一种电磁感应开关的检测方法及装置

1.本发明属于开关检测领域，具体涉及一种电磁感应开关的检测方法及装置。


背景技术：

2.电磁感应开关是一种常用于系统控制的电器，电磁感应开关的工作原理是外部的金属实体切割自身发射的磁力线，从而触发输出触点闭合或打开，实现开关通断，其具有非接触、耐高温、防水等优点，因此被广泛使用，如图1所示，现有的电磁感应开关具有磁力线出射面和输出触点，在电磁感应开关通电的情况下，磁力线出射面出射磁力线，当外部金属体做切割该磁力线的运动时，输出触点闭合；当外部金属体未切割该磁力线时，输出触点断开。
3.电磁感应开关在应用中，其通断能力是一个非常重要的指标，该指标体现了开关在预定频率电流工况下，输出触点通断的同步性，因此，开关的通断能力检测检测是一个必要的工作，现有的电磁感应开关的通断性检测沿用的是人工通过特定的检测工具进行检测。
4.但这种方式人力成本高，尤其在检测3000hz及以上的电路电流工况下的电磁感应开关的通断能力时，这种方式就难以实现有效的检测。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供一种电磁感应开关的检测方法及装置，能够在检测3000hz以上的电路电流工况下的电磁感应开关的通断能力时，对电磁感应开关的通断能力进行准确有效地检测。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：
7.一种电磁感应开关的检测方法，通电的电磁感应开关具有磁力线出射面，磁力线出射面射出感应电磁线，电磁感应开关通过金属体切割感应磁力线实现通断，其特征在于，包括以下步骤：
8.步骤s1：设置金属标靶，使得金属标靶正对待检测电磁感应开关的磁力线出射面；
9.步骤s2：以预定路径循环移动金属标靶预定周期，使得金属标靶以预定频率经过感应磁力线，从而以预定频率通断电磁感应开关；
10.步骤s3：将电磁感应开关的闭合信号通过图形预处理形成开关通断波形图像；
11.步骤s4：求解开关通断波形图像与预设的灰度模板图像的灰度相似性度量值；
12.步骤s5：判断灰度相似度量值是否小于等于预设的灰度比较阈值，若是，则判定电磁感应开关“不合格”，若否，将开关通断波形图像作为待比对波形图像，并进入步骤s6；
13.步骤s6：求解待比对波形图像与预设的形状模板图像的形状相似性度量值；
14.步骤s7：判断形状相似度量值是否小于等于预设的形状比较阈值，若是，则判定电磁感应开关“不合格”，若否，则判定电磁感应开关“合格”。
15.优选地，金属标靶的设置数量为多个。
16.进一步地，设置预定路径为圆形。
17.再进一步地，使得预定路径的所在平面与磁力线出射面平行。
18.再进一步地，设置多条预定路径，并且使得多个预定路径呈同心圆。
19.再进一步地，在每条预定路径上均匀布设多个金属标靶，并且在不同的预定路径上设置不同布设密度的多个金属标靶。
20.优选地，使得金属标靶的移动速度可调节。
21.检测上述的电磁感应开关的检测装置，其特征在于，包括：检测组件，包括变速电机和设置在变速电机的输出轴的检测旋转盘；夹持机构，用于夹持上述的电磁感应开关并移动至检测旋转盘的正上方，电磁感应开关竖直且磁力线出射面朝下；处理部，包括处理器、采集模块、驱动模块、存储器、存储在存储器上并可在处理器上运行的处理程序，其中，检测旋转盘的上表面具有以检测旋转盘的中心为圆心的多个检测路径，检测路径上贴设有多个检测金属片，检测路径为上述的预定路径，检测金属片为上述的金属标靶，处理程序包括第一驱动程序、灰度相似求解程序、灰度比对程序、形状相似求解程序以及形状比对程序，采集模块用于采集电磁感应开关的通断信号，并形成上述的开关通断波形图像，存储器存储有灰度相似度量求解模型、形状相似度量求解模型、上述的灰度图像模板和形状模板图像，第一驱动程序通过驱动模块驱动夹持机构将电磁感应开关移动至检测路径的正上方，灰度相似求解程序通过灰度相似度量求解模型得到上述的灰度相似度量值，灰度比对程序用于将灰度相似度量值和上述的灰度比较阈值进行比较；形状相似求解程序通过形状相似度量求解模型得到上述的形状相似度量值，形状比对程序用于将形状相似度量值和上述的形状比较阈值进行比较。
