专利名称：用于将来自传感器的数据与可视显示相关的检验系统和方法
技术领域：
本文公开的主题涉及检验系统，并且具体来说涉及从具有可视显示器的计量器捕获数据的检验系统。
背景技术：
机器监视和诊断可以视为能够识别机器组件或系统中的故障起因以及从征兆预测其发生的决策支持工具。在未精确地检测和识别机器故障的情况下，无法有效地规划维护和生产调度，并且无法及时地执行必要的维修任务。因此，机器监视和诊断对于有效的预测性维护计划是必不可少的。使用机器监视和诊断的最终目的在于增加设备可用性，以及此外，降低维护和未预期的机器崩溃成本。为了将可用性最大化，需要通过将机器正常操作时间最大化来增加可用性，以及同时，通过将要维修的平均时间减到最小来增加可维护性。由于监视和诊断，大大地降低未预期的机器崩溃的频率，以及能够即刻精确地定位机器问题。可以通过简单地监听机器操作期间生成的声音或目视检查机器部件的质量以确定机器状况，来完成机器监视和诊断。但是，仅依赖于目视或听觉观察，并未精确地评估许多机器故障，尤其在操作期间(例如轴承和齿轮箱中的磨耗和裂纹)。因此，已开发更完善的信号处理技术，如振动分析、油分析、声发射、红外线和超声来帮助维护技术人员和工程师检测和诊断机器故障。上文论述仅是针对一般的背景信息而提供的，且无意帮助确定要求保护的主题的范围。

发明内容
公开一种检验系统，其中该检验系统具有的特征和组件用于收集与资产的操作状况(例如，振动)和操作参数(例如，运行速度、功率、温度等)相关联的数据并将它们相关。与操作参数相关联的数据常常难以获取，因为操作参数的值仅以可视方式显示。检验系统的一些公开的实施例的实施中可实现的优点是从可视显示器检测操作参数的值。在一个实施例中，描述一种检验系统，其包括成像装置和耦合到该成像装置的处理器。该检验系统还包括耦合到处理器且包含一个或多个配置成由处理器执行的一个或多个可执行指令的存储器。这些可执行指令包括用于利用成像装置捕获计量器的图像以及用于识别图像中的计量器值的指令，该计量器显示资产的操作参数的计量器值。这些可执行指令还包括用于根据计量器值确定具有测量单位的第一值和用于生成反映第二值的输出信号的指令。在另一个实施例中，描述一种用于监视资产的检验系统。该检验系统包括对资产的操作状况敏感的传感器。该检验系统还包括照相机和处理电路，处理电路耦合到照相机且操作以从照相机捕获的计量器的图像生成输出信号。在一个示例中，输出信号具有的值与计量器显示的计量器值成比例且具有与数据采集装置兼容的测量单位。在又一个实施例中，描述一种用于监视资产的方法。该方法包括从成像装置接收第一信号的步骤，该第一信号传送计量器的图像的图像数据。该方法还包括用于从图像数据识别计量器显示的计量器值以及用于应用比例因子(scale factor)以将计量器值从第一值转换成第二值的步骤。该方法还包括用于将第一信号转换成与监视资产上布置的一个或多个传感器的数据采集装置兼容的第二信号的步骤。在一个示例中，该第二值与数据采集装置兼容。本发明的此简要描述仅旨在提供根据一个或多个说明性实施例的本文公开的发明主题的概述，并不作为解释权利要求或者定义或限制本发明范围的引导，本发明的范围仅由所附权利要求定义。提供此简要描述，从而以简化的形式介绍这些概念的说明性选择，并在下文具体描述中予以进一步描述。此简要描述无意标识要求保护的发明主题的关键特征或本质性特征，也无意用于帮助确定要求保护的发明主题的范围。该要求保护的发明主题不限于解决背景技术中提到的任何一个或全部缺点的实现。


为了能够理解本发明的特征的方式，本发明的详细描述可参考某些实施例进行，而附图中图示了某些实施例中一些。但是要注意，附图仅图示本发明的某些实施例，因此不应视为对其范围的限制，对于本发明的范围，涵盖其他等效的实施例。这些附图不一定按比例绘制，而是一般着重于图示本发明的某些实施例的特征。在这些附图中，多种视图中相似的数字用于指示相似的部件。因此，为了进一步理解本发明，可以结合附图来阅读参考下文的详细描述，在这些附图中:
图1是检验系统的不意 图2是用于将图像处理成反映计量器上显示的值的信号的方法的示范实施例的流程
图3是用于收集有关资产操作的数据的方法的另一个示范实施例的流程图；以及 图4是检验系统的布线图。
