----气泡法 + 机器视觉监测气泡

一、测试原理

气泡法（浸水法）：将滤芯内部充入规定压力压缩空气，整体浸没在清水槽内；若滤芯存在渗漏缺陷，压缩空气会从破损位置溢出，在水中形成气泡。由机器视觉相机持续采集水槽内滤芯区域图像，识别气泡，检出气泡 = 判定漏气 NG；无气泡 = OK。

适用对象：PP 棉、活性炭、RO 膜、超滤等净水器滤芯，用于检测壳体粘接处、密封圈、膜丝、端盖封胶、注塑裂纹等泄漏。

二、工艺参数设计（可按客户标准微调）

     1.     充气压力：常规净水器滤芯 0.05~0.15 MPa（50~150 mbar）；RO 膜 / 承压滤芯最高可至 0.2MPa，严禁超压造成滤芯破损。

     2.     保压时间：充气稳压 2~5s，然后保压观测 5~10s（这段时间视觉持续拍照检测气泡）

     3.     浸水深：滤芯完全浸入水面下 20~50mm，水面保持平稳，减少水面波纹干扰视觉

     4.     介质：清水，可少量添加润湿剂降低表面张力，防止气泡附着不脱离

     5.     环境：水槽避光，减少环境反光，避免水面光斑被误识别为气泡

     6.    测试流程：滤芯装夹密封 → 下压浸入水槽 → 内部充气稳压 → 视觉开始持续采集图像识别气泡 → 保压计时结束 → 停止充气 → 抬升滤芯出水 → 输出 OK/NG 结果。

三、机械工装设计

     1.     密封工装：根据滤芯接口定制堵头 + 密封圈，封闭滤芯进出口，只保留一路进气口；保证工装本身不漏气（工装先做气密性校验，避免工装漏气误判产品）

     2.     升降机构：气缸带动工装 + 滤芯上下动作，完成浸入 / 抬离水槽；速度平缓，避免入水冲击产生大量扰动气泡

     3.     测试水槽：透明亚克力槽；底部做排污口；槽体外侧做遮光黑框，减少杂光反光

     4.     气路单元：调压阀、电磁阀、压力传感器、排气阀；压力传感器实时监控内部压力，压力不稳直接判定工装密封不良，不启动视觉检测。

 四、机器视觉系统设计（核心：水中气泡识别）

   n  硬件选型

     1.     工业相机：全局快门黑白相机（优先黑白，对比度更高，气泡识别更稳定）；分辨率 1280×960 或 200 万像素；帧率≥30fps。理由：气泡是动态微小目标，全局快门避免运动模糊；彩色相机容易受水体反光、色差干扰。

     2.     镜头：低畸变定焦镜头；视场 FOU 覆盖整个滤芯浸水区域；工作距离根据机台结构确定。

     3.     光源：背部平行背光（透射打光），水槽背后打背光。气泡在透射光下呈现黑色圆点 / 细线，和水体背景对比度极强，是气泡检测最优方案；不要用正面环形光，水面反光干扰巨大。

     4.     安装方式：相机固定在水槽侧面，透过亚克力壁拍摄滤芯浸泡区域；亚克力板做防雾处理，防止水汽凝结在视窗形成水雾。

   n  算法方案（传统视觉为主，简单场景不需要深度学习）

       1.     ROI 区域划定：只在滤芯本体浸水区域设置检测 ROI，屏蔽工装、水槽边缘、水面区域，减少干扰。

       2.     图像预处理：灰度化、高斯模糊降噪、阈值分割；提取高亮 / 暗点气泡轮廓。

       3.     动态目标差分：连续帧图像做背景差分，静态污点 / 固定光斑会被过滤，只有移动的气泡才会被提取（这一步是关键，区分固定杂质和上浮气泡）。

       4.     特征筛选：设置气泡面积阈值、长宽比、运动方向（气泡向上运动）。

·   微小噪点：面积小于阈值直接过滤；

·   气泡特征：轮廓为类圆形，运动矢量向上；满足条件判定为有效泄漏气泡。

       5.     判定逻辑：保压观测周期内，只要识别到≥1 个有效上浮气泡 → NG；全程无有效气泡 → OK。

       6.     数据存储：保存检测图像、时间戳、产品编号、OK/NG 结果，用于质量追溯。

       7.     补充：如果是微小渗漏，气泡生成速度很慢，可以延长保压时间，累计多帧图像联合判断。

五、干扰因素与防误判对策

六、电气与控制逻辑

       1.     PLC 作为主控：控制气缸升降、电磁阀充气排气、读取压力传感器信号，和视觉软件通讯。

       2.     视觉软件输出信号：DI/DO 通讯，OK、NG、系统故障信号给到 PLC。

       3.     人机界面 HMI：设置保压时间、压力阈值、气泡判定参数；查看历史检测记录、图片回放。

       4.     报警输出：NG 产品声光报警；可外接剔除机构（人工台可只报警提示，自动化产线可自动剔除）。

七、两种方案选型对比

       1.     方案 A：传统机器视觉（推荐，性价比高） 适合绝大多数滤芯气泡检测，气泡特征简单，依靠背景差分 + 轮廓提取，算法稳定，授权成本低；缺点：对于极微小气泡（微米级缓慢逸出）识别能力有限。

       2.     方案 B：AI 深度学习图像识别 当现场水体浑浊、干扰极多，传统算法容易误报时使用；需要采集大量气泡 / 无气泡样本训练模型；成本更高，适合高难度复杂场景。

八、安全与注意事项

       1.     压力设置不能超过滤芯承压极限，防止爆破；

       2.     定期校验工装密封性，工装漏气会一直 NG；

       3.     水槽电气做好防水隔离，相机、接线做好防水防潮；

       4.     定期清洁水槽和观察窗，保证成像稳定。

九、可选扩展

       1.     增加产品条码扫码，绑定每只滤芯检测记录；

       2.     自动排水补水；

       3.     多工位轮换测试，提升产能。