КАМЕРА КЛИМАТИЧЕСКАЯ УСКОРЕННОГО СТАРЕНИЯ С СИСТЕМОЙ СБОРА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ НА БАЗЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА Российский патент 2025 года по МПК G01M1/00 G01N3/00 

Изобретение относится к испытательному оборудованию, а именно к климатическим камерам ускоренного старения при воздействии ультрафиолетового света (солнечной радиации), температуры и влаги, что приводит к ускоренному испытанию различный материалов и изделий на атмосферостойкость.

Известна испытательная камера [Патент RU 2408858, МПК G01M 1/00, опубл. 2011.01.10], содержащая корпус, в котором расположены датчики параметров испытуемого объекта, система охлаждения, система нагревания, вентилятор и дверь для загрузки испытуемого объекта, при этом выходы датчиков параметров испытуемого объекта соединены с входами блока управления, выходы которого соединены с управляющими входами системы охлаждения, системы нагревания и вентилятора, отличающаяся тем, что воздух из нагнетательного отверстия вентилятора подается в корпус камеры одним или более гибким перфорированным воздуховодом длиной, достаточной для подачи воздуха в любую точку камеры.

Также известна камера испытательная [Патент RU 67265, МПК G01N 21/78, B27N 3/18, опубл. 2007.10.10]. Данное устройство относится к деревообрабатывающей промышленности и используется для проведения испытания древесных материалов или изделий из них на выделение ими летучих веществ, в частности, при испытании как отделанных, так и неотделанных древесных плит, например, для определения эмиссии формальдегида из них.

Недостатками известных образцов является узкая специализация применения (образец RU 67265 - деревообрабатывающая промышленность), отсутствие ультрафиолетовых лам со светоотражателями (рефлекторами), а соответственно, и отсутствию возможности проверки изделий на устойчивость к ультрафиолетовому свету (солнечной радиации) и отсутствие камер компьютерного зрения и системы сбора и обработки данных на базе искусственного интеллекта.

Задачей настоящего изобретения является оптимизация испытательного процесса за счет осуществления автоматического анализа полученных данных и формирования отчета о проведенных испытаниях.

Техническим результатом является увеличение срока службы ультрафиолетовых лам и улучшения качества проведения испытаний.

Технический результат достигается за счет того, что камера климатическая ускоренного старения содержит корпус с дверью, внутри которого находится испытательная камера с ультрафиолетовыми лампами со светоотражателями, форсунками системы разбрызгивания воды, системой нагрева и циркуляции воздуха и аппаратный комплекс системы сбора и обработки данных на основе искусственного интеллекта, которая выполнена с возможностью при помощи камер компьютерного зрения осуществлять слежение за объектом во время испытания, осуществляет проводить предварительные анализы испытания на определенных этапах проверки, анализ объекта после завершения испытания, а также сравнительный анализ объекта с эталонным образцом. Причем снаружи климатической камеры установлена панель управления климатической камерой.

Применение светоотражателей позволяет направлять световой поток непосредственно на объекты испытаний, а при помощи датчиков освещенности, подключенных к панели управления, система сбора и обработки информации может контролировать и регулировать интенсивность освещения за счет включения необходимого количества лам. Так же система контролирует сколько часов проработала каждая лампа и благодаря этому включает ультрафиолетовые лампы так, чтобы у них был равномерный ресурс работы, а соответственно, увеличится срок службы ультрафиолетовых ламп.

Согласно действующим программам методик испытаний, оператор должен с определенной регламентированной периодичностью останавливать испытания, открывать дверь климатической камеры и сравнивать его с эталонным образцом. За счет этого увеличивается время проведения испытания.

Заявленное устройство с системой сбора и обработки данных позволяет автоматически, практически без участия человека, проводить испытания и в режиме реального времени контролировать процесс испытаний, по требованию оператора выводить промежуточные отчеты на каждой стадии проведения испытаний, делать итоговый отчет по окончанию этих испытаний, а также позволит оператору делать периодический визуальный контроль испытуемого объекта и сравнивать его с эталонным образцом, информация о котором загружается в систему перед началом испытаний, не останавливая процесс испытания и не открывая дверь, тем самым не нарушая микроклимат внутри.

На Фиг. 1 представлена камера климатическая ускоренного старения с системой сбора и обработки данных на базе искусственного интеллекта, вид спереди.

На Фиг. 2 представлена камера климатическая ускоренного старения с системой сбора и обработки данных на базе искусственного интеллекта, вид сверху.

