【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水泵填料函渗漏量的测定方法、设备及存储介质，属于图像处理和泵站监测。
技术介绍
1、水泵填料函经过长时间的运转会导致填料磨损，造成漏水量较大的问题，影响水泵的正常运行；同时，如果填料压得太紧，填料函漏水量过小，润滑冷却条件变坏，填料易磨损发热而损坏。因此对水泵填料函渗漏量的检测尤为重要。目前检测填料函漏水状况主要依靠人工定期检查，不能够及时发现渗漏量异常情况，对水泵的安全运行产生了一定影响。
2、在现有技术中，如中国专利cn 203639993u，公开了一种泵站填料函漏水检测装置，包括安装套和储水盒。储水盒底部一侧连接有排水管，储水盒另一侧安装漏水感应盒，储水盒上部一侧开设溢流孔，漏水感应盒内部安装有液位感应器，漏水感应盒上安装有警报器。通过将漏水量的变化转化成漏水感应盒内的液位变化，从而触发警报器启动，能够在填料函漏水异常时及时发现并进行维护处理。该装置虽然在填料函漏水检测方面效果显著，但仍存在一些不足。首先该装置检测到填料函异常情况需要一定时间，储水盒达到报警液位后水泵填料函已异常工作许久，不能被及时发现。其次，此装置只能发现填料函漏水量大时的故障问题，不能发现填料函渗漏量过小时的故障。
3、随着现有图像识别技术的发展，利用图像处理检测漏水的方法的出现可以代替人工定期检查，但现有技术中往往为检测是否漏水的定性判断，对漏水量的定量检测很少，而对于水泵填料函渗漏量来说过多、过少都是不利于水泵的运行，因此需要进一步的定量分析。
技术实现思路
2、本专利技术采取的技术方案为:
3、一种水泵填料函渗漏量的测定方法，包括步骤如下：
4、s1. 在水泵填料函旁放置一标尺，并在填料函前方选择合适位置设置摄像机，调整摄像机的焦距，确保能够清晰拍摄到填料函的渗漏情况和标尺的示数；
5、s2. 摄像机每隔半小时拍摄一条固定时长的短视频，记录当前时段内填料函渗漏时水滴滴落的过程，对采集到的影像资料进行预处理，对预处理后的时序图像中水滴滴落的图像进行分析，选择包含水滴落下时距离填料函1-5cm的关键帧，提取用于识别水滴滴落时的特征；
6、s3. 将采集到的若干个记录水泵填料函的短视频作为相对应的训练样本数据，输入卷积神经网络对提取出的水滴滴落时距填料函1-5cm的关键帧进行区分与识别，构建水泵填料函渗漏检测模型；
7、s4. 使用训练好的水泵填料函渗漏量检测模型对水滴滴落的关键帧图像进行识别，将每个短视频中的所有帧中的水滴滴落时距离填料函1-5cm的帧数进行汇总，计算得出一分钟内填料函渗漏的水滴总数，计算方法如下：
8、对于每个短视频，逐帧处理并识别出关键帧，识别出的关键帧数量即为追踪到的水滴数 k；
9、对于每个被追踪的水滴，记录其关键帧的时间点 tj（其中 j 表示水滴的序号），则相邻两个水滴的滴落时间间隔为 δtj=tj+1tj（其中 j=1,2,…,k1，k 为水滴总数）；
10、确定所有水滴的滴落时间间隔的总和，公式为：
11、；
12、根据时间间隔的总和和每分钟的时间长度（60秒）来计算每分钟内的水滴总数。设每分钟内的水滴总数为 n，则有:
13、；
14、s5.根据每分钟的水滴总数及前后时间段的变化趋势，判断填料函渗漏水量异常情况，
15、计算机统计经每次检测后计算出的每分钟水滴总数，绘制图表进行结果的展示，填料函每分钟渗漏的水量以30—60滴为正常运行的水泵，如果渗漏量小于30滴每分钟则说明泵润滑冷却条件变坏，或者渗漏量大于60滴每分钟则说明泵漏太多，均需启动报警。
16、上述方法中，步骤s2所述的短视频的固定时长为10s。所述的预处理包括视频分解、图像灰度化、图像去噪，所述视频分解的作用为将捕获的短视频分解为一系列的图像帧，视频分解使用视频处理库（如opencv）读取视频文件，逐帧提取。
17、步骤s3中水泵填料函渗漏检测模型的构建是将预处理后的图像输入到卷积神经网络中交替分布的卷积层和池化层，获取池化后的特征图，将池化后的特征图输入到卷积神经网络中的全连接层，获取全连接层的图像特征张量，再使用softmax函数得到图像属于各个类别的概率，使用反向传播算法，将损失值逐层传递回网络，并根据反向传播得到的梯度，使用优化算法（如sgd、adam等）更新网络的权重和偏置，获得最终模型。
