基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置、系統

本發明涉及注水泵檢測的，具體而言，涉及一種基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置。

背景技術：

1、水驅開采技術是石油開采中一種被廣泛應用的技術，其原理是通過在油層中注入具有一定壓力的水來增加井口壓力，促使石油從油層運移到井口，從而實現便于開采的目的。由于注水壓力一般在十幾兆帕左右，注水壓力大，注水泵的機械密封會有水從密封處滲出。柱塞泵呲漏的水量是客觀存在的，但呲漏水量的大小卻決定著注水泵的工況好壞。呲漏水量過少對柱塞泵不好，而呲漏水量過大，也說明柱塞泵的密封出現了問題。滲水量如果處于一個合理的滲漏量區間內，油田系統會認為注水泵工況良好。如何檢測滲漏水量成為了油田注水系統的一個難題。

2、然而，現有的注水泵泄漏量的壓力檢測多采用接觸式傳感器進行。該類方法存在的問題主要有：(1)所注的水中含有一些雜質，若直接滴落到傳感器表面，通過接觸式測量，有可能對傳感器造成腐蝕性損害，進而影響整個檢測系統的生命周期。(2)水滴的質量約為50mg，一般的傳感器測量精度不滿足使用要求。

技術實現思路

1、本發明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

2、為此，本發明的目的在于提出一種基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置。

3、為了實現上述目的，本發明的技術方案，提供了一種基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置，包括：工業視覺壓力檢測模塊和plc控制模塊；所述工業視覺壓力檢測模塊包括圖像源模塊、快速匹配模塊、條件檢測模塊、第一變量計算模塊、第二變量計算模塊、耗時統計模塊、和第三變量計算模塊；所述圖像源模塊，用于對拍照的基本參數進行設置，并對注水泵泄漏的水進行實時拍照；所述快速匹配模塊，用于建立注水泵泄漏的水為水滴或水柱時對應的圖片模板；所述條件檢測模塊，用于檢測拍照獲得的每一張圖片與所述圖片模板是否匹配；當檢測到有任意一張圖片與注水泵泄漏的水為水柱時對應的圖片模板相匹配時，發送控制注水泵停止運行的信息至所述plc控制模塊；反之，將檢測結果發送至所述第一變量計算模塊；所述第一變量計算模塊，用于統計所述圖像源模塊開始工作后的一段時間內所實時拍攝的圖片的總數量n，并將所述總數量n發送至第二變量計算模塊；所述第一變量計算模塊，還用于接收所述檢測結果，并根據所述檢測結果統計與所述圖片模板相匹配的數量nok，并將所述數量nok發送至第二變量計算單元；所述第二變量計算模塊，用于接收所述總數量n和所述數量nok，根據所述總數量n和所述數量nok計算與所述圖片模板不相匹配的數量nng、以及該工作時間段內與所述圖片模板相匹配的合格率r，并將所述合格率r發送至所述第三變量計算模塊；所述耗時統計模塊，用于統計從所述圖像源模塊拍攝的第一張圖片至拍攝的第n張圖片所消耗的總時間t，并將所述總時間t發送至所述第三變量計算模塊；所述第三變量計算模塊，根據所述數量nok以及所消耗的時間t，計算單位時間內的合格率r1并將所述合格率r1發送至plc控制模塊；所述plc控制模塊，用于接收所述合格率r1，并判斷所述合格率r1是否在預設范圍內；當所述合格率r1在預設范圍內時，控制注水泵繼續運行；當所述合格率r1不在預設范圍內時，控制注水泵停止運行；所述plc控制模塊，還用于在接收到控制注水泵啟停信息時，控制注水泵啟動或停止運行。

4、優選地，所述的基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置，還包括：hmi模塊；所述hmi模塊，用于接收用戶輸入的注水現場的注水泵泄漏壓力控制參數，并顯示所述注水泵泄漏壓力控制參數；所述hmi模塊，還用于將所述注水泵泄漏壓力控制參數發送至所述plc控制模塊；所述plc控制模塊，還用于接收所述注水泵泄漏壓力控制參數，并根據所述注水泵泄漏壓力控制參數計算所述預設范圍。