На Фиг. 3 представлен общий вид камеры климатической ускоренного старения с системой сбора и обработки данных на базе искусственного интеллекта, 3D - модель.

Камера включает: корпус 1 камеры, внутренняя испытательная камера 2, панель управления 3, ультрафиолетовые лампы 4, светоотражатели 5 (рефлекторы), форсунки 6 системы разбрызгивания воды, камеры компьютерного зрения 7, аппаратный комплекс 8 системы сбора и обработки данных на основе искусственного интеллекта, система нагрева и циркуляции воздуха 9, датчики температуры 10, влажности 11, освещенности 12 и дверь 13 климатической камеры. Все это установлено на основание 14 на колесах с фиксацией для удобства перемещения климатической камеры.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве, включающем испытательную камеру 2 ускоренного старения, применяется система сбора и обработки данных на базе искусственного интеллекта (ИИ).

Существенным в изобретении является применение технологии искусственного интеллекта для сбора и обработки данных об объекте во время испытаний и первичный анализ проведенного испытания. Данная технология позволит быстро и, практически, без ошибочно сделать анализ результата проведенного испытания. Также применение данной технологии позволит в дальнейшем обучать систему на выявление дефектов в испытуемых объектах при изменении регламентов на данные проверки (ГОСТ, ТУ и т.д.).

В заявленной камере возможно проверять изделия, изготовленных из различного материала, в частности из резины, пластика, и т.д., а также лакокрасочные изделия. Наличие в камере ультрафиолетовых ламп 4 позволяет проверять данные изделия на устойчивость к солнечной радиации, а установка датчиков освещенности и светоотражателей 5 позволяет регулировать интенсивность ультрафиолетового света. Также в данной камере установлены камеры машинного зрения 7 и системы сбора и обработки данных на базе искусственного интеллекта для более автоматизированного процесса испытаний.

Камера климатическая ускоренного старения содержит корпус 1 камеры с дверью 10, в котором расположены ультрафиолетовые лампы 4 со светоотражателями 5, форсунки 6 системы разбрызгивания воды, система нагрева и циркуляции воздуха 9, датчики температуры 10, влажности 11, освещенности 12 и дверь 13 для загрузки испытуемого объекта. Все это установлено на основание 14 на колесах с фиксацией для удобства перемещения климатической камеры.

Также внутри испытательной камеры 2 установлены камеры компьютерного зрения 7 в индустриальном исполнении, подключенные к аппаратному комплексу 8 системы сбора и обработки данных на основе искусственного интеллекта, на которой происходит обработка полученных данных от видео камер и формирования отчета о проведенном испытании.

В верхней части климатической камеры находится панель управления 3 (кнопки включения и экстренной остановки испытаний, контроллер с сенсорным экраном, измерительные приборы), система нагрева и циркуляции воздуха 9 внутри испытательной камеры, аппаратный комплекс 8 сбора и обработки данных.

Основным рабочим органом камеры ускоренного старения являются ультрафиолетовые лампы 4 со светоотражателями 5. В заявленной камере может быть использованы лампы разных диаметров, например Т8 (∅ 26 мм) или Т12 (∅ 38 мм). Также, рабочими органами в камере являются форсунки 6 система разбрызгивания воды и система нагрева и циркуляции воздуха 9.

Работа камеры климатической ускоренного старения заключается в следующем: объект помещается во внутреннюю испытательную камеру 2. После этого оператор вводит необходимые параметры при помощи панели управления 3 и закрывает дверь 13. Далее, объект, с определенной периодичностью, подвергается воздействию излучения от ультрафиолетовых ламп 4, воды через форсунки 6 системы разбрызгивания воды и высокой температуры при помощи системы нагрева и циркуляции воздуха 9.

Для более точного контроля за параметрами, внутри испытательной камеры 2 установлены и снимают показатели датчики температуры 10, влажности 11 и освещенности 12. Все датчики подключены к панели управления климатической камерой ускоренного старения, которая, в свою очередь, подключена к системе сбора и обработки информации. Система, на основе полученной информации о микроклимате внутри испытательной камеры 2, в автоматическом режиме контролирует интенсивность и время свечения ультрафиолетовых лам 4, регулирует воздушный поток и температуру воздуха, а также уровень влажности внутри испытательной камеры 2.

