一种用于超音速热喷涂的温度控制方法与系统与流程

专利2026-08-24  24


本发明涉及温控,具体而言,涉及一种用于超音速热喷涂的温度控制方法与系统。


背景技术:

1、在超音速热喷涂加工过程中,对被喷涂工件的温度进行准确控制至关重要,以防止过热导致工件质量下降或甚至损坏。传统的控温方法主要依赖于手动测温和手动调整冷气阀控制温度,这种方法容易受到操作人员技能水平和主观意识的影响,控温效果不稳定且难以实时监测和调整。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种用于超音速热喷涂的温度控制方法与系统。

2、一种用于超音速热喷涂的温度控制方法,包括:

3、步骤1:获取待加工工件的红外图像和可见光图像;

4、步骤2:对可见光图像上每个像素点的深度进行估算得到可见光图像上每个像素点的距离;

5、步骤3:将红外图像和可见光图像进行配准得到红外图像每个像素点的距离;

6、步骤4:利用红外图像计算每个像素点显示的温度;

7、步骤5:使用红外图像每个像素点的距离对每个像素点显示的温度进行校准得到校准后的温度;

8、步骤6:计算校准后的温度与预设温度之间的差值,并利用控制系统调整气体喷射冷却装置的比例阀,使差值达到最小。

9、优选的,所述步骤2:对可见光图像上每个像素点的深度进行估算得到可见光图像上每个像素点的距离,包括:

10、步骤2.1:对可见光图像进行多层次分解得到小波系数;

11、步骤2.2:对所述小波系数进行阈值化处理得到处理后的小波系数;

12、步骤2.3:对所述处理后的小波系数进行图像重构得到去噪后的可见光图像;

13、步骤2.4:提取出去噪后可见光图像上的特征图,并将所述特征图作为样本输入到强化学习网络中进行训练得到图像深度估算模型;

14、步骤2.5:利用所述图像深度估算模型对可见光图像上每个像素点的深度进行估算得到可见光图像上每个像素点的距离。

15、优选的,所述步骤2.2:对所述小波系数进行阈值化处理得到处理后的小波系数,包括:

16、步骤2.2.1:当小波系数的值大于或者等于处理阈值时,采用第一系数处理函数对所述小波系数进行处理得到处理后的小波系数;

17、其中,第一系数处理函数为:

18、

19、式中,u为第一调节系数,sgn()为符号函数,wj,l为第j个分解层数下的第l个小波系数,λ为处理阈值,α为第二调节系数,β为第三调节系数,γ为第四调节系数,p为小波分解层数;

20、步骤2.2.2:当小波系数的值小于处理阈值时,采用第二系数处理函数对所述小波系数进行处理得到处理后的小波系数;

21、其中,第二系数处理函数为:

22、

23、优选的,处理阈值计算公式为:

24、

25、其中,λ为处理阈值,δ为高斯噪声标准差,m为可见光图像的长度,n为可见光图像的宽度,z为预设系数。

26、优选的,所述步骤3:将红外图像和可见光图像进行配准得到红外图像每个像素点的距离,包括:

27、步骤3.1:以可见光图像或者红外图像上任意一点为作为中心点,取24个相邻像素点作为角点评估区域;

28、步骤3.2:计算角点评估区域的像素对比度;

29、步骤3.3:当角点评估区域的像素对比度大于阈值时,则将中心点作为可见光角点和红外图像角点;

30、步骤3.4:计算每个可见光角点和红外图像角点的变化方向和幅值;

31、步骤3.5:将变化方向和幅值在预设范围内的可见光角点和红外图像角点提取出来形成可见光特征点和红外图像特征点;

32、步骤3.6:使用特征匹配算法完成可见光特征点和红外图像特征点的匹配得到配准完成的红外图像和可见光图像;

33、步骤3.7:基于配准完成的红外图像和可见光图像获取红外图像上每个像素点到待加工工件的距离。

34、优选的,所述步骤3.2:计算角点评估区域的像素对比度,包括:

35、步骤3.2.1:计算角点评估区域的像素均值;

36、步骤3.2.2:基于像素均值计算角点评估区域的像素对比度;

37、

38、其中,w表示角点评估区域的宽度,h表示角点评估区域的高度,i(x,y)表示角点评估区域内(x,y)位置处的像素值,μlw×h表示像素均值,i25表示角点评估区域内的25个像素点,g表示像素对比度。