22.优选地，本发明还包括输入终端，用于输入预定频率选择指令；第一驱动程序基于预定频率选择指令将电磁感应开关移动至多条检测路径中的一条预定检测路径的正上方。
23.优选地，存储器还存储有第一去噪模型和第二去噪模型，处理程序还包括图像去噪程序，图像去噪程序依次通过第一去噪模型和第二去噪模型对开关通断波形图像依次进行椒盐去噪及保边去噪。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.1.因为本发明的实施例的电磁感应开关的检测方法，首先，设置磁力线出射面金属标靶，并以预定路径循环移动金属标靶预定周期；接着，将电磁感应开关的闭合信号通过图形预处理形成开关通断波形图像；然后，对比开关通断波形图像与预设的灰度模板图像，并根据比对结果判定电磁感应开关“不合格”或者对比待比对波形图像与预设的形状模板图像；最终，根据比对结果判定电磁感应开关“不合格”或者“合格”，因此，本发明通过控制金属标靶循化频率实现对电磁感应开关的检测，且通过将采集的电磁感应开关通断波形图形与标准模板的对比，从而能够在检测3000hz以上的电路电流工况下的电磁感应开关的通断能力时，对电磁感应开关的通断能力进行准确有效地检测。
26.2.因为本发明的金属标靶的设置数量为多个，将金属标靶的数量定义为n个，将循环运动的频率定义为f，因此，本发明通过n个金属标靶实现了(n
×
f)hz检测频率下的电磁感应开关的通断检测。
27.3.因为本发明的实施例的设置多条预定路径，并且使得多个预定路径呈同心圆，因此，本发明通过同心圆转动时角速度相同的原理，实现了对多种检测频率的电磁感应开
关的通断检测。
28.4.因为本发明的实施例的在每条预定路径上均匀布设多个金属标靶，并且在不同的预定路径上设置不同布设密度的多个金属标靶，因此，本发明通过设置不同布设频率的金属标靶能够对检测频率进行灵活的设置。
29.5.因为本发明的实施例使得金属标靶的移动速度可调节，因此，本发明能够进一步地提高检测频率设置的灵活性。
30.6.因为本发明的实施例的电磁感应开关的检测装置，包括检测组件、夹持机构以及处理部，检测组件包括变速电机和检测旋转盘；夹持机构，用于夹持上述的电磁感应开关并移动至检测旋转盘的正上方；处理部包括处理器、采集模块、驱动模块、存储器以及处理程序，检测旋转盘具有多个检测路径，检测路径上贴设有多个检测金属片，检测路径为上述的预定路径，检测金属片为上述的金属标靶，处理程序包括第一驱动程序、灰度相似求解程序、灰度比对程序、形状相似求解程序以及形状比对程序，采集模块用于采集电磁感应开关的通断信号，并形成上述的开关通断波形图像，存储器存储有灰度相似度量求解模型、形状相似度量求解模型、上述的灰度图像模板和形状模板图像，灰度相似求解程序得到上述的灰度相似度量值，灰度比对程序用于将灰度相似度量值和灰度比较阈值进行比较；形状相似求解程序得到上述的形状相似度量值，形状比对程序用于将形状相似度量值和形状比较阈值进行比较，因此，本发明通过电磁感应开关的检测装置能够更好地使用上述的电磁感应开关的检测方法对电磁感应开关进行通断性检测。
31.7.因为本发明的实施例的存储器还存储有第一去噪模型和第二去噪模型，处理程序还包括图像去噪程序，图像去噪程序依次通过第一去噪模型和第二去噪模型对开关通断波形图像依次进行椒盐去噪及保边去噪，因此，本发明通过对采集的开关通断波形进行两次滤波去噪，从而能够更精确地实现开关波形与标准模板的匹配。
