專利名稱：一種冷庫保溫缺陷自動檢測機及檢測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種保溫缺陷機及其檢測方法，具體地講，涉及一種冷庫保溫缺陷自動檢測機及檢測系統。
背景技術：
冷庫是食品加工、貯存、銷售過程中不可缺少的重要設施。冷庫耗電量大，其圍護結構、隔熱層的傳熱量占冷庫總熱負荷的20% -35%。冷庫保溫性能的好壞，關系到冷庫能耗的高低、食品加工貯存的質量、食品的成本，同時也影響到冷庫的使用壽命。不僅需要在冷庫建造工程完畢后按照設計要求檢測驗收冷庫保溫性能；冷庫在投產使用后，也需要科學地檢測冷庫保溫性能，以決定是否要大修、何時大修、如何進行大修？且在冷庫的設計之初就要在冷庫保溫性能和冷庫最佳經濟厚度之間做權衡。現有冷庫保溫缺陷的檢測主要采用的是人工檢測，人工檢測在檢測結果的準確程度和效率上都存在明顯的缺陷且占用大量的人力資源。專利號200810012966.1專利《冷庫保溫缺陷的檢測方法》，采用的也是紅外輻射成像儀，但其每次僅能掃描冷庫的一小部分區域；且提出的方法仍然需要人工在冷庫中推動紅外輻射成像儀才能掃描整個冷庫。人的活動都干擾了冷庫的冷環境，降低了探傷結果的準確度；人在冷庫的低溫環境中工作非常辛苦，極易凍傷、感冒和過量吸入泄露的制冷劑氨和消毒除臭用臭氧，對人體造成極大傷害。此為現有技術的不足之處。
發明內容
本發明的目的是克服上述不足，提供一種冷庫保溫缺陷自動檢測機及檢測系統，實現對整個冷庫的各位置的保溫缺陷全自動一次性檢測完成。本發明采用如下技術方案實現發明目的:
一種冷庫保溫缺陷自動檢測機，包括智能小車(I)，其特征是:所述智能小車(I)上設置有安裝平臺(3)，所述安裝平臺(3)上設置有一組距離傳感器(4)、前置攝像頭(5)、小車控制單元(6)，并垂直安裝升降機(7)，所述升降機(7)上水平安裝著升降平臺(8)，所述升降平臺(8)上面安裝有一組水平調平電機(9)，所述水平調平電機(9)的上面設置有水平平臺(10)，所述水平平臺(10)上安裝有紅外熱像儀(11)、標尺矯正器(12)和水平傳感器
(13)，所述安裝平臺(3)下面還安裝著車載電池(14)、軸承和輪子(15)、動力電機(16)和轉向電機(17)，所述小車控制單元(6)連接升降機(7)、動力電機(16)、轉向電機(17)、水平傳感器(13)、距離傳感器(4)、水平調平電機(9)、標尺矯正器(12)、無線路由器(18)，所述前置攝像頭(5 )和紅外熱像儀(11)連接所述無線路由器(18)。作為對本技術方案的進一步限定，所述距離傳感器(4)的數量是4個。作為對本技術方案的進一步限定，所述水平調平電機(9)的數量為4個。作為對本技術方案的進一步限定，所述升降機(7)為單桅升降機。一種冷庫保溫缺陷自動檢測機的檢測系統，其特征在于，包括:無線通信模塊:通過無線信號實現與所述小車控制單元(6)、前置攝像頭(5)和紅外熱像儀(11)的通訊；
智能小車控制模塊:通過所述小車控制單元￠)，控制所述動力電機(16)、轉向電機
(17)和單桅升 降機(7)，實現所述紅外熱像儀(11)的上下、左右的均勻移動和轉向，從而全自動均勻地掃描冷庫各立面，實現熱圖像的均勻采集；
紅外圖像拼接模塊:通過依據所述標尺校正器(12)和所述距離傳感器(4)采集的3維位置數據將所述紅外熱像儀(11)采集的所有單幅熱圖像拼接成冷庫各立面的整幅熱圖像；
冷庫立壁各點溫度數據查詢和分析模塊:依據紅外圖像拼接模塊拼出的熱圖像，查詢冷庫立壁各點溫度數據。依據紅外圖像拼接模塊拼出的熱圖像，可計算出整個冷庫立壁各點的平均溫度和方差；并將冷庫立壁各點溫度與“平均溫度+方差”進行比較，若該點溫度大于“平均溫度+方差”，則該點可以確認為保溫缺陷點；多個鄰近的保溫缺陷點組成保溫缺陷區。