[发明专利]数显式测振仪的自动校准装置及其校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数显式测振仪的自动校准装置及其校准方法。

技术背景

随着科学技术的日益发展，对各类旋转机械设备的转速、承载能力、工作寿命等方面的要求越来越高，人们对振动危害的认识也越来越深入，因此在石油、化工、电力、冶金等工业领域中对机械设备振动的现场监控提出了更高的要求。数显式测振仪以其功耗低、精度高、可靠性高、测试携带方便等优点广泛地应用在旋转机械振动的现场监控中。

按国家计量检定规程(JJG 676-2000，工作测振仪)的规定，测振仪的各项性能指标必须定期进行检测，且检定周期一般不超过1年。传统的校准过程是：将测振仪安装在标准振动台台面上，手动调节标准振动台功率放大器增益旋钮，通过读取频比计数器测得的激光测振仪输出信号与信号发生器输出信号的频率比来计算出标准振动台的实时振级，当标准振动台达到设定振级后人工读取数显式测振仪示值，并计算出数显式测振仪示值与实际振级之间的偏差，从而实现对数显式测振仪的校准。这个校准过程需要大量人工干预，劳动强度大，智能化程度低，校准时间长。

发明内容

为克服现有技术需要大量人工干预，劳动强度大，智能化程度低，校准时间长的缺点，本发明提供了一种能够完成数显式测振仪的自动校准，劳动强度低，智能化程度高，校准时间短的数显式测振仪的自动校准装置及其校准方法。

数显式测振仪的自动校准装置，包括输出的正弦信号的幅值和频率均能够独立且连续调节的信号发生器，与所述的信号发生器连接的功率放大器，与所述的功率放大器连接的标准振动台，记录数显式测振仪示值的摄像机，测量所述的标准振动台实际振级的激光测振仪，测量所述的激光测振仪输出信号与所述的信号发生器输出正弦信号频率比的频比计数器，以及处理器；被校准的数显式测振仪安装于所述的标准振动台上。

所述的处理器分别与所述的信号发生器、所述的摄像机以及所述的频比计数器通过计算机接口连接；所述的处理器控制所述的信号发生器输出的频率和幅值，所述的频比计数器将测量的频率比传输至所述的处理器，所述的处理器计算出标准振动台的实时振级；所述的摄像机记录所述的数显式测振仪示值的图像，所述的摄像机将图像传输至所述的处理器。

进一步，所述的处理器中设有能够提取摄像机记录的图像中的数值信息的图像识别模块，所述的图像识别模块从图像中识别数字的具体步骤如下：

(a)、读取摄像机的视频流，间隔预设时间获取帧，得到图像；

(b)、确定数字所在的区域，该区域内仅包含数字，截取该区域的图像作为后续处理的图像；

(c)、对图像进行预处理，将图像转换为二值化图像，并将二值化图像中的每个数字分隔为单独的纯数字图像，依次存储纯数字图像；

(d)、依次识别纯数字图像代表的数字含义和小数点，并计算出数显式测振仪示值。

进一步，步骤(b)中，通过人机交互的方式确定数字所在的区域。

进一步，步骤(c)中的图像预处理包括以下步骤：

(c.1)对图像进行灰度化处理，获得灰度化图像；

(c.2)判断灰度化图像的宽度是否小于灰度化图像的高度，若小于，则灰度化图像中的数字竖直显示，将灰度化图像顺时针旋转90°，使灰度化图像中的数字水平显示；

(c.3)对灰度化图像进行求补运算，得到数字区域为高亮度显示，背景区域为低亮度显示的灰度图像；

(c.4)使用图像形态学的开运算和闭运算计算出灰度图像的背景亮度并获得背景图像，用灰度图像减去背景图像，获得等亮度图像；

(c.5)计算等亮度图像的二值化阈值，并根据这个阈值将等亮度图像转化成二值化图像；

(c.6)对二值化图像进行纠斜，纠斜后形成的水平数字图像中数字的横笔画水平显示；

(c.7)逐列扫描水平数字图像，将水平数字图像分隔为多幅单个数字图像，每幅单个数字图像中只包含一个数字，或者只包含一个小数点；

(c.8)对步骤(c.7)中获取的所有单个数字图像进行逐行扫描，获取单个数字图像中数字的上边界和下边界，获取上边界和下边界之间的图像数据作为纯数字图像数据，保存所述的纯数字图像。

进一步，步骤(c.7)中将水平数字图像分隔为多幅单个数字图像的步骤包括以下步骤：

(c.7.1)获取水平数字图像的最左边一列作为当前列；