶片，并按照试验要求对叶片进行预处理；选取不同形状、尺寸和材质的旋转叶片，对旋转叶片进行裂纹、凹陷预处理；

步骤2.将旋转叶片通过叶片紧固件与转动轴连接，导线需用导线固定匝带固连，试验台架与固定台固定连接；控制器接收外部指令，并输出控制信号，运动组件接收对应信号后自动启动并调节；

步骤3.打开高速摄像机，启动伺服电机；设定伺服电机运转参数，伺服电机带动转动轴转动，通过高速摄像机获取旋转叶片表面视觉信息；