电解槽故障检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了电解槽故障检测系统及方法，通过实时获取并从电解槽的红外热图像中提取出电解槽的边界轮廓以及规格信息；根据规格信息查找电解槽的极板位置，并根据极板位置以及电解槽的边界轮廓确定电解槽各个极板在红外热图像的位置；基于各个极板在红外热图像的位置，统计各个极板在红外热图像的平均亮度，将各个极板的平均亮度分别与预设的亮度阈值进行比较，并根据比较结果判断各个极板是否发生故障，相比现有的人工检测方法，能快速检测出电解槽中是否存在极板中是否存在故障，并对故障极板实现定位。

【技术实现步骤摘要】
电解槽故障检测系统及方法
本专利技术涉及电解槽故障检测
，具体涉及电解槽故障检测系统及方法。
技术介绍
ISA(永久阴极电解，又名艾萨)电解法是现代流行的铜电解提纯法。其特点是阴极为永久性的不锈钢板，在不锈钢阴极板上析出电解铜，然后定期取出剥离作为成品。不锈钢阴极平直，阴极质量高。现有的ISA(永久阴极电解，又名艾萨)电解法为保证日生产总量，降低电能消耗，需要在尺寸一定的电解槽中放置尽量多的极板对数，但出于对生产安全的考虑，通常电解槽中的同极中心距会取80mm-110mm。那么除去阴极和阳极自身的宽度，阴极与阳极相邻表面的距离只有10-20mm。在生产过程中就会出现由于电极放置不正或阴极析出树枝状结晶而引起短路的情况。由于电解车间的电解槽数量多，槽面温度高、酸性液体腐蚀性强、工作环境差，传统工艺中将每个电解槽每根铜棒测量一遍是一个费时费力的工作。对于如何及时发现某个电解槽的某路电解铜棒短路，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了电解槽故障检测系统及方法，用于解决现有的人工检测电解槽的方法效率不高的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种电解槽故障检测系统，包括：采集组件以及与所述采集组件连接的数据处理组件，所述采集组件用于实时获取电解槽的红外热图像，并将所述红外热图像发送给所述数据处理组件；所述数据处理组件用于接收并从所述红外热图像中提取电解槽的边界轮廓以及规格信息，根据所述规格信息查找电解槽的极板位置，并根据所述极板位置以及电解槽的边界轮廓确定各个极板在红外热图像上的位置；基于各个极板在红外热图像上的位置，分别统计各个极板在所述红外热图像上的平均亮度，将各个极板的平均亮度分别与预设的亮度阈值进行比较，根据比较结果判断各个极板是否发生故障。优选的，所述电解槽包括多个，多个电解槽均设置在同一检测区域，所述采集组件设置在所述检测区域顶部；所述数据处理组件还用于获取在所述检测区域的多个电解槽的预置位，并将所述预置位发送给所述采集组件；所述采集组件用于根据所述预置位依次对多个电解槽做间歇性的、周期性的扫描运动，以获取多个电解槽的红外热图像。优选的，所述采集组件包括带水平俯仰调节的精密转台以及设置在所述精密转台上的带有短焦红外摄像头和长焦红外摄像头的双目红外探测器，所述精密转台与所述双目红外探测器均与所述数据处理组件连接；所述数据处理组件用于将多个电解槽的预置位依次发送给所述精密转台，并控制所述精密转台依次旋转与所述预置位对应的角度，以使所述双目红外探测器扫描到所述预置位对应的电解槽；所述双目红外探测器用于扫描多个电解槽的红外热图像，并将多个电解槽的红外热图像发送给所述数据处理组件。优选的，所述数据处理组件包括边界轮廓提取模块，所述边界轮廓提取模块用于通过Canny(坎尼)边缘检测算法检测出所述红外热图像的边缘像素；基于所述边缘像素，并采用hough变换(霍夫变换)识别图像中的直线段；并根据先验知识从所述直线段中筛选出电解槽的边界轮廓，其中，所述先验知识包括方向约束、平行约束以及设备安装约束。优选的，所述数据处理组件包括滤波定位模块，所述滤波定位模块用于沿极板朝向方向对所述红外热图像进行均值滤波；沿金属棒裸露区域对均值滤波后的红外热图像进行方向滤波；结合获取得到的所述极板位置在滤波后的红外热图像中电解槽的边界轮廓中均匀地分割出各个极板的位置。优选的，所述数据处理组件用于当任一极板的平均亮度大于所述亮度阈值时，判断所述极板存在短路故障，所述亮度阈值＝所述电解槽内的平均亮度均值+调节系数×所述电解槽内的亮度方差，其中，所述调节系数为大于1的正数。一种电解槽故障检测方法，包括以下步骤：实时获取电解槽的红外热图像，并从所述红外热图像中提取电解槽的边界轮廓以及规格信息；根据所述规格信息查找电解槽的极板位置，并根据所述极板位置以及电解槽的边界轮廓确定各个极板在红外热图像上的位置；基于各个极板在红外热图像上的位置，分别统计各个极板在所述红外热图像上的平均亮度，将各个极板的平均亮度分别与预设的亮度阈值进行比较，当任一极板的平均亮度大于所述亮度阈值时，判断所述极板存在短路故障。优选的，所述电解槽包括多个，且多个电解槽均设置在同一检测区域，获取电解槽的红外热图像，具体包括以下步骤：获取多个电解槽在所述检测区域的预置位；根据所述预置位驱动设置在所述检测区域顶部的双目红外探测器依次对多个电解槽做间歇性的、周期性的扫描运动，以获取多个电解槽的红外热图像。优选的，从所述红外热图像中提取电解槽的边界轮廓，具体包括以下步骤：通过Canny边缘检测算法检测出所述红外热图像的边缘像素；基于所述边缘像素，并采用hough变换识别图像中的直线段；使用先验知识从所述直线段中筛选出电解槽的边界轮廓，其中，所述先验知识包括如方向约束、平行约束以及设备安装约束。优选的，根据所述极板位置以及电解槽的边界轮廓确定电解槽各个极板在红外热图像的位置，具体包括以下步骤：沿极板朝向的方向对所述红外热图像进行均值滤波；沿金属棒裸露区域对均值滤波后的红外热图像进行方向滤波；结合获取得到的所述极板位置在所述红外热图像中电解槽的边界轮廓中均匀地分割出每根极板的位置。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术中的电解槽故障检测系统及方法，通过实时获取并从电解槽的红外热图像中提取出电解槽的边界轮廓以及规格信息；根据规格信息查找电解槽的极板位置，并根据极板位置以及电解槽的边界轮廓确定电解槽各个极板在红外热图像的位置；基于各个极板在红外热图像的位置，统计各个极板在红外热图像的平均亮度，将各个极板的平均亮度分别与预设的亮度阈值进行比较，并根据比较结果判断各个极板是否发生故障，相比现有的人工检测方法，能快速检测出电解槽中是否存在极板中是否存在故障，并对故障极板实现定位。2、在优选方案中，本专利技术中的电解槽故障检测系统及方法通过将设置在所述检测区域顶部的双目红外探测器，并根据位置信息驱动设置在检测区域顶部的双目红外探测器拍摄依次对多个电解槽做间歇性的、周期性的扫描运动，以获得包含多个电解槽的红外热全景图，并同时对红外热全景图中的多个电解槽进行故障检测，进一步提高了检测的工作效率，此外，通过将长焦和短焦相结合的双目红外探测器设置检测区域顶部，能进一步提高光电探测时的定位精度，扩大了探测视角并且降低了探测成本。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术中的一种电解槽故障检测系统的结构简图；图2是本专利技术优选实施例中的一种电解槽故障检测系统的结构图；图3是本专利技术优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解槽故障检测系统，其特征在于，包括：采集组件以及与所述采集组件连接的数据处理组件，所述采集组件用于实时获取电解槽的红外热图像，并将所述红外热图像发送给所述数据处理组件；/n所述数据处理组件用于接收并从所述红外热图像中提取电解槽的边界轮廓以及规格信息，根据所述规格信息查找电解槽的极板位置，并根据所述极板位置以及电解槽的边界轮廓确定各个极板在红外热图像上的位置；基于各个极板在红外热图像上的位置，分别统计各个极板在所述红外热图像上的平均亮度，将各个极板的平均亮度分别与预设的亮度阈值进行比较，根据比较结果判断各个极板是否发生故障。/n

