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      工業連接和智能傳感論壇
      機器視覺

      監測機器微小振動的圖像動態,保障機器的正常運行!

        2021年04月08日  

        眾所周知,任何機器的運轉都會產生振動,有些振動代表運行正常,而有些振動則表示故障的初始信號。在預測維護領域,檢測振動特征是診斷過程的關鍵因素,通過振動檢測可以確定并緩解問題,以免發生更嚴重的事件。美國菲力爾通過感應、放大和測量細微運動,使用戶可以看到工廠資產(例如機器)上的振動特征,保障機器的正常運行。

      傳統檢測費時費力,停機成本高昂

        傳統檢測機器震動的方法是在機器上部署有線傳感器(例如接觸式加速計)監視出現的振動。在從傳感器獲取數據后,對該數據進行工作振型分析,以呈現機器運動的動畫模型,從而使振動模式可視化。

        但是據RDI Technologies(美國田納西州諾克斯維爾)的創始人和CEOJeff Hay博士稱,該技術不僅需要花時間從多個點處采集測量數據,而且還需要能接觸機器。在機器不便接觸或根本接觸不到時(機器前方有重重障礙或玻璃),該技術往往沒有使用的可能性。另外,傳統的接觸式測量在安裝加速計時經常需要機器停止運行,致使產生因停工而帶來的高昂成本。

        為此,RDI Technologies的工程師開發出了一款名為Iris M的革命性非接觸式視頻處理系統,該系統使用FLIR機器視覺相機感應、放大和測量機器引起的細微振動,消除了使用早期技術本身固有的缺陷。

        Iris M系統使用裝在Vanguard三腳架上的FLIR 2.3Mpixel Grasshoppper3相機,此相機以默認分辨率為1920x1050、速度為120幀/秒的規格獲取單色圖像數據。

        從相機獲取的數據將通過USB 3.0接口傳輸到平板電腦上,在此使用公司專用軟件進行分析,使用戶可以看到工廠資產(例如機器)上的振動特征。

      選擇FLIR機器視覺相機的原因

        在Iris M系統中,FLIR機器視覺相機相當于數據獲取的設備,它收集視頻圖像,然后從中提取和分析運動。FLIR 2.3Mpixel Grasshoppper3 GS3-U3-23S6M-C相機裝在Vanguard三腳架上,以默認分辨率為1920x1050、速度為120 幀/秒的規格獲取單色圖像數據。 獲取后的數據會通過防脫落電纜經USB 3.0接口從相機傳輸到Getac F110或Microsoft Surface Book的平板電腦上。

        Iris M系統能夠直接從圖像點測量可用于量化運動的工廠資產絕對位移,而非解釋該點測量來確定運動種類和呈現的錯誤。

        “然后電腦軟件Motion Amplification的專用視頻處理算法會使機器振動可視化。它將逐幀分析每幅圖像的像素,確定場景中哪些部分在移動。接下來,它將場景中所有運動振幅的幅度更改放大至肉眼可見的程度,從而加強對引起任何振動的組件之間的理解,”Hay 博士說道。

        通過使用電腦上運行的圖形用戶界面,用戶可以選擇圖像的某一部分進行下一步分析。該系統軟件將顯示與這些區域關聯或與時間相關的強度數據。然后可以使用各種數學函數(例如快速傅里葉變換,又稱 FFT),將與時間相關的強度數據集轉換為與頻率相關的強度數據。隨后將向用戶呈現場景所選部分不同頻率的絕對未放大振幅和振動階段。

      Iris M系統靈敏度高,可推廣更多行業

        自從2016年第3季度發布以來,Iris M系統已經改變了行業內人士使用機器監控觀察振動的方式。該系統不僅易于使用,還可反饋給用戶可見的、簡單明了的視頻圖像,以便用戶更好地了解設備運行狀況。

        據Hay博士稱,選擇FLIR Grasshopper相機已成為該系統大獲成功的一個關鍵性原因。該相機具有12 位動態范圍,可以捕獲圖像中亮光照射和黑暗區域之間像素強度的細微差別,使該系統軟件相比于其他軟件能夠提取更詳細的變化情況。

        Grasshopper相機系列將最新的CCD和CMOS技術與PointGrey的專門技術相結合,實現了高性能、高質量的成像。

        但同樣重要的是MotionAmplification算法本身,“得益于這套獨特的算法,Iris在測量位移方面比傳統基于圖像的測量工具要大約靈敏100倍。另外,在必要時,IrisM能夠直接從圖像點測量,可用于量化運動的絕對位移,而不必通過解釋該點測量來確定運動種類和呈現的錯誤,”他說。

        這種技術的另一大好處就是數據反饋的速度和數據的詳細程度。與傳統的接觸式測量系統不同,它還可以擴展,因為可以同時測量相機視野內的所有資產振動。另外,它還使自己成為技術人員和非技術人員用戶之間良好的溝通工具,因為任何資產的任何問題根源都可直接在視頻中看到。

        新系統已在各種實用應用中部署,除執行對工業資產(例如機器)的狀態監控外,IrisM系統也可用于分析橋梁、建筑和相似結構的結構完整性。此外,它還可以用于生物醫學監控應用,以評估個體呼吸作用。

      標簽:FLIR我要反饋
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