附图说明
32.图1为电磁感应开关的示意图。
33.图2为本发明的实施例的电磁感应开关的检测方法的步骤示意图。
34.图3为本发明的实施例的电磁感应开关的检测装置的示意图。
35.图中：s100、电磁感应开关的检测方法，100、电磁感应开关的检测装置，a、电磁感应开关，a1、感应电磁线，a2、信号引出线，11、检测旋转盘，11p、检测路径，111、检测金属片，21、夹持抓。
具体实施方式
36.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的电磁感应开关的检测方法及装置作具体阐述，需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
37.本实施例中的电磁感应开关的检测方法，通电的电磁感应开关具有磁力线出射面，磁力线出射面射出感应电磁线，电磁感应开关通过金属体切割感应磁力线实现通断，即当外部金属体经过并切割感应磁力线时，电磁感应开关的输出触点闭合；外部金属体未经过或未切割感应磁力线时，电磁感应开关的输出触点打开，在本实施例中，电磁感应开关的
磁力线出射面和输出触点所在面相对设置且相互平行，磁力线出射面垂直射出感应电磁线。
38.如图2所示，电磁感应开关的检测方法s100包括以下步骤：
39.步骤s1：设置金属标靶，使得金属标靶正对待检测电磁感应开关的磁力线出射面。
40.具体地，金属标靶的设置数量为多个。
41.步骤s2：以预定路径循环移动金属标靶预定周期，使得金属标靶以预定频率经过感应磁力线，从而以预定频率通断电磁感应开关。
42.具体地，使得金属标靶的移动速度可调节，设置预定路径为圆形，预定周期即使得金属标靶循环转动预定圈数，使得预定路径的所在平面与磁力线出射面平行，即金属标靶经过感应磁力圈预定次数，并且预定路径的设置条数为多条，使得多个预定路径呈同心圆，在每条预定路径上均匀布设多个金属标靶，并且在不同的预定路径上设置不同布设密度的多个金属标靶，基于同心圆转动时角速度相同的原理，需要改变电磁感应开关的通断检测频率时，只需将电磁感应开关沿同心圆的径向方向移动，即能实现待检测电磁感应开关的磁力线出射面正对不同预定路径的金属标靶。
43.步骤s3：将电磁感应开关的闭合信号通过图形预处理形成开关通断波形图像。
44.具体地，电磁感应开关的闭合信号的图形预处理过程包括对采集到的波形进行中值滤波和双边滤波。
45.中值滤波是一种非线性滤波，适于对图像进行椒盐噪声；双边滤波是在基于高斯滤波加入了像素灰度值权重项，适于对图像进行保边去噪，
46.像素灰度值g
i,i
的权重计算公式如下：
[0047][0048]
其中，gray(xi,yi)为当前点的灰度值，gray(xc,yc)为图像质心点的灰度值，σ为标准差。
[0049]
经双边滤波后的值bf为：
[0050][0051]
其中，wq为滤波窗口内每个像素灰度值的权重项，gs(p)表示灰度值权重系数，gr(p)表示距离权重系数，i
p
、iq分别表示当前检测点p、q点的灰度(亮度)值，σs表示整幅图像中所有像素的方差。
[0052]
步骤s4：求解开关通断波形图像与预设的灰度模板图像的灰度相似性度量值。
[0053]
具体地，灰度相似性度量值r(i,j)的计算公式如下：
[0054][0055]
其中，s
i,j
(m,n)模板覆盖被搜索图的那块区域的子图，t(m,n)表示模板匹配的图。
[0056]
当r(i,j)值接近1时，表示开关通断波形图像与灰度模板图像越相似，当r(i,j)值接近0时，表示开关通断波形图像与灰度模板图像越不相似。