具体实施例方式图1图示具有计量器102的检验系统100的示范实施例，计量器102以可视方式显示计量器值，检验系统100将资产104的操作参数量化。示范操作参数包括资产104的电动机的运行速度以及温度、流速等。计量器102包括具有数值读数108的数字显示器106和具有扫描针112和刻度114的针显示器110。其他类型的计量器可以包括条形刻度、颜色指示器等。数字读数108使用不同类型的字符(例如数字和字母)来指示计量器值。针显示器110通过扫描针112相对于刻度114的位置来指示计量器值。计量器102可以是控制面板116或包括控制资产104的硬件(和/或软件和/或固件)的类似控制结构的一部分。检验系统100还可以包括一个或多个成像装置118 (例如，照相机)、一个或多个传感器120 (例如，加速仪)和数据采集装置122。这些成像装置指向数字显示器106和针显示器110。传感器120位于和/或接近资产104以便监视操作期间资产104的某些操作状况(例如，振动)。传感器120向数据采集装置122传送信号，数据采集装置122为了收集有关资产104的操作的信息的目的而处理这些信号。这些信号具有将操作状况量化的传感器值。在一个示例中，数据采集装置122在屏幕(或显示器)上显示这些信号以供最终用户(例如技术人员)查看。检验系统100的实施例可以将传感器值与计量器值关联。此特征减少了最终用户人工地记录计量器102上的值和/或将值输入到数据采集装置的需要。在一个实施例中，检验系统100使用成像装置118捕获数字显示器106和针显示器110的一个或多个图像。但是，这些图像包含数据采集装置122常规方式下无法处理的数据。因此，包含计量器值的图像数据一般与数据采集装置122不兼容。为了克服此兼容性问题，将检验系统100装备成从图像数据识别计量器值，从而使得计量器值对于数据采集装置122可访问。此特征可以在成像装置118或单独的启用装置和或处理电路(未示出)的其中之一处发生，上述装置和电路能够确定本文论述的计量器值的适合测量单位。在一个示例中，检验系统100装备成生成反映计量器值且能够被数据采集装置122处理并与之兼容的输出信号。数据采集装置122可以使用此输出信号将计量器值与如数据采集装置122从传感器120接收的传感器值的信息相关。图2描绘了用于将图像处理成数据采集装置122能够使用的信号的方法200的流程图。方法200包括在框202处，捕获计量器(例如，计量器102)的图像，并在框204处，识别图像中的计量器值。方法200还包括在框206处，从计量器值确定具有数据采集系统122能够处理且与之兼容的测量单位的第一值。方法200还包括在框208处，生成与数据采集装置(例如，数据采集装置122)兼容的输出信号。捕获图像(例如，在框202处)能够在如数字照相机的装置(例如成像装置118)上发生。其他装置可以包括条形码读取器和扫描仪，具体来说具有捕获图像的图像传感器和技术的那些成套装置。这些装置可以与数据采集装置122和/或指示照相机的操作的其他装置直接连接。示范装置可以捕获单个图像和多个图像(例如，视频)。对于视频应用，检验系统100 (例如，通过成像装置118和/或数据采集装置122)能够处理构成视频流的所有图像或仅一段图像。处理全部图像对于计量器值快速波动的实现是有用的，因此需要进行图像的更频繁采样以便精确地识别、收集计量器值并将其与其他数据(例如来自传感器120的传感器值)相关。另一方面，增加采样时间和/或按某个间隔仅捕获几个图像对于计量器值中波动最小的应用是有效的。识别计量器值(例如在框204处)可以根据计量器的类型而定，或在一个示例中，可以至少根据计量器上显示器的配置而定。在一个示例中，方法200包括用于识别图像中的计量器值的字符(“计量器值字符”)的步骤。方法200可以实现一个或多个数据处理技术，如光学字符识别(OCR)技术。这些数据处理技术可以将图像转换成机器编码的文本，在所得到的机器编码的文本内定位计量器值字符，并量化计量器值字符的组合所表示的计量器值。当计量器包括使用针显示计量器值(例如，针显示器110)或提供计量器值的一个或多个其他物理表示的仪表时，这些数据处理技术能够识别该仪表的类型，并基于仪表类型来量化仪表显不的计量器值。在一个不例中，方法200可以相对于刻度(例如,刻度114)确定针(例如，针112)的位置，以量化计量器值。确定第一值(例如，在框206处)简化了计量器值与传感器值的相关。通过使用数据采集系统期望和/或能够有效处理的测量单位，换算第一值以便供处理。例如，往往计量器值和传感器值具有不同的测量单位。计量器值可能具有例如，每分钟转数(RPM)、华氏度(F)或摄氏度(C)的单位。传感器值可能表示根据传感器102的类型而定的不同水平的电压、电流、电阻等。一种类型的传感器可以检测振动，并作为范围从例如OV到5V的电压生成反映振动的相对水平的信号。在一个实施例中，为了将计量器值和传感器值规格化，方法200可以确定第一值，如此得到的第一值落在数据采集系统所期望的与传感器值关联的相对水平内。此步骤可以确保所得到的输出信号具有虽然不同但与计量器显示的计量器值成比例的值。有多种方式实现计量器值的规格化。在一个示例中，方法200可以实现用于应用改变计量器值所采用的比例因子的步骤。在另一个示例中，方法200可以实现用于引用如下表I中反映的查询表的步骤:
表I
权利要求
1.一种检验系统,包括: 成像装置； 处理器，其耦合到所述成像装置；以及 存储器，其耦合到所述处理器且包含配置成由所述处理器执行的一个或多个可执行指令，所述可执行指令包括用于执行如下步骤的指令: 利用所述成像 装置捕获计量器的图像，所述计量器显示资产操作参数的计量器值； 识别所述图像中的所述计量器值； 从所述计量器值确定具有与数据采集装置兼容的测量单位的第一值；以及 生成反映所述第一值的输出信号。
2.按权利要求1所述的检验系统，还包括用于执行如下步骤的指令: 将所述图像转换成机器编码的文本；以及 在所述机器编码的文本中定位所述计量器值的字符。
3.按权利要求1所述的检验系统，还包括用于从所述计量器值的物理表示量化所述计量器值的指令，其中所述计量器包括提供所述计量器值的物理表示的仪表。
4.按权利要求3所述的检验系统，还包括用于确定针相对于刻度的位置的指令，其中所述位置反映所述计量器值。
5.按权利要求1所述的检验系统，还包括用于访问确定所述第一值的查询表的指令。
6.按权利要求1所述的检验系统，其中所述输出信号包括模拟信号。
7.按权利要求1所述的检验系统，其中所述输出信号包括数字信号。
8.按权利要求1所述的检验系统，还包括一个或多个传感器，其耦合到所述数据采集装置，其中所述传感器捕获与所述数据采集装置兼容的传感器值的数据。
9.按权利要求8所述的检验系统，其中所述传感器包括加速仪。
10.按权利要求1所述的检验系统，其中所述成像装置包括数字照相机。
11.一种用于监视资产的检验系统，所述检验系统包括: 传感器，其对于所述资产的操作状况敏感； 照相机；以及 处理电路，其耦合到所述照相机且操作以从所述照相机捕获的计量器的图像生成输出信号， 其中所述输出信号具有与所述计量器显示的计量器值成比例且具有与数据采集装置兼容的测量单位的值。
12.按权利要求11所述的检验系统，还包括数模转换器，其中所述输出信号包括模拟信号。
13.按权利要求11所述的检验系统，还包括模数转换器，其中所述输出信号包括数字信号。
14.按权利要求11所述的检验系统，其中所述数据采集装置耦合到所述传感器和所述处理电路，以及其中所述数据采集装置能够显示表示所述输出信号和来自所述传感器的信号的数据。
15.按权利要求11所述的检验系统，其中所述处理电路包括用于光学字符识别的可执行指令，其中所述指令的执行识别所述图像中的所述计量器值。
16.一种用于监视资产的方法，所述方法包括如下步骤: 从成像装置接收第一信号，所述第一信号传送计量器的图像的图像数据； 从所述图像数据识别所述计量器显示的计量器值； 应用比例因子以将所述计量器值从第一值转换到第二值；以及将所述第一信号转换成与监视所述资产上布置的一个或多个传感器的数据采集装置兼容的第二信号， 其中所述第二值与数据采集装置兼容。
17.按权利要求16所述的方法，还包括用于从所述图像数据确定计量器的类型的步骤。
18.按权利要求17所述的方法，其中所述计量器包括以一个或多个字符显示所述计量器值的数字读数。
19.按权利要求16所述的方法，还包括用于识别定义所述计量器值的一个或多个字符的步骤。
20.按权利要求16所述的方法，还包括如下步骤: 识别所述计量器的针； 识别所述计量器的 刻度；以及 基于所述针相对于所述刻度的位置来量化所述计量器值。
全文摘要
本发明名称为“用于将来自传感器的数据与可视显示相关的检验系统和方法”。描述了检验系统和方法，其能够将不同类型的数据相关，以及更具体来说，能够将计量器上可视方式显示的数据与资产上布置的传感器收集的数据关联。在一个实施例中，该检验系统包括定位成捕获计量器的图像的照相机。该检验系统还配置成识别计量器显示的且图像中捕获的计量器值。该检验系统还配置成生成发往数据采集装置的输出信号，数据采集装置使用该输出信号将计量器值与传感器收集的数据相关。
文档编号G01D5/39GK103090895SQ20121041630
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月26日 优先权日2011年10月28日
发明者R.V.延森 申请人:通用电气公司