與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是:本發明的智能小車在其車載小車控制單元和自動檢測機的檢測系統的統一指揮下，驅動車載動力電機、轉向電機、單桅升降機，帶動始終與冷庫庫壁保持等距的車載紅外熱像儀上下、左右的均勻地移動和轉彎，且在轉彎后車載紅外熱像儀與冷庫庫壁仍然保持原有距離，實現車載紅外熱像儀全自動均勻地掃描冷庫各立面，使得車載紅外熱像儀所采集的所有熱圖像中相鄰溫度采集點之間始終保持等距。對冷庫保溫缺陷的整個檢測過程，在車載小車控制單元和自動檢測機的檢測系統統一指揮，全自動地一次性完成；人在冷庫外操縱自動檢測機的檢測系統，無人為活動對冷庫冷環境的干擾。標尺校正器和4個距離傳感器確定紅外熱像儀采集的每幅熱圖像所對應的冷庫立壁在冷庫內的3維空間相對位置，紅外圖像拼接模塊據此將所有單幅熱圖像拼接成冷庫各立面的整幅熱圖像，一次性得出整個冷庫的保溫狀況。本系統采用具有檢測準確、檢測效率高，相鄰溫度采集點之間距離可調節且可保持整庫一致、檢測過程無需人為干預、檢測由遠端電腦控制全自動一次性完成的特點。同時智能小車與自動檢測機的檢測系統物理上分離，這樣有利于智能小車載著紅外熱像儀在冷庫內自由地移動，且自動檢測機的檢測系統利用無線信號全權控制智能小車及其車載設備。
圖1為本發明優選實施例的結構示意圖。圖2為本發明優選實施例的原理方框圖。圖中:1、智能小車，2、遠端電腦，3、安裝平臺，4、距離傳感器，5、前置攝像頭，6、小車控制單元，7、單桅升降機，8、升降平臺，9、水平調平電機，10、水平平臺，11、紅外熱像儀，12、標尺校正器，13、水平傳感器，14、車載電池，15、軸承和輪子，16、動力電機，17、轉向電機，18、無線路由器。
具體實施例方式下面結合附圖和優選實施例對本發明作更進一步的詳細描述。參見圖1，本發明包括智能小車I和遠端電腦2，所述智能小車I上設置有安裝平臺3，所述安裝平臺3上設置有一組距離傳感器4、前置攝像頭5、小車控制單元6，并垂直安裝升降機7，所述升降機7上水平安裝著升降平臺8，所述升降平臺8上面安裝有一組水平調平電機9，所述水平調平電機9的上面設置有水平平臺10，所述水平平臺10上安裝有紅外熱像儀11、標尺矯正器(12)和水平傳感器13，所述安裝平臺3下面還安裝著車載電池14、軸承和輪子15、動力電機16和轉向電機17，所述小車控制單元6連接升降機7、動力電機(16)、轉向電機17、水平傳感器13、距離傳感器4、水平調平電機9)標尺矯正器12、無線路由器18，所述前置攝像頭5和紅外熱像儀11連接所述無線路由器18。參見圖2，所述小車控制單元6是所述智能小車I的大腦。所述遠端電腦設置有冷庫保溫缺陷自動檢測機的檢測系統，檢測系統的無線通信模塊通過W1-Fi無線信號實現與所述小車控制單元6之間的通訊，進而實現了所述遠端電腦2與所述小車控制單元6之間的通訊，實現所述遠端電腦2對所述智能小車I的實時控制。所述車載電池14負責整個所述智能小車I上各部件的供電，所述智能小車I與所述遠端電腦2物理上分離，這樣有利于所述智能小車I在冷庫內自由地移動。所述2個絕對水平傳感器13用于檢測所述水平平臺10是否水平。如果所述水平平臺10不在水平狀態，所述2個絕對水平傳感器13會發出數據信號給所述小車控制單元6 ;所述小車控制單元6通過數據分析，控制所述4個水平調平電機9，實現所述水平平臺10的水平調節，從而使得所述水平平臺10上的所述紅外熱像儀11始終處于絕對水平狀態。所述遠端電腦2用W1-Fi無線信號經所述小車控制單元6控制所述單桅升降機7，實現所述紅外熱像儀11的上下移動。所述遠端電腦2用W1-Fi無線信號經所述小車控制單元6控制所述動力電機16和所述轉向電機17驅動所述軸承和輪子15，實現所述智能小車I的前后移動和轉動，從而實現所述智能小車I上的所述紅外熱像儀11的前后左右移動。所述紅外熱像儀11是通過非接觸探測冷庫當前位置立壁的紅外能量(熱量)，生成單幅熱圖像和溫度值，并存儲在其內部SD卡上；這些數據直接經所述無線路由器18，用W1-Fi無線信號再經所述無線通信模塊傳到所述遠端電腦2上。所述前置攝像頭5負責觀測所述智能小車I向前行駛時前方的路況、障礙物等，以便盡早調整所述智能小車I。所述前置攝像頭5的實時視頻直接經過所述無線路由器18，用W1-Fi無線信號再經所述無線通信模塊傳到所述遠端電腦2上。