[0057]
步骤s5：判断灰度相似度量值是否小于等于预设的灰度比较阈值，若是，则判定电磁感应开关“不合格”，若否，将开关通断波形图像作为待比对波形图像，并进入步骤s6，在本实施例中，灰度比较阈值为0.5。
[0058]
步骤s6：求解待比对波形图像与预设的形状模板图像的形状相似性度量值。
[0059]
具体地，形状相似性度量值s的计算公式如下：
[0060]ex,y
＝(γ
x,y
,ω
x,y
)
t
[0061]
其中，e
x,y
为目标图像经相同处理转换成由点(x，y)和与之对应的方向向量，模板中边缘点梯度向量经变换后为d
it
＝r(θ)di。
[0062][0063]
通过归一化处理得到：
[0064][0065]
步骤s7：判断形状相似度量值是否小于等于预设的形状比较阈值，若是，则判定电磁感应开关“不合格”，若否，则判定电磁感应开关“合格”，在本实施例中，形状比较阈值为0.9。
[0066]
如图3所示，检测上述的电磁感应开关的电磁感应开关a的电磁感应开关的检测装置100，电磁检测开关a具有感应电磁线a1和信号引出线a2。
[0067]
电磁感应开关的检测装置100包括检测组件、夹持机构、处理部(附图中未示出)以及输入终端(附图中未示出)。
[0068]
检测组件包括变速电机(附图中未示出)和设置在变速电机的输出轴的检测旋转盘11，具体地，变速电机用于驱动检测旋转盘11自转，且转动中心为检测旋转盘11的中心，变速电机的输出转速可调节，从而检测旋转盘11的转速可调节。
[0069]
检测旋转盘11的上表面具有以检测旋转盘11的中心为圆心的多个检测路径11p，检测路径11p上贴设有多个检测金属片111，其中，检测路径为上述电磁感应开关的检测方法s100中的预定路径，检测金属片111为上述电磁感应开关的检测方法s100中的金属标靶，在本实施例中，检测旋转盘11水平设置，且除检测金属片111外的检测旋转盘11为非金属，其上表面对感应电磁线a1的反射率大于90％。
[0070]
夹持机构用于夹持上述的电磁感应开关a并移动至检测旋转盘11的正上方，且夹持时，电磁感应开关a始终竖直且磁力线出射面朝下，即当电磁感应开关a被竖直夹持时，感应电磁线a1始终竖直朝向下方的检测旋转盘11的上表面，且信号引出线a2向外部持续以周期性信号传递并体现电磁感应开关a的通断状态。
[0071]
在本实施例中，夹持机构包括水平设置的一对夹持爪21，夹持爪21通过相向运动夹紧电磁感应开关，且夹持机构能够相对于检测旋转盘11进行水平的水平移动，及沿与检测旋转盘11垂直的方向进行竖直移动，当电磁感应开关的检测装置100对电磁感应开关正常检测时，磁力线出射面距离检测金属片111小于10cm。
[0072]
处理部包括处理器、采集模块、驱动模块、存储器、存储在存储器上并可在处理器
上运行的处理程序。
[0073]
采集模块用于采集电磁感应开关的通断信号，并形成上述电磁感应开关的检测方法s100中的开关通断波形图像，具体地，采集模块的输入为信号引出线a2传递来的通断信号。
[0074]
存储器存储有第一去噪模型、第二去噪模型、灰度相似度量求解模型、形状相似度量求解模型、上述电磁感应开关的检测方法s100中的灰度图像模板、形状模板图像、灰度比较阈值以及形状比较阈值。
[0075]
处理程序包括第一驱动程序、图像去噪程序、灰度相似求解程序、灰度比对程序、形状相似求解程序以及形状比对程序。
[0076]
图像去噪程序依次通过第一去噪模型和第二去噪模型对开关通断波形图像依次进行椒盐去噪及保边去噪，具体地，第一去噪模型和第二去噪模型即与上述电磁感应开关的检测方法s100中的步骤s3的中值滤波及双边滤波对应。
[0077]
