[发明专利]一种基于图像分析的红锈在线监测装置及方法

说明书

本发明创造提供了一种基于图像分析的红锈在线监测装置及方法，包括多个采样单元，通过快速安装接口安装于管道内壁内红锈易发生位置，采集该位置的图像信息，每个采样单元包括壳体、安装在壳体内的图像采集装置、曝光装置，所述图像采集装置和曝光装置；所述壳体上还安装有与图像采集装置和曝光装置对应的可视窗口，采用在线监测方法实现对红锈增长状态的监测，本发明创造所述的基于图像分析的红锈在线监测装置及方法通过图像处理装置分析，进而指示出每个位置的红锈程度，体现出整个系统的红锈状态，用于指导系统的除锈工作，同时图样可通过人机面板进行实时显示，用于人工判断。

技术领域

本发明创造属于制药设备技术领域，尤其是涉及一种基于图像分析的红锈在线监测装置及方法。

背景技术

制药行业水系统或工艺系统(以后检测系统)通常是采用SS 316L不锈钢材质进行建造，系统在长期的运行过程中，在不锈钢管道内壁、泵腔、清洗球、换热器出口、焊接点等位置易出现不锈钢因腐蚀产生的氧化物，在不同腐蚀程度下氧化物颜色不同，统称红锈。红锈在较高运行温度、高频次消毒/灭菌、较大运行压力的系统中更易发生，是不锈钢的晶间腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀等多种腐蚀因素的结果。

红锈出现后，随着制药工艺的进行，将影响最终药品的澄清度或药品内出现可见异物，产生质量风险；降低制药设备的性能、药品产能，增加企业的生产能耗；属于FDA和EMEA等法规要求的严重不符合项。

系统内红锈程度可分为三个阶段：第一阶段称为一类红锈(迁移型红锈)；第二阶段称为二类红锈(在位附着的氧化物)；第三阶段称为三类红锈(在位附着的黑色氧化物)。通常到达第二阶段后系统就应进行整体的除红锈和重新钝化工作。

目前制药行业内离线的水系统的红锈监控或检测方法通常是系统停机后通过人工观察或在系统运行期间用白色过滤介质在水系统出水点进行一定时间的流水过滤，观察白色过滤介质上红锈点残留进行初级检测。

人工观察只能是在系统停机后进行，导致生产车间停产。同时人工观察需要拆离系统部件，破坏了系统的密闭性，观察完毕后，系统需要重新消毒或灭菌才可投入使用，增加运行能耗和生产成本。

用白色过滤介质过滤的方式只适用于一类迁移型红锈的判断，对二类和三类红锈无法检测到。通常发生一类红锈时不进行除锈工作，而二类和三类红锈又无法进行判断，所以只是一种初级检测手段。

目前的在线监控系统有一种美国RCS公司的在线锈蚀监控系统。

其原理是通过电化学线性极化电阻法结合溶液阻抗补偿技术进行腐蚀速率检测，通过逻辑运算累计总腐蚀量。

优点：

在线安装，可在水系统运行状态下，测量瞬时腐蚀速率、精度高，能够输出总的腐蚀量。

缺点：

在制药行业的水系统或工艺系统进行碱液/酸液清洗、除红锈清洗等过程中无法使用，在上述过程中需要拆除，防止电极损坏或产生假累计量，破坏了系统完整性。

由于是通过腐蚀累计量进行的系统红锈状态判断，腐蚀累计量受检测安装位置、系统复杂程度(长度、结构、部件组成)、介质组分变化等影响，易产生偏差。在加上系统停待机状态下的腐蚀累计量的遗漏，因此无法同过累计量准确指示出系统内的红锈程度，无法用于指导水系统的除锈工作。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种基于图像分析的红锈在线监测装置及方法，以解决利用现有的人工或者在线监控系统无法对红锈状态进行有效监控的问题。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：