39、优选的,所述步骤3.4:计算每个可见光角点和红外图像角点的变化方向和幅值,包括:

40、采用公式:

41、

42、计算每个可见光角点和红外图像角点的变化方向和幅值;其中,m(x,y)表示变化幅值,θ(x,y)表示变化方向,l(x+1,y)表示(x+1,y)位置处的像素值,l(x,y+1)表示(x,y+1)位置处的像素值。

43、优选的,步骤5:并使用红外图像每个像素点的距离对每个像素点显示的温度进行校准得到校准后的温度,包括:

44、使用经验距离公式对每个像素点显示的温度进行校准得到校准后的温度;其中,经验距离公式为:

45、t0=txexa

46、其中,t0表示校准后的温度,tx表示红外图像上像素点显示的温度,x表示红外图像上像素点的距离,a表示经验系数。

47、本发明还提供了一种用于超音速热喷涂的温度控制系统,包括:

48、图像获取模块,用于获取待加工工件的红外图像和可见光图像;

49、像素点深度计算模块,用于对可见光图像上每个像素点的深度进行估算得到可见光图像上每个像素点的距离;

50、配准模块,用于将红外图像和可见光图像进行配准得到红外图像每个像素点的距离;

51、温度显示模块,用于利用红外图像计算每个像素点显示的温度;

52、校准模块,用于使用红外图像每个像素点的距离对每个像素点显示的温度进行校准得到校准后的温度;

53、控制模块,用于计算校准后的温度与预设温度之间的差值,并利用控制系统调整气体喷射冷却装置的比例阀,使差值达到最小。

54、本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种用于超音速热喷涂的温度控制方法中的步骤。

55、本发明提供的一种用于超音速热喷涂的温度控制方法与系统的有益效果在于:与现有技术相比,本发明通过红外图像计算温度,无需接触工件表面,就可以准确捕捉待加工工件扫描区域的温度,使喷涂房可以封闭生产,减少对操作人员的职业伤害。

56、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。



技术特征:

1.一种用于超音速热喷涂的温度控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种用于超音速热喷涂的温度控制方法,其特征在于,所述步骤2:对可见光图像上每个像素点的深度进行估算得到可见光图像上每个像素点的距离,包括:

3.根据权利要求2所述的一种用于超音速热喷涂的温度控制方法,其特征在于,所述步骤2.2:对所述小波系数进行阈值化处理得到处理后的小波系数,包括:

4.根据权利要求3所述的一种用于超音速热喷涂的温度控制方法,其特征在于,处理阈值计算公式为:

5.根据权利要求4所述的一种用于超音速热喷涂的温度控制方法,其特征在于,所述步骤3:将红外图像和可见光图像进行配准得到红外图像每个像素点的距离,包括:

6.根据权利要求5所述的一种用于超音速热喷涂的温度控制方法,其特征在于,所述步骤3.2:计算角点评估区域的像素对比度,包括:

7.根据权利要求6所述的一种用于超音速热喷涂的温度控制方法,其特征在于,所述步骤3.4:计算每个可见光角点和红外图像角点的变化方向和幅值,包括:

8.根据权利要求7所述的一种用于超音速热喷涂的温度控制方法,其特征在于,步骤5:并使用红外图像每个像素点的距离对每个像素点显示的温度进行校准得到校准后的温度,包括:

9.一种用于超音速热喷涂的温度控制系统,其特征在于,包括:

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的一种用于超音速热喷涂的温度控制方法中的步骤。


技术总结
本发明提供了一种用于超音速热喷涂的温度控制方法与系统,其中该方法,包括:获取待加工工件的红外图像和可见光图像;对可见光图像上每个像素点的深度进行估算得到可见光图像上每个像素点的距离;利用红外图像计算每个像素点显示的温度;使用红外图像每个像素点的距离对每个像素点显示的温度进行校准得到校准后的温度;计算校准后的温度与预设温度之间的差值,并利用控制系统调整气体喷射冷却装置的比例阀,使差值达到最小。本发明通过红外图像计算温度,无需接触工件表面,就可以准确捕捉待加工工件扫描区域的温度,使喷涂房可以封闭生产,减少了对操作人员的职业伤害,大大提升了工件的喷涂效果。

技术研发人员:王德满,李海珠,齐小江,王玉珏
受保护的技术使用者:北京裕铭热喷涂技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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