第一驱动程序通过驱动模块驱动夹持机构将电磁感应开关a移动至检测路径11p的正上方，该移动为沿上述电磁感应开关的检测方法s100中的步骤s2中的同心圆的径向以移动，具体地，处理程序还包括第二驱动程序，第二驱动程序在第一驱动程序启动后延迟预定时间启动，当第一驱动程序使得电磁感应开关a位于检测路径11p的正上方，第二驱动程序驱动电磁感应开关a竖直朝向检测路径11p进行移动。
[0078]
灰度相似求解程序通过灰度相似度量求解模型得到上述电磁感应开关的检测方法s100中的灰度相似度量值，灰度比对程序用于将灰度相似度量值和灰度比较阈值，即和“0.5”进行比较，具体地，灰度相似度量求解模型与上述电磁感应开关的检测方法s100中的步骤s4的r(i,j)对应。
[0079]
形状相似求解程序通过形状相似度量求解模型得到上述电磁感应开关的检测方法s100中的形状相似度量值，形状比对程序用于将形状相似度量值和形状比较阈值，即和“0.9”进行比较，具体地，形状相似度量求解模型与上述电磁感应开关的检测方法s100中的步骤s6的s对应。
[0080]
输入终端用于输入预定频率选择指令，第一驱动程序基于预定频率选择指令将电磁感应开关a移动至多条检测路径中的一条预定检测路径的正上方，具体地，基于预定频率选择指令，夹持机构夹持电磁感应开关沿同心圆的径向移动至一条检测路径11p的正上方。
[0081]
具体地，当电磁感应开关的检测装置100对电磁感应开关进行检测时，夹持机构静止，而检测旋转盘11持续转动，从而以恒定频率通断电磁感应开关，然后在该恒定频率下持续上升状态预定时间，最后再通过采集模块将采集到的通断输出信号进行图像预处理、求解得到的图像与标准模板图像的相似度量值、基于相似度量值的比对结果判定该单次感应开关a为“合格”或者“不合格”，在本实施例中，电磁感应开关的检测装置100能够在高于5000hz恒定频率下，对电磁感应开关a的通断能力进行有效地检测。
[0082]
在本实施例中，电磁感应开关的检测装置100还能便利地对电磁感应开关a的检测波形进行数据保存，从而能够为后续的相关回溯提供有力的数据支撑。
[0083]
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围，本领域普通技术人员在所附权利要求范围内不需要创造性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。

技术特征：
1.一种电磁感应开关的检测方法，通电的电磁感应开关具有磁力线出射面，该磁力线出射面射出感应电磁线，电磁感应开关通过金属体切割所述感应磁力线实现通断，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：设置金属标靶，使得该金属标靶正对待检测电磁感应开关的磁力线出射面；步骤s2：以预定路径循环移动所述金属标靶预定周期，使得该金属标靶以预定频率经过所述感应磁力线，从而以所述预定频率通断电磁感应开关；步骤s3：将电磁感应开关的闭合信号通过图形预处理形成开关通断波形图像；步骤s4：求解所述开关通断波形图像与预设的灰度模板图像的灰度相似性度量值；步骤s5：判断所述灰度相似度量值是否小于等于预设的灰度比较阈值，若是，则判定电磁感应开关“不合格”，若否，将所述开关通断波形图像作为待比对波形图像，并进入步骤s6；步骤s6：求解所述待比对波形图像与预设的形状模板图像的形状相似性度量值；步骤s7：判断所述形状相似度量值是否小于等于预设的形状比较阈值，若是，则判定电磁感应开关“不合格”，若否，则判定电磁感应开关“合格”。2.根据权利要求1所述的电磁感应开关的检测方法，其特征在于：其中，所述金属标靶的设置数量为多个。3.根据权利要求2所述的电磁感应开关的检测方法，其特征在于：其中，设置所述预定路径为圆形。