具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

目前，全路铁路专用压力表检定基本采用人工手动检定方式，由于铁路机械指针铁路专用压力表类型繁多、数量庞大，人工铁路专用压力表检定工作十分繁琐，占用了大量的人力物力。另外，人工检定仪表还存在如下问题：人工目视读表的精度低、可靠性差、重复性差；检定人员的劳动强度大、检定时间长、工作效率低；只能进行有限位置的定点检定，灵活性和通用性差；手工计算效率低，且只能给出单点误差值。

故针对人工手动铁路专用压力表检定的问题，本发明提供了一种基于图像分割的压力表自动检定系统。该压力表自动检定系统一方面能够实现自动加压、保压和泄压；另一方面还能够利用基于图像分割技术自动识读压力表的示值；另外还可以根据《机车车辆专用铁路专用压力表检定规程》(JJG(铁道)193-2017)，自动计算系统误差。

参阅图1-图4，本发明提供了一种压力表自动检定系统，包括程控造压装置10、压力表示值识读装置20、柔性轻敲机构30、检定控制器装置40、压力传感器装置50和误差分析处理装置60，其中，检定控制器装置40通过数据线和程控造压装置10、柔性轻敲机构30、压力传感器装置50、压力表示值识读装置20以及误差分析处理装置60相连接。

待检测压力表设置在程控造压装置10上，程控造压装置10用于在检定工艺流程中调节自身的压力，并根据不同检定工艺流程要求自动加压、保压以及泄压；压力表示值识读装置20用于自动识读压力表的示值；柔性轻敲机构30贴装在压力表表盘外侧，根据检定工艺流程对压力表表盘进行敲击，柔性轻敲机构30设置在程控造压装置10上；检定控制器装置40根据保存的数据控制程控造压装置10调节压力；压力传感器装置50用于检测程控造压装置10产生的标准压力数值，压力传感器设置在程控造压装置10上；误差分析处理装置60用于对压力表示值识读装置20识读的数值和压力传感器装置50检测的标准压力数值进行误差分析，实现压力表自动检定。

本实施例所提供的一种压力表自动检定系统，通过设置程控造压装置10可以实现在压力表检定工艺流程中进行自动加压、保压以及泄压，并通过压力表示值识读装置20实现对压力表自动识读示值，并将压力表示值输出给误差分析处理装置60，可以进行自动计算分析压力表自动检定系统中的误差。大大提高了对压力表检定的工作效率，且该压力表自动检定系统具有设备简单，成本较低，误差计算准确等优点。

在本实施例中，检定工艺流程是检定控制器装置40用来控制程控造压装置10进行压力调节的依据，通过程控造压装置10调节压力，从而控制整个检定工艺流程。且检定工艺流程是根据《机车车辆专用铁路专用压力表检定规程》(JJG(铁道)193-2017)规定制作的。

在一个实施例中，程控造压装置10包括加压模块、泄压模块和保压模块，加压模块与保压模块相连接，保压模块与泄压模块相连接，其中待检测压力表和压力传感器装置50设置在保压模块上；加压模块在检定工艺流程中给压力表自动检定系统加压，泄压模块在检定流程中给压力表自动检定系统泄压，保压模块在检定流程中防止气压波动。

其中，待检测压力表包括但不限于铁路专用压力表70，在本实施例中待测压力表以铁路专用压力表70为例说明。若需要检定其他压力表，可根据检定工艺流程更换待测压力表。

在一个实施例中，加压模块包括压缩机和快接插头，压缩机和快接插头相连接；保压模块包括储气罐和安全阀，安全阀设置在储气罐上；泄压模块包括电动泄压阀、单向阀以及机械泄压阀，电动泄压阀、单向阀以及机械泄压阀均设置在储气罐上；快接插头和单向阀相连接。

如图2所示，具体地，程控造压装置10主要由压缩机、储气罐以及泄压阀组成，压缩机包括但不限于往复活塞式压缩机101，本实施例以往复活塞式压缩机101为例说明；泄压阀包括但不限于电动泄压阀103以及机械泄压阀，本实施例以电动泄压阀103为例说明。其中，复活塞式压缩机101作为加压模块用来给程控造压装置10进行加压，电动泄压阀103作为泄压模块用来给程控造压装置10进行泄压，储气罐102作为保压模块用来给程控造压装置10进行保持压力稳定，防止气压波动。

如图2所示，往复活塞式压缩机101通过快插接头104和单向阀105连接在储气罐102上，快接插头104可以在设备检修过程或中快速拆装往复活塞式压缩机101，而单向阀105可以避免储气罐102中的高压气体逆流进入往复活塞式压缩机101，从而导致往复活塞式压缩机101启动困难。电动泄压阀103安装在储气罐102的另一侧，电动泄压阀103可以根据检定工艺流程适时给储气罐102泄压。储气罐102底部安装机械泄压阀106，顶部安装安全阀107。其中，机械泄压阀106在压力表自动检定系统异常或在压力表自动检定系统检修时用于泄放储气罐102中的压缩空气，另外还可以用于排放储气罐102中的凝结水。而安全阀107能够在压力表自动检定系统压力超过限定值后自动泄压，来确保压力表自动检定系统安全。

在一个实施例中，压力表示值识读装置20包括表盘对位模块、工业相机204以及算法处理模块；工业相机204设置在表盘对位模块上，算法处理模块通过数据线与表盘对位模块相连接；表盘对位模块移动控制工业相机204对准铁路专用压力表70的中心，工业相机204用于读取铁路专用压力表70的表盘图像信息，算法处理模块接收工业相机204读取的铁路专用压力表70的表盘图像信息并进行算法处理。

