[发明专利]基于热声成像的钢丝绳芯检测方法和装置

摘要

本发明公开了一种基于热声成像的钢丝绳芯检测方法和装置，采用的热声成像技术对输送带无损耗，同时具备了微波成像和纯声学成像的优点，且对人体无辐射；装置工艺相对简化，可以广泛应用于输送带的检测，不会因为长时间工作而产生误判并且降低了维护要求；可靠性更高，采用热声效应不需要与输送带直接接触，减少了磨损问题，而且成像深度更高，分辨率也更高；不会因出现输送带裂口不宽不能使物料外露而不能检测的情况；能够避免重大安全事故的发生，减少运输物料的损耗和经济损失，提高生产效率。 1

主权项

1.一种基于热声成像的钢丝绳芯检测方法，其特征在于，包括：

提供一微波激励源发射微波信号，并使所述微波信号投射到输送带的钢丝绳芯的指定位置；

获取微波信号投射到钢丝绳芯后发生热声转换后，转换成的超声信号；

对所述超声信号进行处理，生成超声信号的图像信号，并提取图像信号的纹理特征；

根据图像处理纹理编码算法对纹理特征进行处理，并根据处理结果判断所述钢丝绳芯的损坏状况。

2.根据权利要求1所述的基于热声成像的钢丝绳芯检测方法，其特征在于，在使所述微波信号投射到输送带的钢丝绳芯的指定位置的步骤之前，包括步骤：

在所述微波信号的投射光路上设置一功分器，使所述微波信号从所述功分器输入后，输出多路微波信号，以拓宽微波信号的覆盖面积；

在所述微波信号经功分器分路后，在多路微波信号的传输方向上设置功率放大器，以放大分路的每一微波信号的功率。

3.根据权利要求2所述的基于热声成像的钢丝绳芯检测方法，其特征在于，在分路的每一微波信号功率放大后，通过天线发射到输送带表面。

4.根据权利要求1所述的基于热声成像的钢丝绳芯检测方法，其特征在于，在对所述超声信号进行处理，生成超声信号的图像信号的步骤中，对超声信号进行处理的方式至少包括滤波、放大及模数转换。

5.根据权利要求1所述的基于热声成像的钢丝绳芯检测方法，其特征在于，在对所述超声信号进行处理，生成超声信号的图像信号的步骤之后，还包括对图像信号进行图像预处理的步骤，所述图像预处理的处理方式包括：中值滤波、对比度调整、Gamma校正及图像反色相变换。

6.根据权利要求1所述的基于热声成像的钢丝绳芯检测方法，其特征在于，提取图像信号的纹理特征的步骤中，纹理图像的提取方法包括：自相关函数方法、傅立叶频谱分析法、灰度共生矩阵方法及Gabor滤波器方法。

7.根据权利要求1所述的基于热声成像的钢丝绳芯检测方法，其特征在于，根据图像处理纹理编码算法对纹理特征进行处理的步骤包括：

对实时接收的钢丝绳芯的图像信号进行归一化处理，获取图像中每一像素的灰度值；

对图像边缘切边并利用图像中每一像素的灰度值对图像进行编码，将图像中输送带边缘处的像素灰度值设置为0，其他位置的像素灰度值进行累加求和，计算图像中每行像素的灰度平均值；

将图像中灰度值大于所属行的灰度平均值的像素点的灰度值置为1。

8.根据权利要求7所述的基于热声成像的钢丝绳芯检测方法，其特征在于，根据处理结果判断所述钢丝绳芯的损坏状况的步骤中，包括步骤：

计算相邻的像素点编码的差值，将所述差值与预设的阈值进行比较，以确定输送带的钢丝绳芯是否有缺陷，以及缺陷所在位置。

9.一种基于热声成像的钢丝绳芯检测装置，其特征在于，包括：

微波发射模块，用于提供指定强度的微波信号，并使所述微波信号投射到输送带的钢丝绳芯的指定位置；

采集模块，用于获取微波信号投射到钢丝绳芯后发生热声转换后，转换成的超声信号；

处理模块，用于对所述超声信号进行处理，生成超声信号的图像信号，并提取图像信号的纹理特征；

判断模块，用于根据图像处理纹理编码算法对纹理特征进行处理，并根据处理结果判断所述钢丝绳芯的损坏状况。

10.根据权利要求9所述的基于热声成像的钢丝绳芯检测装置，其特征在于，输送带上设置带头检测传感器与输送带测速传感器，以进行带头检测和输送带速度测量，从而计算出输送带中的破损故障位置；同时设置输送带张紧装置对输送带进行固定。