汪元鳳，朱杭靈，肖 琴，王 博

（1.中策橡膠集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州 310018；2.睿眼科技有限公司，浙江 杭州 310018）

目前由于輪胎的應(yīng)用日漸廣泛，要求輪胎既具有安全性，又具有舒適性。在輪胎運(yùn)行過程中，了解各部位熱量分布及破壞前熱量變化，對優(yōu)化輪胎結(jié)構(gòu)和材料有重要意義，因此需要對輪胎行駛過程中的溫度變化進(jìn)行監(jiān)控[1-6]。

本工作開發(fā)了一種輪胎室內(nèi)耐久性試驗機(jī)紅外熱成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)所有物體均有熱輻射的原理，通過紅外熱成像儀對輪胎進(jìn)行實時紅外測量并監(jiān)控其表面溫度，獲取數(shù)據(jù)與圖像，進(jìn)行對比分析，并生成對應(yīng)圖表和報表[1]。用戶還可以遠(yuǎn)程查詢已監(jiān)控過的輪胎的溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)對比并下載相關(guān)圖像和圖表。對于特殊輪胎，諸如缺氣保用輪胎和鑲釘輪胎，該系統(tǒng)可記錄測試過程中輪胎各部位的溫度波動情況及其對輪胎造成的影響。

1 系統(tǒng)方案

1.1 基礎(chǔ)功能要求

（1）每1組輪胎測試數(shù)據(jù)匯總為1個文件，數(shù)據(jù)用曲線顯示。

（2）支持多用戶電腦遠(yuǎn)程在線查詢，可選擇單通道或多通道（1個或2個輪胎，或者1個或多個區(qū)域）曲線報表生成和遠(yuǎn)程報表導(dǎo)出。

（3）可對紅外監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行視頻預(yù)覽，同時可對實時畫面中的點(diǎn)位進(jìn)行溫度呈現(xiàn)。測溫?zé)岢上駭z像機(jī)能夠?qū)η岸说谋O(jiān)控場景實時進(jìn)行線測溫、框測溫和點(diǎn)測溫（最高、最低和平均溫度）。

（4）可將視頻信號進(jìn)行存儲和錄像回放。

（5）可自動分析巡檢結(jié)果。

（6）可進(jìn)行全局測溫和溫差報警，并按溫度對輪胎溫區(qū)進(jìn)行顏色標(biāo)注。

系統(tǒng)方案如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)方案示意

1.2 操作界面

操作界面可輸入數(shù)據(jù)以控制試驗，查看監(jiān)控畫面（見圖2）并分析溫度變化趨勢。

圖2 監(jiān)控畫面

1.3 數(shù)據(jù)錄入

（1）采用雙工位測試，2個工位輸入和錄入具有聯(lián)動性，工位2可同步工位1，減少用戶操作。

（2）可設(shè)置感興趣的區(qū)域，并進(jìn)行錄像和視頻查看。

（3）可單獨(dú)或同時啟動、終止某個工位的測試。

（4）啟動試驗后，若發(fā)現(xiàn)信息錄入有誤，可刪除信息，以保證該輪胎編號可用。

1.4 數(shù)據(jù)分析

（1）可按照監(jiān)控位置和時長處理溫度曲線，包含當(dāng)前位置上（胎側(cè)里、胎冠或者胎側(cè)外）2個工位上所有感興趣區(qū)域和整個視野范圍內(nèi)的溫度。

（2）溫度曲線可選擇性顯示，提供隱藏功能，數(shù)據(jù)較多時可縮放曲線。

（3）曲線數(shù)據(jù)實時刷新。

1.5 溫度視頻

每個紅外攝像機(jī)對應(yīng)一個監(jiān)控位置，啟動試驗后根據(jù)選擇的感興趣區(qū)域方案和設(shè)置的感興趣區(qū)域，監(jiān)控畫面中顯示對應(yīng)的矩形框或點(diǎn)，并在左上角處詳細(xì)介紹每個指定位置的名字和溫度信息（見圖3）。

圖3 溫度視頻監(jiān)控畫面

用戶在設(shè)置感興趣的區(qū)域時系統(tǒng)可提供新增修改和刪除的功能，使用戶可以重新修改感興趣區(qū)域的名字。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

可根據(jù)查詢條件獲取所有已完成的試驗記錄，并提供下載、查看、對比和導(dǎo)出功能。

（1）報表下載。將試驗結(jié)束時生成的對比報告下載到指定位置。

（2）詳細(xì)信息查看。獲取當(dāng)前輪胎整個試驗過程中的所有溫度數(shù)據(jù)列表，并可導(dǎo)出。

（3）導(dǎo)出報表。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)重新生成當(dāng)前輪胎的檢測報告。

