一种基于图像分析的红锈在线监测装置及采样单元制造方法及图纸

本发明专利技术创造提供了一种基于图像分析的红锈在线监测装置及采样单元，包括多个采样单元，通过快速安装接口安装于管道内壁内红锈易发生位置，采集该位置的图像信息，每个采样单元包括壳体、安装在壳体内的图像采集装置、曝光装置，所述图像采集装置和曝光装置；所述壳体上还安装有与图像采集装置和曝光装置对应的可视窗口，采用在线监测方法实现对红锈增长状态的监测，本发明专利技术创造所述的基于图像分析的红锈在线监测装置及采样单元通过图像处理装置分析，进而指示出每个位置的红锈程度，体现出整个系统的红锈状态，用于指导系统的除锈工作，同时图样可通过人机面板进行实时显示，用于人工判断。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像分析的红锈在线监测装置及采样单元
本专利技术创造属于制药设备
，尤其是涉及一种基于图像分析的红锈在线监测装置及采样单元。
技术介绍
制药行业水系统或工艺系统(以后检测系统)通常是采用SS316L不锈钢材质进行建造，系统在长期的运行过程中，在不锈钢管道内壁、泵腔、清洗球、换热器出口、焊接点等位置易出现不锈钢因腐蚀产生的氧化物，在不同腐蚀程度下氧化物颜色不同，统称红锈。红锈在较高运行温度、高频次消毒/灭菌、较大运行压力的系统中更易发生，是不锈钢的晶间腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀等多种腐蚀因素的结果。红锈出现后，随着制药工艺的进行，将影响最终药品的澄清度或药品内出现可见异物，产生质量风险；降低制药设备的性能、药品产能，增加企业的生产能耗；属于FDA和EMEA等法规要求的严重不符合项。系统内红锈程度可分为三个阶段：第一阶段称为一类红锈(迁移型红锈)；第二阶段称为二类红锈(在位附着的氧化物)；第三阶段称为三类红锈(在位附着的黑色氧化物)。通常到达第二阶段后系统就应进行整体的除红锈和重新钝化工作。目前制药行业内离线的水系统的红锈监控或检测方法通常是系统停机后通过人工观察或在系统运行期间用白色过滤介质在水系统出水点进行一定时间的流水过滤，观察白色过滤介质上红锈点残留进行初级检测。人工观察只能是在系统停机后进行，导致生产车间停产。同时人工观察需要拆离系统部件，破坏了系统的密闭性，观察完毕后，系统需要重新消毒或灭菌才可投入使用，增加运行能耗和生产成本。用白色过滤介质过滤的方式只适用于一类迁移型红锈的判断，对二类和三类红锈无法检测到。通常发生一类红锈时不进行除锈工作，而二类和三类红锈又无法进行判断，所以只是一种初级检测手段。目前的在线监控系统有一种美国RCS公司的在线锈蚀监控系统。其原理是通过电化学线性极化电阻法结合溶液阻抗补偿技术进行腐蚀速率检测，通过逻辑运算累计总腐蚀量。优点：在线安装，可在水系统运行状态下，测量瞬时腐蚀速率、精度高，能够输出总的腐蚀量。缺点：在制药行业的水系统或工艺系统进行碱液/酸液清洗、除红锈清洗等过程中无法使用，在上述过程中需要拆除，防止电极损坏或产生假累计量，破坏了系统完整性。由于是通过腐蚀累计量进行的系统红锈状态判断，腐蚀累计量受检测安装位置、系统复杂程度(长度、结构、部件组成)、介质组分变化等影响，易产生偏差。在加上系统停待机状态下的腐蚀累计量的遗漏，因此无法同过累计量准确指示出系统内的红锈程度，无法用于指导水系统的除锈工作。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种基于图像分析的红锈在线监测装置及采样单元，以解决利用现有的人工或者在线监控系统无法对红锈状态进行有效监控的问题。为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：一种基于图像分析的红锈在线监测采样单元，通过快速安装接口安装于管道内壁内红锈易发生位置，采集该位置的图像信息，包括壳体、安装在壳体内的图像采集装置、曝光装置，所述图像采集装置和曝光装置；所述壳体上还安装有与图像采集装置和曝光装置对应的可视窗口。进一步的，所述壳体包括外壳和内壳，所述外壳和内壳之间设有真空层。