壓力檢測系統(tǒng)一個方面要求在測量壓力的過程中隨著設備的工作狀態(tài)變化而變化；另一方面，壓力自動檢測系統(tǒng)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(tǒng)會進行聲光報警�；谶@些功能需求，壓力自動檢測系統(tǒng)主要由測量硬件部分和軟件部分來實現(xiàn)。本文對壓力表自動檢測系統(tǒng)設計與實現(xiàn)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(huán)境屮，指針式壓力儀表有著天然的優(yōu)越性，它與石油、化工、水利水電等行業(yè)的發(fā)展相伴而行，為國民經濟建設發(fā)揮重要作用。保證壓力儀表質量保證是儀表生產企業(yè)、質量監(jiān)測機構的責任和義務。設計一套性能優(yōu)越、操作簡便的壓力儀表自動檢測系統(tǒng)，是各級質量監(jiān)測部門提高工作效率的顯示需求，對生產企業(yè)來說同樣有著良好的市場前景。

2.系統(tǒng)整體設計結構

根據(jù)人像采集的要求，系統(tǒng)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(tǒng)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(lián)機控制程序連接圖像采集軟件和數(shù)碼相機，該程序可以預覽數(shù)碼相機的動態(tài)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(guī)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(jù)圖像特有性質，對儀表指針特征進行提取，根據(jù)指針偏角和儀表量程得到讀數(shù)。

2.4保存圖像及讀數(shù)

根據(jù)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(shù)同步保存。

2.5打印質量檢測報告

根據(jù)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(xiàn)儀表自動檢測。

3.系統(tǒng)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(tǒng)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(shù)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(jù)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(jié)，特別是儀表指針的細節(jié)，使圖像前景與背景之間的差異盡量得到體現(xiàn)，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(shù)精確度更高，系統(tǒng)屮采用了改進的Otsu法進行二值化，即目標區(qū)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(fā)現(xiàn)在拍攝角度相對穩(wěn)定，環(huán)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(jù)圖像動靜態(tài)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(tǒng)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(yōu)點。

3.5指針讀數(shù)

利用指針的直線特性和位于垂線位置的半程數(shù)值先念知識，結合0刻度指針與半程數(shù)值（垂線位置）偏轉角度，快速、高效完成讀數(shù)。

4.硬件設計方案

壓力表自動檢定系統(tǒng)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(wěn)定的固定液壓臺，正壓泵（SC一YBS一F2)與真空泵（SC—YBS—Fl)，實現(xiàn)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(shù)據(jù)錄入，打印機將數(shù)據(jù)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(tǒng)的軟件以VisualC++6.0為平臺，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用MicrosoftAccess，數(shù)據(jù)庫的管理采用ODBC。該系統(tǒng)軟件可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動保存與收錄，可以根據(jù)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(shù)字壓力、儀表信息等。儀表顯示界而主要是用于檢驗參數(shù)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(tǒng)的設置頁而，實現(xiàn)檢定單位、檢定員、標準器、標準器串口、證書編號等信息；系統(tǒng)幫助頁而，提供常用檢定規(guī)程查詢。

6.結論

壓力儀表自動檢測系統(tǒng)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(wǎng)絡化、信息化技術的發(fā)展進一步促進了壓力儀表自動檢測系統(tǒng)的進步，保證了系統(tǒng)在實際應用過程屮的及時性、高精確度以及功能可拓展性。