（4）視頻回放。提前勾選需要回放的視頻，可在試驗結(jié)束后進(jìn)行查詢并選擇播放（見圖4）。

圖4 視頻回放

1.7 溫度數(shù)據(jù)比對

（1）全局溫度對比?？娠@示指定紅外攝像機(jī)整個監(jiān)控范圍下的最高溫度趨勢圖和對應(yīng)時間點(diǎn)的圖像（見圖5）。

圖5 全局溫度對比

（2）感興趣區(qū)域溫度對比。可顯示指定紅外攝像機(jī)視野范圍內(nèi)用戶設(shè)置的感興趣區(qū)域的最高溫度趨勢圖和圖像（見圖6）。

圖6 感興趣區(qū)域溫度對比

（3）圖表曲線均可選擇顯示，并提供隱藏功能。

（4）鼠標(biāo)懸停在曲線上方時可放大曲線節(jié)點(diǎn)，方便點(diǎn)擊。

（5）曲線可縮放點(diǎn)擊，點(diǎn)擊時在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)顯示節(jié)點(diǎn)信息并根據(jù)時間節(jié)點(diǎn)刷新下方對應(yīng)位置的圖像，下方圖像可雙擊放大。

（6）可導(dǎo)出生成當(dāng)前兩個對比輪胎的對比報告。

（7）在感興趣區(qū)域的對比模塊中新增樹狀列表，將配置的感興趣區(qū)域按照級別顯示，用戶可選擇該區(qū)域的溫度曲線數(shù)據(jù)。

1.8 權(quán)限設(shè)置和方案管理

設(shè)置權(quán)限管理用戶，將試驗操作和查看分隔開；獨(dú)立配置各種方案，便于調(diào)整，使用時直接選擇即可；提供用戶手冊，輔助使用系統(tǒng)。

1.9 網(wǎng)頁端功能

本系統(tǒng)在用戶端的基礎(chǔ)上添加網(wǎng)頁端展示，主要功能是數(shù)據(jù)查看，不提供操作試驗和視頻播放。并且網(wǎng)頁端還提供移動端查看，方便用戶隨時隨地觀察數(shù)據(jù)（見圖7）。

圖7 網(wǎng)頁端頁面

可提供當(dāng)前機(jī)臺工位的運(yùn)行狀況和運(yùn)行過程中胎側(cè)里、胎冠和胎側(cè)外3個位置的實時溫度曲線對比，曲線提供縮放和隱藏功能，圖表提供下載功能。

網(wǎng)頁端同樣有數(shù)據(jù)統(tǒng)計、對比和查看功能，其中對比和下載模塊中的功能與客戶端完全相同，查看模塊在溫度數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上添加圖像顯示（見圖8）。

圖8 網(wǎng)頁端對比查詢

2 應(yīng)用

該系統(tǒng)可在輪胎室內(nèi)耐久性試驗過程中檢測中短途輪胎不同的設(shè)計方案對胎圈生熱的影響，從而優(yōu)化胎圈結(jié)構(gòu)和配方設(shè)計，延長其使用壽命，降低胎圈裂口、胎圈脫空等主要病疵；可用于中長途輪胎不同的設(shè)計方案對胎肩部位的生熱影響，優(yōu)化胎肩的結(jié)構(gòu)和配方設(shè)計，降低肩空等病疵；可測量并保存抽檢溫度測試數(shù)據(jù)記錄，成為階段性分析制造或設(shè)計問題的工具，可以預(yù)期的結(jié)果是及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品制造或材料等異常情況、與市場退賠數(shù)據(jù)做對比分析，做為設(shè)計的重要依據(jù)以及技術(shù)開發(fā)路線的重要組成部分；可與市場熱銷的其他廠家產(chǎn)品做設(shè)計對比方案，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計。

3 結(jié)語

輪胎行業(yè)競爭激烈，各家企業(yè)均將延長輪胎使用壽命、降低退賠率作為企業(yè)的核心研發(fā)需求。因國家嚴(yán)查超載市場，輪胎的性能需求也面臨著改變的要求，低生熱、低滾動阻力成為各企業(yè)的重點(diǎn)攻堅方向。

以前行業(yè)普遍使用輪胎室內(nèi)耐久性試驗機(jī)測試運(yùn)行時間作為衡量輪胎設(shè)計方案優(yōu)劣的主要依據(jù)，而熱成像系統(tǒng)可以為輪胎在室內(nèi)耐久性測試過程中的生熱情況提供更直接、量化的數(shù)據(jù)，可直接衡量輪胎設(shè)計方案的優(yōu)劣，為開發(fā)工程師提供直觀的科學(xué)依據(jù)，以對比輪胎結(jié)構(gòu)或配方設(shè)計的優(yōu)劣。