所述標尺校正器12和所述4個距離傳感器4負責確定所述智能小車I在冷庫所處的3維空間相對位置，這些位置數據經所述小車控制單元6、所述無線路由器18，用W1-Fi無線信號再經所述無線通信模塊傳到所述遠端電腦2上。所述小車控制單元6利用這些小車3維位置數據，控制所述動力電機16和所述轉向電機17，實現所述智能小車I與立壁保持恒定距離，進而實現所述智能小車I能有效地保持直線行駛，實現所述紅外熱像儀11采集的熱圖像中相鄰的兩個溫度采集點之間距離恒定。通過調整所述智能小車I與庫壁之間的距離，可調節相鄰溫度采集點之間距離；本發明所述紅外熱像儀11的最小對焦距離為0.4m (米)，空間分辨率為1.36mrad (米弧度)，3點測溫，因此相鄰溫度采集點之間的最小距離為0.4x1.36=0.544mm=0.0544cm ;約為每平方厘米338個溫度采集點。本發明設置于遠端電腦的冷庫保溫缺陷自動檢測機的檢測系統包括:
無線通信模塊:通過無線信號實現與所述小車控制單元6之間的通訊；
智能小車控制模塊:本模塊通過所述小車控制單元6，控制所述動力電機16、所述轉向電機17，使所述智能小車I每次向前移動恒定的距離；控制所述單桅升降，使所述水平平臺10每次向上移動恒定的距離。這樣驅動所述智能小車I上的所述紅外熱像儀11的上下、前后的均勻地移動，從而全自動均勻地掃描冷庫各立面，實現熱圖像的均勻采集。同時本模塊通過所述小車控制單元6，控制所述動力電機16、所述轉向電機17，實現所述智能小車I在冷庫拐角處的轉彎，且在轉彎后所述智能小車I與冷庫立壁仍然保持原有距離。紅外圖像拼接模塊:本模塊先依據所述標尺校正器12和所述4個距離傳感器4采集的所述智能小車I在冷庫所處的3維空間相對位置，確定所述智能小車I上的所述紅外熱像儀11當前采集的這幅熱圖像所對應的冷庫立壁在冷庫內的3維空間相對位置。本模塊再依據所述紅外熱像儀11采集的每幅熱圖像所對應的冷庫立壁在冷庫內的3維空間相對位置，將所有單幅熱圖像拼接成冷庫各立面的整幅熱圖像。冷庫立壁各點溫度數據查詢和分析模塊:依據紅外圖像拼接模塊拼出的熱圖像，查詢冷庫立壁各點溫度數據，依據紅外圖像拼接模塊拼出的熱圖像，可計算出整個冷庫立壁各點的平均溫度及其方差；并將冷庫立壁各點溫度與“平均溫度+方差”進行比較，若該點溫度大于“平均溫度+方差”，則該點可以確認為保溫缺陷點；多個鄰近的保溫缺陷點組成保溫缺陷區。本發明自動檢測機的冷庫保溫缺陷檢測流程為:
首先將冷庫降溫到某個指定的較低溫度后，關閉冷庫制冷機組，停留10分鐘。同時初始化本檢測機，遠端電腦給智能小車下達在冷庫內的定位指令，讓車載紅外熱像儀面向冷庫立壁，并與庫壁保持指定距離。小車控制單元采集標尺校正器和4個距離傳感器的數據，確定智能小車在冷庫內的當前位置。小車控制單元比較定位位置和當前位置，給動力電機和轉向電機下達定位指令，將智能小車移動到冷庫的某個墻角，紅外熱像儀面向冷庫立壁并與庫壁保持指定距離；小車控制單元給單桅升降機下達指令將升降平臺降到最低處。小車控制單元采集2個絕對水平傳感器的數據，控制4個水平調平電機使水平平臺的保持絕對水平。智能小車初始化結束，等待冷庫停留的10分鐘也結束后，開始采集庫壁各立面的溫度數據。庫壁各立面的溫度采集:智能小車停靠在初始位置，首先紅外熱像儀采集冷庫立壁當前區域的熱圖像，并通過無線路由器傳給遠端電腦；小車控制單元通過標尺校正器和4個距離傳感器采集智能小車在冷庫所處的3維空間相對位置，也通過無線路由器傳給遠端電腦。然后小車控制單元給單桅升降機下達上升指定長度指令，紅外熱像儀熱圖像，熱圖像傳到遠端電腦；如此往復，直到升到庫頂，從下到上將當前庫壁溫度數據采集完畢。接下來小車控制單元給單桅升降機下達指令將升降平臺降到最低處，給動力電機下達前進指定距離指令，智能下車前進到新的位置。在新的位置，智能下車及車載設備在小車控制單元和遠端電腦的控制下，重復智能下車在上一個水平位置所作的動作，從下到上采集新的位置庫壁溫度數據；如此重復，采集整面庫壁的溫度數據。