5、優選地，所述plc控制模塊，還用于根據所述合格率r1計算注水現場的注水泵實際的泄漏壓力參數，并將所述注水泵實際的泄漏壓力參數反饋給所述hmi模塊；所述hmi模塊，還用于顯示所述注水泵實際的泄漏壓力參數。

6、優選地，所述工業視覺壓力檢測模塊、plc控制模塊、和hmi模塊分布于同一網段，并統一連接至工業網關上；所述工業網關連接至遠端服務器。

7、優選地，所述工業視覺壓力檢測單元采用工業相機來實現。

8、優選地，所述基本參數包括：相機所拍圖片的格式、相機的曝光時間、相機的幀率、以及相機的觸發模式。

9、本發明的技術方案，還提供了一種基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制系統，包括：如上述任一技術方案中所述的基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置；云平臺；用戶現場終端；所述云平臺，用于接收所述工業視覺壓力檢測模塊、plc控制模塊、和hmi模塊發送的注水現場的所有控制信號與控制參數；所述用戶現場終端，用于接收用戶輸入的查詢注水現場的所有控制信息和控制參數的指令，并顯示查詢結果。

10、本發明的有益效果：

11、(1)本發明提供的基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置，基于工業視覺進行壓力檢測，不與泄漏的水相接觸，使得整個裝置的工作時間久，進而大大地延長了整個裝置的使用壽命，同時對注水泵泄漏量進行壓力檢測的準確度高。

12、(2)本發明提供的基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制系統，整個系統集成了工業視覺、工業互聯網、plc控制技術、hmi技術和云計算，并基于云平臺的遠程監控技術去實現遠程監控，易于實現無人化管理，大大地節約了人力資源成本。

13、(3)本發明也可應用到其它流體壓力檢測領域。

14、本發明的附加方面和優點將在下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

技術特征：

1.一種基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置，其特征在于，包括：工業視覺壓力檢測模塊和plc控制模塊；所述工業視覺壓力檢測模塊包括圖像源模塊、快速匹配模塊、條件檢測模塊、第一變量計算模塊、第二變量計算模塊、耗時統計模塊、和第三變量計算模塊；

2.根據權利要求1所述的基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置，其特征在于，還包括：hmi模塊；

3.根據權利要求2所述的基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置，其特征在于，所述plc控制模塊，還用于根據所述合格率r1計算注水現場的注水泵實際的泄漏壓力參數，并將所述注水泵實際的泄漏壓力參數反饋給所述hmi模塊；

4.根據權利要求1至3中任一項所述的基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置，其特征在于，所述工業視覺壓力檢測模塊、plc控制模塊、和hmi模塊分布于同一網段，并統一連接至工業網關上；所述工業網關連接至遠端服務器。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置，其特征在于，所述工業視覺壓力檢測單元采用工業相機來實現。

6.根據權利要求5所述的基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置，其特征在于，所述基本參數包括：相機所拍圖片的格式、相機的曝光時間、相機的幀率、以及相機的觸發模式。

7.一種基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制系統，其特征在于，包括：

技術總結
本發明提供一種基于工業視覺的注水泵泄漏壓力檢測與控制裝置。該裝置包括工業視覺壓力檢測模塊和PLC控制模塊；圖像源模塊對拍照基本參數進行設置，并對注水泵泄漏的水進行實時拍照；快速匹配模塊建立注水泵泄漏的水為水滴或水柱時對應的圖片模板；條件檢測模塊檢測拍照獲得的每一張圖片與圖片模板是否匹配；第一變量計算模塊統計一段時間內所實時拍攝的圖片總數量N；第一變量計算模塊統計與圖片模板相匹配的數量N<subgt;OK</subgt;；第二變量計算模塊計算與圖片模板不相匹配的數量N<subgt;NG</subgt;、與圖片模板相匹配的合格率R；耗時統計模塊統計總消耗時間T；第三變量計算模塊計算單位時間內的合格率R<subgt;1</subgt;；當合格率R<subgt;1</subgt;在預設范圍內時PLC控制模塊控制注水泵繼續運行，反之控制注水泵停止運行。本發明填補了采用非接觸方式對注水泵泄漏量進行壓力檢測的技術空白。

技術研發人員：曲奕凝,王超
受保護的技術使用者：遼寧機電職業技術學院
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13