【技术特征摘要】
1.一种电解槽故障检测系统，其特征在于，包括：采集组件以及与所述采集组件连接的数据处理组件，所述采集组件用于实时获取电解槽的红外热图像，并将所述红外热图像发送给所述数据处理组件；
所述数据处理组件用于接收并从所述红外热图像中提取电解槽的边界轮廓以及规格信息，根据所述规格信息查找电解槽的极板位置，并根据所述极板位置以及电解槽的边界轮廓确定各个极板在红外热图像上的位置；基于各个极板在红外热图像上的位置，分别统计各个极板在所述红外热图像上的平均亮度，将各个极板的平均亮度分别与预设的亮度阈值进行比较，根据比较结果判断各个极板是否发生故障。


2.根据权利要求1所述的电解槽故障检测系统，其特征在于，所述电解槽包括多个，多个电解槽均设置在同一检测区域，所述采集组件设置在所述检测区域顶部；
所述数据处理组件还用于获取在所述检测区域的多个电解槽的预置位，并将所述预置位发送给所述采集组件；
所述采集组件用于根据所述预置位依次对多个电解槽做间歇性的、周期性的扫描运动，以获取多个电解槽的红外热图像。


3.根据权利要求2所述的电解槽故障检测系统，其特征在于，所述采集组件包括带水平俯仰调节的精密转台以及设置在所述精密转台上的带有短焦红外摄像头和长焦红外摄像头的双目红外探测器，所述精密转台与所述双目红外探测器均与所述数据处理组件连接；
所述数据处理组件用于将多个电解槽的预置位依次发送给所述精密转台，并控制所述精密转台依次旋转与所述预置位对应的角度，以使所述双目红外探测器扫描到所述预置位对应的电解槽；
所述双目红外探测器用于扫描多个电解槽的红外热图像，并将多个电解槽的红外热图像发送给所述数据处理组件。


4.根据权利要求1所述的电解槽故障检测系统，其特征在于，所述数据处理组件包括边界轮廓提取模块，所述边界轮廓提取模块用于通过Canny边缘检测算法检测出所述红外热图像的边缘像素；基于所述边缘像素，并采用hough变换识别图像中的直线段；并根据先验知识从所述直线段中筛选出电解槽的边界轮廓，其中，所述先验知识包括方向约束、平行约束以及设备安装约束。


5.根据权利要求1所述的电解槽故障检测系统，其特征在于，所述数据处理组件包括滤波定位模块，所述滤波定位模块用于沿极板朝向方向对所述红外热图像进行均值滤波；沿金属棒裸露区域对均...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海根，陈小天，贺遵亮，黄营磊，邱程，李阳，秦江山，朱乔，贺伟，刘申耀，
申请(专利权)人：湖南傲英创视信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43