[发明专利]一种基于图像处理的高速光谱仪安全监测装置及监测方法

说明书

本发明提供一种基于图像处理的高速光谱仪安全监测装置，其可以自动精确识别激发孔与试样之间存在的细微空隙，并且装置结构简单，适于推广使用。同时本发明公开了一种基于图像处理的高速光谱仪安全监测方法。其包括：图像采集装置、光源、图像处理器；所述图像采集装置的摄像头分别通过安装支架对称安装于光谱分析仪的激发台两侧；所述光源安装于光谱仪的激发孔的正上方，所述光源的中心点的投影为所述激发孔；所述图像处理器通信连接于所述图像采集装置；所述图像采集装置采集到的图像数据传输到所述图像处理器，所述图像处理器对于所述图像数据进行分析识别，一旦识别激发孔没有被工件完全遮盖，则判断为有安全问题，进行实时报警。

技术领域

本发明涉及光谱分析工业技术领域，具体为一种基于图像处理的高速光谱仪安全监测装置及监测方法。

背景技术

光谱分析仪因其具有分析速度快，检出限低，精确度好，多元素同时检测以及试样消耗量少等优点，从而广泛应用于电力、冶金、钢铁等行业。光谱分析仪的工作过程为：把试样放在激发孔上，激发光源通过激发孔射出反射光发射光打在试样上；试样在能量的作用下蒸发、原子化(转变成气态原子)，并使气态原子的外层电子激发至高能态；当从较高的能级跃迁到较低的能级时，原子将释放出多余的能量而发射出特征谱线。

但是，试样如不平整或者试样面积小于激发孔，将不能完全盖住激发孔，使燃烧室处于非密封状态，试样被激发时改变电流强度，从而影响预燃和曝光，使试样燃烧不完全，导致光谱仪分析结果偏低，或者不易被发现的细微空隙会导致激发孔内的氩气泄露、电火花外溢，造成安全隐患。目前，大多数光谱分析行业中，对于光谱分析仪的装置安全检测还停留在人工检测阶段，技术人员通过人眼观察激发孔是否被工件完全遮挡，然后手动调整试样位置。

然而，人工确认激发孔是否被完全遮挡，存在以下问题：

(1)基本靠质检员的主观判断和经验来完成，因而存在较大的误差；

(2)在检测次数较多的情况下，质检员长时间工作容易出现视觉疲劳、工作懈怠等人为因素，使安全检测的结果更加不确定。

发明内容

为了解决人工甄别激发孔是否被完全遮盖，存在结果不准确、检查效率不高的问题，本发明提供一种基于图像处理的高速光谱仪安全监测装置，其可以自动精确识别激发孔与试样之间存在的细微空隙，并且装置结构简单，适于推广使用。同时本发明公开了一种基于图像处理的高速光谱仪安全监测方法。

本发明的技术方案是这样的：一种基于图像处理的高速光谱仪安全监测装置，其特征在于，其包括：

图像采集装置、光源、图像处理器；所述图像采集装置的摄像头分别通过安装支架对称安装于光谱仪的激发台两侧；所述光源安装于光谱仪的激发孔的正上方，所述光源的中心点的投影为所述激发孔；

所述图像处理器通信连接于所述图像采集装置；所述图像采集装置采集到的图像数据传输到所述图像处理器，所述图像处理器对于所述图像数据进行分析识别，一旦识别激发孔没有被工件完全遮盖，则判断为有安全问题，进行实时报警。

其进一步特征在于：

所述图像采集装置包括第一摄像头、第二摄像头；所述图像处理器分别基于USB端口连接所述第一摄像头、所述第二摄像头，所述图像处理器通过PWM接口连接所述光源；

其还包括光照传感器，所述光照传感器设置于所述光源一侧，连接所述图像处理器的A/D接口；

所述第一摄像头、所述第二摄像头的安装角度θ计算方法为：