在一个实施例中，表盘对位模块包括三维精密位移滑台201、压力表快速接头202以及涂黑背板203，压力表快速接头202和涂黑背板203设置在程控造压装置10上，铁路专用压力表70连接压力表快速接头202，工业相机204设置在三维精密位移滑台201上，通过调节三维精密位移滑台201达到工业相机204的光轴垂直且通过铁路专用压力表70的表盘的旋转中心，涂黑背板203阻挡环境杂散光线进入工业相机204。

在一个实施例中，算法处理模块包括图像分割算法单元205和示值识读算法单元206；工业相机204读取压力表的表盘图像信息通过图像分割算法单元205进行分割，示值识读算法单元206进行仪表信息识读，将识读后的信息传输给误差分析处理装置60。

具体地，压力表示值识读装置20包括表盘对位模块、工业相机204以及算法处理模块。其中，表盘对位模块包括三维精密位移滑台201、压力表快速接头202以及涂黑背板203，用于读取压力表表盘图像的工业相机204设置在三维精密位移滑台201上，通过调节三维精密位移滑台201达到工业相机204的光轴垂直且通过压力表表盘的旋转中心，涂黑背板203阻挡环境杂散光线进入工业相机204。

如图3所示，铁路专用压力表70通过压力表快速接头202安装在程控造压装置10上，工业相机204设置在三维精密位移滑台201上。涂黑背板203设置在程控造压装置10上，涂黑背板203阻挡环境杂散光线进入工业相机204。算法处理模块包括图像分割算法单元205和示值识读算法单元206。工业相机204读取压力表的表盘图像信息传输给图像分割算法单元205并通过图像分割算法单元205进行分割，图像分割算法单元205将分割后的图像信息传输给示值识读算法单元206，示值识读算法单元206完成对仪表信息的识读。示值识读算法单元206将识读后的信息传输给误差分析处理装置60。其中，误差分析处理装置60可以根据《机车车辆专用铁路专用压力表检定规程》(JJG(铁道)193-2017)自动对检定误差进行分析。

如图4所示，在一个实施例中，柔性轻敲机构30包括敲击组件和柔性悬臂结构303；其中，敲击组件包括振动马达301和减震垫302，敲击组件安装在柔性悬臂结构303上；在检定工艺流程中，敲击组件贴装在铁路专用压力表70的表盘外侧，对铁路专用压力表70表盘进行敲击。

在一个实施例中，压力传感器装置50通过快接插头连接在储气罐102上，压力传感器装置50所检测的气压数值作为标准气压数值并通过数据线传输给误差分析处理装置60。

在一个实施例中，铁路专用压力表和压力传感器装置50通过快接插头连接在储气罐102上，压力传感器装置50作为检测标准提供精准气压值。压力传感器装置50所检测的气压数值作为标准气压数值并通过数据线传输给误差分析处理装置60。而铁路专用压力表70作为被检定的设备，其表盘示值获取的途径是由安装在三维精密位移滑台201上的工业相机204在检定控制器的控制下读取铁路专用压力表70的表盘图像信息，并通过图像分割算法单元205中的图像分割算法进行两次分割，第一次从仪表表盘中对刻度线进行分割，提取刻度线及其背景的数据块；第二次利用自适应算法从数据块中提取刻度线和指针信息，进而实现仪表信息识读，并将信息上传至误差分析处理装置60。

本实施例还提供一种压力表自动检定方法，包括以下步骤：压力表示值识读装置20读取压力表的表盘示值，压力传感器装置50检测程控造压装置10产生的压力值；柔性轻敲机构30敲击待测压力表，压力表示值识读装置20读取待测压力表被敲击后的表盘示值；程控造压装置10平稳地升压/降压，当待检测压力表的表盘示值到达测量上限后，切断程控造压装置10，进行耐压操作，然后程控造压装置10按原检定点平稳降压/升压进行倒序回检；压力表示值识读装置20和压力传感器装置50将数据输出给误差分析处理装置60；误差分析处理装置60接收压力表示值识读装置20识读的数值和压力传感器装置50检测的标准压力数值进行误差分析，实现待测压力表的自动检定。

其中，该压力表自动检定方法主要应用于本实施例中所提供的压力表自动检定系统，且该压力表自动检定方法的检定工艺流程是根据《机车车辆专用铁路专用压力表检定规程》(JJG(铁道)193-2017)来规定的。

具体地，铁路专用压力表的示值检定按标有数字的分度线进行，在敲击组件敲击铁路专用压力表前，压力表示值识读装置20读取压力表的表盘示值，压力传感器装置50检测程控造压装置10产生的压力值。然后每个检定点到位后需要由轻敲装置敲击2秒钟，且在敲击前后各读取铁路专用压力表表盘示值一次，检定时逐渐平稳地升压(或降压)，当示值达到测量上限后，切断压力源，耐压3分钟，然后按原检定点平稳降压(升压)倒序回检。检定过程全程由检定控制器进行控制。

在一个实施例中，压力表示值识读装置20读取压力表表盘示值，包括：压力表示值识读装置20通过工业相机204进行读取压力表的表盘图像信息，且通过图像分割算法和示值识读算法对工业相机204读取的表盘图像信息进行数据处理，得到压力表表盘示值。

上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。