18、一种水泵填料函渗漏量的测定设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
19、一种水泵填料函渗漏量的测定存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的方法。
20、本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术可利用图像识别的方法进行定量分析，即渗漏量检测，不仅可以检测到填料函渗漏量增大的情况，也可以检测到填料函渗漏量出现减小的情况，填补了现有技术的空白，为水泵运行提供坚实保障，在后期也可用于水管、阀门的渗漏量检测，具有一定的应用前景。
22、本专利技术可以实时在线监测和计算水泵填料函的渗漏量，提高了监测的实时性与准确性，发现异常情况可以及时采取应对措施，保障了水泵的安全运行。
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1.一种水泵填料函渗漏量的测定方法，其特征是，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种水泵填料函渗漏量的测定方法，其特征是，步骤S2所述的短视频的固定时长为10s。
3.根据权利要求1所述的一种水泵填料函渗漏量的测定方法，其特征是，步骤S2所述的预处理包括视频分解、图像灰度化、图像去噪。
4.根据权利要求3所述的一种水泵填料函渗漏量的测定方法，其特征是，所述视频分解的作用为将捕获的短视频分解为一系列的图像帧，视频分解使用视频处理库读取视频文件，逐帧提取。
5.根据权利要求1所述的一种水泵填料函渗漏量的测定方法，其特征是，步骤S3中水泵填料函渗漏检测模型的构建是将预处理后的图像输入到卷积神经网络中交替分布的卷积层和池化层，获取池化后的特征图，将池化后的特征图输入到卷积神经网络中的全连接层，获取全连接层的图像特征张量，再使用softmax函数得到图像属于各个类别的概率，使用反向传播算法，将损失值逐层传递回网络，并根据反向传播得到的梯度，使用优化算法更新网络的权重和偏置，获得最终模型。
6.根据权利要求1所述的一种水泵填料
7.一种水泵填料函渗漏量的测定设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述的方法。
8.一种水泵填料函渗漏量的测定存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种水泵填料函渗漏量的测定方法，其特征是，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种水泵填料函渗漏量的测定方法，其特征是，步骤s2所述的短视频的固定时长为10s。
3.根据权利要求1所述的一种水泵填料函渗漏量的测定方法，其特征是，步骤s2所述的预处理包括视频分解、图像灰度化、图像去噪。
4.根据权利要求3所述的一种水泵填料函渗漏量的测定方法，其特征是，所述视频分解的作用为将捕获的短视频分解为一系列的图像帧，视频分解使用视频处理库读取视频文件，逐帧提取。
5.根据权利要求1所述的一种水泵填料函渗漏量的测定方法，其特征是，步骤s3中水泵填料函渗漏检测模型的构建是将预处理后的图像输入到卷积神经网络中交替分布的卷积层和池化层，获取池化后的特征图，将池化后的特征图输入到卷积神经网络中的全连接层，获取全连接层的图像特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李合营，王鹏冲，张永忠，杨志斌，崔苗苗，
申请(专利权)人：山东锋士信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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