Светоотражатели 5 направляют излучение от ультрафиолетовых ламп 4 непосредственно на объекты испытаний, а за счет датчиков освещенности 12, подключенных к панели управления 2, система сбора и обработки информации контролирует и регулирует интенсивность освещения за счет включения необходимого количества лам и регулировки силы света. Так же система контролирует сколько часов проработала каждая лампа, поэтому она включает ультрафиолетовые лампы 4 так, чтобы у них был равномерный ресурс работы. Все это помогает увеличить срок службы ультрафиолетовых ламп 4.

При этом аппаратный комплекс 8 (промышленный компьютер) с установленным специальным программным обеспечением (ПО), обрабатывает информацию, полученную с камер компьютерного зрения 7 и с датчиков температуры 10, влажности 11 и освещенности 12.

Работу системы сбора и обработки данных на базе искусственного интеллекта (ИИ), исходя из заданных видов дефектов поверхности испытуемого объекта при ее ускоренном старении в климатической камере, можно разделить на четыре основных блока:

1. Склейка изображения. Модуль компьютерного зрения, на основе пересекающихся точек, объединяет изображение с набора камер, установленных в рамках климатической камеры ускоренного старения, в единое изображение для дальнейшей обработки. В рамках этого этапа предполагается применение классических методов компьютерного зрения.

2. Детекция. Программный модуль компьютерного зрения в рамках рабочего объема климатической камеры ускоренного старения распознает часть изображения, в которой присутствует открытая поверхность объекта испытаний, обрезая полученное изображение до границ такой поверхности. Исходя из разности видов объектов испытаний, в рамках этого этапа затруднено применение методов глубокого обучения для детекции объектов, следовательно, в рамках задачи предполагается применение классических методов компьютерного зрения.

3. Сегментация. Программный модуль компьютерного зрения из общего изображения открытой поверхности объекта испытаний выделяет сегменты (кластеры) дефектных зон, простраивая карту дефектов на изображении. В рамках задачи предполагается предподготовка изображения классическими методами компьютерного зрения для дальнейшей сегментации изображения при помощи методов глубокого обучения (таких как сверточные сети семейства U-Net).

4. Классификация, основанная на сегментации. Программный модуль компьютерного зрения, на основе карты дефектов, а также самого изображения дефектных зон поверхности объекта испытаний, классифицирует дефекты согласно выделенным классам дефектов: трещины, зоны выцветания, коррозия и др. (из ГОСТ-а). В рамках задачи предполагается применение моделей глубокого обучения сверточной (CNN) или рекуррентной (RNN) архитектур.

Применение в камере ускоренного старения ультрафиолетовых ламп 4 со светоотражателями 5, датчиков температуры 10, влажности 11 и освещенности 12, а так же применение камер машинного зрения 7 и аппаратного комплекса 8 системы сбора и обработки данных на основе искусственного интеллекта, делает процесс испытания более автоматизированным и позволяет получить более точные данные в отчете, что, соответственно, способствует улучшению качества самих испытаний.

Изобретение относится к испытательному оборудованию, а именно к климатическим камерам ускоренного старения при воздействии ультрафиолетового света (солнечной радиации), температуры и влаги, что приводит к ускоренному испытанию различных материалов и изделий на атмосферостойкость. Камера климатическая ускоренного старения содержит корпус с дверью, внутри которого находится испытательная камера с ультрафиолетовыми лампами со светоотражателями, форсунками системы разбрызгивания воды, системой нагрева и циркуляции воздуха и аппаратный комплекс системы сбора и обработки данных на основе искусственного интеллекта, которая выполнена с возможностью при помощи камер компьютерного зрения осуществлять слежение за объектом во время испытания, проводить предварительные анализы испытания на определенных этапах проверки, анализ объекта после завершения испытания, а также сравнительный анализ объекта с эталонным образцом. Причем снаружи климатической камеры установлена панель управления климатической камерой с подключенными к ней датчиками освещенности. Технический результат - увеличение срока службы ультрафиолетовых лам и улучшение качества проведения испытаний. 3 ил.

Камера климатическая ускоренного старения, содержащая корпус с дверью, внутри которого находится испытательная камера с ультрафиолетовыми лампами со светоотражателями, форсунками системы разбрызгивания воды, системой нагрева и циркуляции воздуха и аппаратный комплекс системы сбора и обработки данных на основе искусственного интеллекта, которая выполнена с возможностью при помощи камер компьютерного зрения осуществлять слежение за объектом во время испытания, проводить предварительные анализы испытания на определенных этапах проверки, анализ объекта после завершения испытания, а также сравнительный анализ объекта с эталонным образцом, причем снаружи климатической камеры установлена панель управления климатической камерой с подключенными к ней датчиками освещенности.