到達冷庫拐角處，小車控制單元給動力電機和轉向電機下達轉彎指令和再次定位指令，智能小車移動定位到另一面庫壁的初始位置；然后采集該方面整面庫壁的溫度數據。整個溫度檢測過程無需人為干預，無人為活動對冷庫冷環境的干擾，在小車控制單元和遠端電腦的控制下，逐面采集，全自動掃描整個冷庫各處。采集的各幅熱圖像及其庫內3維空間相對位置數據實時匯集到遠端電腦，紅外圖像拼接模塊對這些數據實時處理，將所有單幅熱圖像拼接成冷庫各立面的整幅熱圖像。冷庫內壁各點溫度數據查詢和分析模塊，分析這些冷庫各立面的整幅熱圖像，一次性得出整個冷庫的保溫狀況。當然，上述說明并非對本發明的限制，本發明也不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種冷庫保溫缺陷自動檢測機，包括智能小車(1)，其特征是:所述智能小車(I)上設置有安裝平臺(3)，所述安裝平臺(3)上設置有一組距離傳感器(4)、前置攝像頭(5)、小車控制單元(6)，并垂直安裝升降機(7)，所述升降機(7)上水平安裝著升降平臺(8)，所述升降平臺(8)上面安裝有一組水平調平電機(9)，所述水平調平電機(9)的上面設置有水平平臺(10)，所述水平平臺(10)上安裝有紅外熱像儀(11)、標尺矯正器(12)和水平傳感器(13)，所述安裝平臺(3)下面還安裝著車載電池(14)、軸承和輪子(15)、動力電機(16)和轉向電機(17)，所述小車控制單元(6)連接升降機(7)、動力電機(16)、轉向電機(17)、水平傳感器(13)、距離傳感器(4)、水平調平電機(9)、標尺矯正器(12)、無線路由器(18)，所述前置攝像頭(5)和紅外熱像儀(11)連接所述無線路由器(18)。
2.根據權利要求1所述的冷庫保溫缺陷自動檢測機，其特征是:所述距離傳感器(4)的數量是4個。
3.根據權利要求1所述的冷庫保溫缺陷自動檢測機，其特征是:所述水平調平電機(9)的數量為4個。
4.根據權利要求1所述的冷庫保溫缺陷自動檢測機，其特征是:所述升降機(7)為單桅升降機。
5.利用權利要求1的冷庫保溫缺陷自動檢測機的檢測系統，其特征在于，包括: 無線通信模塊:通過無線信號實現與所述小車控制單元(6)、前置攝像頭(5)和紅外熱像儀(11)的通訊； 智能小車控制模塊:通過所述小車控制單元￠)，控制所述動力電機(16)、轉向電機(17)和單桅升降機(7)，實現所述紅外熱像儀(11)的上下、左右的均勻移動和轉向，從而全自動均勻地掃描冷庫 各立面，實現熱圖像的均勻采集； 紅外圖像拼接模塊:通過依據所述標尺校正器(12)和所述距離傳感器(4)采集的3維位置數據將所述紅外熱像儀(11)采集的所有單幅熱圖像拼接成冷庫各立面的整幅熱圖像； 冷庫立壁各點溫度數據查詢和分析模塊:依據紅外圖像拼接模塊拼出的熱圖像，查詢冷庫立壁各點溫度數據，依據紅外圖像拼接模塊拼出的熱圖像，可計算出整個冷庫立壁各點的平均溫度和方差；并將冷庫立壁各點溫度與“平均溫度+方差”進行比較，若該點溫度大于“平均溫度+方差”，則該點可以確認為保溫缺陷點，多個鄰近的保溫缺陷點組成保溫缺陷區。
全文摘要
本發明公開了一種冷庫保溫缺陷自動檢測機及檢測系統，包括智能小車，其特征是所述智能小車上設置有安裝平臺，所述安裝平臺上設置有一組距離傳感器、前置攝像頭、小車控制單元，并垂直安裝升降機，所述升降機上水平安裝著升降平臺，所述升降平臺上面安裝有一組水平調平電機，所述水平調平電機的上面設置有水平平臺，所述水平平臺上安裝有紅外熱像儀、標尺矯正器和水平傳感器，所述安裝平臺下面還安裝著車載電池、軸承和輪子、動力電機和轉向電機，所述小車控制單元連接升降機、動力電機、轉向電機)、水平傳感器、距離傳感器、水平調平電機、標尺矯正器、無線路由器，所述前置攝像頭和紅外熱像儀連接所述無線路由器。
文檔編號G01J5/00GK103105233SQ20131000997
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者陳恩修, 王國利, 周峰, 張建喜 申請人:山東商業職業技術學院