进一步的，所述壳体设置在水系统外侧的一端还设有辅助散热组件。进一步的，所述壳体内部还设有温度传感器、用于导入散热气体的气体导管；所述壳体内壁上设有散热翅片。进一步的，所述壳体材质采用但不限于SS316L不锈钢，所述可视窗口采用但不限于石英视窗。一种基于图像分析的红锈在线监测装置，包括多个所述的采样单元，以及多个所述采样单元连接的系统控制和图像逻辑处理装置、散热气体控制装置；所述散热气体控制装置包括气体除菌过滤器、调压装置、压力传感器和多通路气体控制阀，所述气体除菌过滤器进气口通过管路连通气源，所述气体除菌过滤器出口通过管路连通调压装置入口，所述调压装置出口经压力传感器进行压力检测后，连通至多通路气体控制阀；所述多通路气体控制阀的出气端通过管路连通至多个采样单元的内气体导管；所述散热气体控制装置的压力传感器、多通路气体控制阀和采样单元内部的温度传感器均连接系统控制和图像逻辑处理装置；采样单元内部的图像采集装置、曝光装置都连接至系统控制和图像逻辑处理装置。相对于现有技术，本专利技术创造所述的基于图像分析的红锈在线监测装置及采样单元具有以下优势：(1)本专利技术创造所述的基于图像分析的红锈在线监测采样单元采用多个在线的安装于水系统内红锈易发生位置(泵腔、换热器出口、供路管道内壁，储罐内壁等)的采样单元，可以对不锈钢内表面的图样进行取样，通过图像处理装置分析，进而指示出每个位置的红锈程度，体现出整个系统的红锈状态，用于指导系统的除锈工作，同时图样可通过人机面板进行实时显示，用于人工判断。(2)本专利技术创造所述的基于图像分析的红锈在线监测采样单元采用SS316L不锈钢与石英材质制作，不受酸碱液影响；采用辅助散热组件和除油除颗粒压缩空气进行采用单元的辅助散热，可在水系统消毒或灭菌状态下使用。(3)本专利技术创造所述的基于图像分析的红锈在线监测装置及采样单元采用系统内多个红锈易发生位置的不锈钢内表面的图像采样，不受系统复杂程度、内部介质组分变化、系统停待机等因素影响，可直观反映检测位置的红锈程度。附图说明构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：图1为本专利技术创造实施例所述的径向采样单元剖视结构图；图2为本专利技术创造实施例所述的轴向采样单元剖视结构图；图3为本专利技术创造实施例所述的基于图像分析的红锈在线监测装置整体结构图；图4为本专利技术创造实施例所述的无红锈状态图像信息处理分析流程图；图5为本专利技术创造实施例所述的红锈增长状态判断方法流程图。附图标记说明：1、辅助散热组件；2、真空层；3、温度传感器；4、气体导管；5、曝光装置；6、可视窗口；7、图像采集装置；8、散热翅片；U1、径向采样单元；U2、轴向采样单元；U3、散热气体控制装置；U4、系统控制和图像逻辑处理装置。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像分析的红锈在线监测采样单元，其特征在于：通过快速安装接口安装于管道内壁内红锈易发生位置，采集该位置的图像信息，包括壳体、安装在壳体内的图像采集装置、曝光装置；/n所述壳体上还安装有与图像采集装置和曝光装置对应的可视窗口。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于图像分析的红锈在线监测采样单元，其特征在于：通过快速安装接口安装于管道内壁内红锈易发生位置，采集该位置的图像信息，包括壳体、安装在壳体内的图像采集装置、曝光装置；
所述壳体上还安装有与图像采集装置和曝光装置对应的可视窗口。


2.根据权利要求1所述的采样单元，其特征在于：所述壳体包括外壳和内壳，所述外壳和内壳之间设有真空层。


3.根据权利要求1所述的采样单元，其特征在于：所述壳体设置在水系统外侧的一端还设有辅助散热组件。


4.根据权利要求1所述的采样单元，其特征在于：所述壳体内部还设有温度传感器、用于导入散热气体的气体导管；
所述壳体内壁上设有散热翅片。


5.根据权利要求1所述的采样单元，其特征在于：所述壳体材质采用SS31...

【专利技术属性】
技术研发人员：康丽娟，孙锐，
申请(专利权)人：孙锐，
类型：新型
国别省市：天津;12