4.根据权利要求3所述的电磁感应开关的检测方法，其特征在于：其中，使得所述预定路径的所在平面与所述磁力线出射面平行。5.根据权利要求4所述的电磁感应开关的检测方法，其特征在于：其中，设置多条所述预定路径，并且使得所述多个预定路径呈同心圆。6.根据权利要求5所述的电磁感应开关的检测方法，其特征在于：其中，在每条所述预定路径上均匀布设多个所述金属标靶，并且在不同的所述预定路径上设置不同布设密度的多个所述金属标靶。7.根据权利要求1任意一项所述的电磁感应开关的检测方法，其特征在于：其中，使得所述金属标靶的移动速度可调节。8.检测权利要求1-7任意一项所述的电磁感应开关的检测装置，其特征在于，包括：检测组件，包括变速电机和设置在该变速电机的输出轴的检测旋转盘；夹持机构，用于夹持权利要求1-7任意一项所述的电磁感应开关并移动至所述检测旋转盘的正上方，电磁感应开关竖直且磁力线出射面朝下；处理部，包括处理器、采集模块、驱动模块、存储器、存储在该存储器上并可在所述处理器上运行的处理程序，其中，所述检测旋转盘的上表面具有以该检测旋转盘的中心为圆心的多个检测路径，该检测路径上贴设有多个检测金属片，所述检测路径为权利要求6所述的预定路径，所述检测金属片为权利要求6所述的金属标靶，处理程序包括第一驱动程序、灰度相似求解程序、灰度比对程序、形状相似求解程序以及形状比对程序，所述采集模块用于采集电磁感应开关的通断信号，并形成权利要求1-7任意一项所述
的开关通断波形图像，所述存储器存储有灰度相似度量求解模型、形状相似度量求解模型、权利要求1-7任意一项所述的灰度图像模板和形状模板图像，所述第一驱动程序通过所述驱动模块驱动所述夹持机构将电磁感应开关移动至所述检测路径的正上方，所述灰度相似求解程序通过所述灰度相似度量求解模型得到权利要求1-7任意一项所述的灰度相似度量值，所述灰度比对程序用于将所述灰度相似度量值和权利要求1-7任意一项所述的灰度比较阈值进行比较；所述形状相似求解程序通过所述形状相似度量求解模型得到权利要求1-7任意一项所述的形状相似度量值，所述形状比对程序用于将所述形状相似度量值和权利要求1-7任意一项所述的形状比较阈值进行比较。9.根据权利要求8任意一项所述的电磁感应开关的检测装置，其特征在于，还包括：输入终端，用于输入预定频率选择指令；所述第一驱动程序基于所述预定频率选择指令将电磁感应开关移动至所述多条检测路径中的一条预定检测路径的正上方。10.根据权利要求8任意一项所述的电磁感应开关的检测装置，其特征在于：其中，所述存储器还存储有第一去噪模型和第二去噪模型，所述处理程序还包括图像去噪程序，所述图像去噪程序依次通过所述第一去噪模型和所述第二去噪模型对所述开关通断波形图像依次进行椒盐去噪及保边去噪。

技术总结
本发明属于开关检测领域，公开了一种电磁感应开关的检测方法，能够在检测3000HZ以上的电路电流工况下的电磁感应开关的通断能力时，对电磁感应开关的通断能力进行准确有效地检测，首先，设置磁力线出射面金属标靶，并以预定路径循环移动金属标靶预定周期；接着，将电磁感应开关的闭合信号通过图形预处理形成开关通断波形图像；然后，对比开关通断波形图像与预设的灰度模板图像，并根据比对结果判定电磁感应开关“不合格”或者对比待比对波形图像与预设的形状模板图像；最终，根据比对结果判定电磁感应开关“不合格”或者“合格”。本发明还公开了一种基于电磁感应开关的检测方法的电磁感应开关的检测装置。感应开关的检测装置。感应开关的检测装置。


技术研发人员：龙林 章伟 邓胜祥 岳敏 范狄庆 李传昌
受保护的技术使用者：上海工程技术大学
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/9/6