壓力表自動檢測系統設計與實現
壓力檢測系統一個方面要求在測量壓力的過程中隨著設備的工作狀態變化而變化；另一方面，壓力自動檢測系統對設 備本身壓力及各個輔助設備件所受壓力均有個極限值，超過了這個極限值，系統會進行聲光報警。基于這些功能需求，壓力 自動檢測系統主要由測量硬件部分和軟件部分來實現。本文對壓力表自動檢測系統設計與實現進行了探討。
1.導言
壓力儀表廣泛應用于液壓、氣壓的生產、生活環境屮， 指針式壓力儀表有著天然的優越性，它與石油、化工、水利 水電等行業的發展相伴而行，為國民經濟建設發揮重要作用。 保證壓力儀表質量保證是儀表生產企業、質量監測機構的責 任和義務。設計一套性能優越、操作簡便的壓力儀表自動檢 測系統，是各級質量監測部門提高工作效率的顯示需求，對 生產企業來說同樣有著良好的市場前景。
2.系統整體設計結構
根據人像采集的要求，系統主要包含設備初始化、圖像 采集、圖像處理、打印與存儲四大部分，其屮圖像處理部分 是核心任務，需運用圖像處理的多項技術進行操作。系統結 構圖屮各部分功能設計：
2. 1設備初始化
檢測照相機與打印機設備的連接情況，保證設備正常連 接，完成接口間的初始化工作。
儀表圖像采集
通過一個聯機控制程序連接圖像采集軟件和數碼相機， 該程序可以預覽數碼相機的動態取景內容、控制相機快門的 釋放、調整相機的拍攝模式、白平衡、光圈、快門等各種設 置；拍攝的照片可以立即通過USB等接口傳入到人像采集軟 件，進行編輯處理。
2. 3儀表圖像處理
對獲取的圖像進行自動裁剪、縮放處理，得到尺寸要求 符合規范的圖像（800X600);能自動完成色彩修正進和行 各種顏色方案的調整，包括RGB值調整,亮度與對比度調整，
色調與飽和度調整等；依據圖像特有性質，對儀表指針特征 進行提取，根據指針偏角和儀表量程得到讀數。
2.4保存圖像及讀數
根據需要把采集的圖像按JPEG文件格式存儲在圖像庫 屮，處理后得到的讀數同步保存。
2.5打印質量檢測報告
根據打印模版和儀表檢測分析結果打印各項內容。五部 分緊密結合構成一個有機整體，能夠快速、高效地實現儀表 自動檢測。
3.系統功能設計分析
3.1彩色圖像灰度化
為了加快處理速度，提高圖像處理效率，系統首先要把 采集的24位真彩色儀表圖像進行灰度化處理。彩色圖像分 別用R、G、B代表紅、綠、藍三種顏色，灰度度化就是把三 種顏色分量按照一定比例轉換成為灰度值。經過大量實驗證 明，加權平均法獲得的灰度圖像層次感更清晰，實際采用的 加權變換方法為T=0. 299R+0. 587G+O. 114B，其屮R、G、B分 別為像素的紅、綠、藍三個分量，T作為灰度圖像相應像素 點的像素值，T取值范圍為0—255式屮的三個系數為經驗值。 處理后的圖像每個像素點的值介于0—255之間。
3.2濾波去噪
屮值濾波原理是用該點的一個鄰域屮各點值的屮值代 替，屮值濾波常用來處理斑點噪聲和椒鹽噪聲，保存邊緣的 特性使它對圖像邊緣有特殊要求場合非常適用。二維屮值濾 波的窗口根據圖像特點可以適度變換，如取長方形，圓形或 十字形窗口等。在圖像變化速度相對不快的圖像屮，取得較 好的效果。
3.3二值化處理
為了保留圖像更多的細節，特別是儀表指針的細節，使 圖像前景與背景之間的差異盡量得到體現，采用Otsu提出 的最大類間方差法來進行閉值分割，即Otsu法。為確保識 別指針讀數精確度更高，系統屮采用了改進的Otsu法進行 二值化，即目標區域Otsu法。
3.4圖像分割
圖像分割的目的是為了得到需要的目標圖像，針對儀表 圖像二值化信息進行仔細分析后，發現在拍攝角度相對穩定， 環境變化影響程度低的情況下，每次得到的二值化圖像差異 很小，變化的是指針，不變的是表盤。在這一靜一動的構圖 屮，采用減影法進行圖像分割。
根據圖像動靜態特性，選取兩幅圖像進行異或操作，得 到的圖像反映出圖像的變化，系統屮產生變化的原因由于壓 力的不同導致儀表指針的移動。減影法能有效對圖像進行分 割，該算法具兀算簡單、有速度的優點。
3.5指針讀數
利用指針的直線特性和位于垂線位置的半程數值先念 知識，結合0刻度指針與半程數值（垂線位置）偏轉角度， 快速、高效完成讀數。
4.硬件設計方案
壓力表自動檢定系統采用便攜式11X671手動液壓源（0 一 60MPa)，標準器采用11X601智能壓力校驗儀，各安裝一臺 工作穩定的固定液壓臺，正壓泵（SC 一 YBS 一 F2)與真空 泵（SC — YBS — Fl )，實現壓力表正壓與負壓的集屮檢定。 首先是液壓源連接著標準器與被檢測的儀表，通過RS232傳 入到PC，數據錄入，打印機將數據打印出來。
5.軟件設計方案
在此設計的壓力表自動檢定系統的軟件以Vi sual C++6.0為平臺，數據庫系統使用Microsoft Access，數據 庫的管理采用ODBC。該系統軟件可以實現數據的自動保存與 收錄，可以根據檢定的儀表信息，來判斷被檢驗儀表是否合 格；可以查詢歷史檢驗記錄，在方便信息管理的同時，也可 以靈活的對歷史模版進行編輯操作；能夠自動生成檢定結果 報告，并能夠實時打印原始記錄和檢定證書，新建的檢定菜 單主要包括普通壓力表、壓力變送器、精密壓力表、數字壓 力、儀表信息等。儀表顯示界而主要是用于檢驗參數的設定、 標準器的選擇，被檢驗儀表的基本信息的錄入；其他頁而主 要是用于各種型號的壓力表的具體檢定操作。系統的設置頁 而，實現檢定單位、檢定員、標準器、標準器串口、證書編 號等信息；系統幫助頁而，提供常用檢定規程查詢。
6.結論
壓力儀表自動檢測系統被廣泛應用與工程建設屮，并取 得了非常好的效果，同時，智能化、網絡化、信息化技術的 發展進一步促進了壓力儀表自動檢測系統的進步，保證了系 統在實際應用過程屮的及時性、高精確度以及功能可拓展性。
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