技术领域
[0001] 本
发明是关于冷却水管路中汽泡量的检测领域，特别是关于一种发动机冷却水汽泡量的检测方法。
背景技术
[0002]
汽车发动机强制除气循环系统从上世纪九十年代初开始成为汽车厂的标配，但除气能
力和气泡量作为系统的性能指标，一直缺乏有效的检测手段。目前的发动机采用高温冷却和EGR技术，允许水套局部
沸腾产生的气泡存在于冷却水系统循环中，导致汽车发动机强制除气循环系统的工作负荷大幅增加，除气能力面临新的挑战。局部沸腾产生的大量气泡，在很大程度上会导致水流量严重不足，从而影响发动机冷却功能，严重时会引起缸盖
底板热裂、EGR冷却器开裂等故障，因此，研发建立发动机冷却水的气泡量检测方法，将为发动机研发提供气泡量
风险关键项评价和验证手段。目前检测发动机冷却水气泡量的方法主要是通过检测冷却水中的
空泡率来实现。
[0003]
现有技术的冷却水中的空泡率检测方法目前主要有以下几种：
[0004] 1、快速关
阀法：在一段管路中，前后安装两个快速切断阀，检测时快速关闭两个切断阀，截取得到一段含有气泡的
流体，称量出该段流体中流体的体积Vl，用两个快速切断阀之间的总流通体积Vt减去Vl即得到气泡的体积Vg。
[0005] 2、电容法：液体和气体具有不同的
介电常数，当气体在液体中的浓度及其分布发生变化时，会引起含气泡的流体等价介电常数的变化，从而使其测量电容值随之发生改变，电容值的大小反映气泡含量的大小和分布状况。
[0006] 3、系统压力
波动检测法：针对发动机闭式水系统的压力受压力阀控制的特点，可通过测量系统压力的波动，经过适当的
算法，计算相应的气泡发生量。系统压力的变化由
冷却液容积变化引起，通过系统压力变化量测量，经过算法换算，可以得出系统冷却液容积变化量，进而可以计算发动机产生的气泡量。
[0007] 4、水流量波动检测法：当发动机分别在额定功率点和最大
扭矩点达到热平衡状态时，是热负荷风险最高的两个工况，气泡量也相应达到最大。当台架除气系统除气能力良好，
膨胀水箱回水管的透明观察管内，回水清透，确认气泡出清时，记录发动机进水流量，之后阻断除气管内的除气
循环水流，使气泡不经过膨胀水箱汽水分离环节，全部留在发动机冷却系统循环，进入水
泵后，将会造成发动机水流量变化，记录变化后的水流量，将之与气泡出清条件下的水流量相减，其差值即为由该工况的气泡量造成。水泵流量与气泡量的特性关系可通过水泵性能试验台试验获得特性曲线，经过比对，换算出气泡量大小。期中的误差，可通过经验参数给予修正。
[0008] 上述几种方法检测
精度都不高，安装复杂，有些需要发动机冷却水管的大小定制专用的设备，且以上的方法均不能对气泡的个数进行检测。
[0009] 公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
[0010] 本发明的目的在于提供一种发动机冷却水汽泡量的检测装置及检测方法，检测方法能够对发动机冷却水中的气泡进行识别，并可识别气泡的数量及气泡的直径大小和体积。
[0011] 为实现上述目的，本发明提供了一种发动机冷却水汽泡量的检测装置，包括透明
石英管通过除气管道与发动机和膨胀水箱连接；以及高清摄像机通过
电缆和处理器连接，处理器内安装有气泡识别
软件。
[0012] 在一优选的实施方式中，高清摄像机的镜头对准透明石英管。
[0013] 为实现上述目的，本发明提供了一种发动机冷却水汽泡量的检测方法，其使用上述的检测装置，检测方法包括：气泡识别软件从高清摄像机处读取透明石英管中的水气混合物的图像；气泡识别软件将图像转为灰度图像；气泡识别软件对灰度图像进行降噪处理；气泡识别软件对灰度图像里面的气泡进行轮廓检测，并通过计算得到气泡的数量；以及气泡识别软件根据气泡轮廓的大小，通过计算得出气泡的体积。
[0014] 在一优选的实施方式中检测方法还包括：用气泡的体积除以透明石英管的流通体积，得到冷却水中气泡率。
[0015] 与现有技术相比，本发明的发动机冷却水汽泡量的检测装置及检测方法能实时在线识别出发动机冷却水中的气泡数量及气泡的体积，为发动机高效沸腾换热技术中冷却水汽泡量控制指标，提供测试及监控手段。
附图说明
[0016] 图1是根据本发明一实施方式的检测装置的结构示意图；
[0017] 图2是根据本发明一实施方式的检测方法的气泡图像；
[0018] 图3是根据本发明一实施方式的检测方法的气泡
图像识别流程图。
[0019] 主要附图标记说明：
[0020] 1-处理器，2-高清摄像机，3-透明石英管，4-膨胀水箱，5-除气管道，6-发动机。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0022] 除非另有其它明确表示，否则在整个
说明书和
权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0023] 如图1所示，图1是根据本发明一实施方式的检测装置的结构示意图。根据本发明优选实施方式的一种发动机冷却水汽泡量的检测装置，其包括：发动机6通过除气管5及透明石英管3与膨胀水箱4相连。高清摄像机2镜头正对透明石英管3。高清摄像机2通过电缆将采集到的图像传输至安装有气泡识别软件的处理器1中。发动机运转时，冷却水系统中产生的气体，以水气混合物的形式，经过除气管5的透明石英管3流至膨胀水箱4。当水气混合物流经透明石英管3时，高清摄像机2采集水气混合物的图像传输至处理器1，并由气泡识别软件，进行气泡量识别及计算。
[0024] 如图1所示，图2是根据本发明一实施方式的检测方法的气泡图像识别流程图。根据本发明优选实施方式的一种发动机冷却水汽泡量的检测方法，其使用上述的检测装置，检测方法包括：气泡识别软件从高清摄像机2处读取透明石英管3中的水气混合物的图像；气泡识别软件将图像转为灰度图像；气泡识别软件对灰度图像进行降噪处理。气泡识别软件对灰度图像里面的气泡进行轮廓检测，并通过计算得到气泡的数量；以及气泡识别软件根据气泡轮廓的大小，通过计算得出气泡的体积；最后用气泡的体积除以透明石英管的流通体积，得到冷却水中气泡率。
[0025] 综上所述，本发明的发动机冷却水汽泡量的检测装置及检测方法，通过采用视觉识别的方法，运用气泡识别软件对发动机冷却水中的气泡进行识别，能够识别气泡的数量及气泡的直径大小，从而计算出发动机冷却水中的气泡量。本方法具有成本低，安装方便，能实时动态检测，检测精度高的特点。
[0026] 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性
实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
