本发明涉及自动清洁领域，具体为一种开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置。
背景技术：
1、对于市面上的开路式温室气体分析设备，绝大部分产品表面都配备了视窗玻璃，即窗口片，这一设计基于激光检测原理，必须允许激光穿过窗口片，同时为了保护内部器件。但由于窗口片的必然存在，就带来污染对测量的影响以及维护的问题。
2、由于设备常常置于户外环境中，视窗玻璃不可避免地会接触到空气中的尘埃、颗粒物、水雾等污染物。这些污染物附着在窗口表面，不仅阻挡了光线，使得用户难以清晰地观察设备内部情况，更重要的是，它们还会对设备的测量精度造成直接干扰。特别是对于一些高精度的温室气体分析设备，这些污染物可能导致测量结果出现偏差，甚至直接无法测量，从而影响数据的准确性和可靠性。
3、分析仪窗口片的清洁和维护也是一大难题。由于设备通常安装在固定位置，有些甚至位于高空或野外及一些难以接近的地方，这使得定期清洁和维护窗口片变得十分困难。即使能够接近设备，清洁过程中也可能因为操作空间有限或操作不当而损伤窗口片，进一步增加维护的难度和成本。
4、现有技术中，对于开路式温室气体分析仪窗口片大多是人工进行清洗，不仅存在着操作繁琐和清洁效率不高的问题，并且难以检测是否彻底去除镜片上的污染物，从而会导致清洁效果难以保证的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，解决了对于开路式温室气体分析仪窗口片大多是人工进行清洗，不仅存在着操作繁琐和清洁效率不高的问题，并且难以检测是否彻底去除镜片上的污染物，从而会导致清洁效果难以保证的问题。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，包括：开路式温室气体分析仪和三角支架，且所述开路式温室气体分析仪安装在三角支架上，还包括：所述三角支架上安装有储液单元，所述储液单元顶部且位于三角支架连接有控制单元，所述开路式温室气体分析仪上安装有与控制单元一端相连的清洁单元；所述控制单元包括设置在液体输送管上的液体电磁阀，所述液体输送管末端连接有缓冲单元，其上设置有液位开关，所述缓冲单元顶部安装有泄压阀，所述缓冲单元一端连接有气体增压泵和气体电磁阀，所述缓冲单元一侧安装有处理单元，所述缓冲单元另一端设置有输送管和输送电磁阀，所述气体增压泵上设置有过滤器。
3、进一步地，所述储液单元包括安装在三角支架上的存放仓，所述存放仓设置有抽水泵和清洁液，并且所述清洁液为防冻型，所述存放仓顶部设置有用于泄压的过滤旋盖。
4、进一步地，所述清洁单元包括连接在输送管输出端的清洗管，所述清洗管末端设置有两侧开孔的清洁头，其被装配为，所述清洗管接收的输送管输送的清洁液通过开孔处喷出，以形成多个扇形清洁区域，所述清洁头底部设置有刮液头，所述清洗管且位于清洁头端设置有控制清洁头区域旋转的刮液电机，所述刮液电机下方设置有清洁头与待清洗镜片之间接触的压紧程度的旋转电机，所述旋转电机一侧设置有尺寸可调整的安装单元。
5、进一步地，还包括：数据获取模块、数据处理模块、控制模块、检测与反馈模块、记录模块；所述数据获取模块，用于实时获取缓冲单元内清洁液的液位值，缓冲单元内的压力值，清洁头的当前位置数据和与待清洗镜片的接触压力值，待清洗镜片清洗后的图像数据；所述数据处理模块，用于判断清洁液的液位值是否低于液位阈值，并在液位值低于液位阈值时，向液体电磁阀发送开启指令，使储液单元向缓冲单元补充清洁液，并在液位值达到液位上限值时，向液体电磁阀发送关闭指令，以停止补充清洁液，并实时监控缓冲单元内的压力值，判断是否在压力安全范围内，若是压力值高于压力安全范围，则向泄压阀发送释放指令，进行压力释放，同时判断清洁头的当前位置数据是否符合预期位置，若是清洁头的当前位置数据不符合预期位置，则控制刮液电机进行调整，并基于待清洗镜片的接触压力值控制旋转电机实时调整压力，确保清洁头与待清洗镜片的接触压力适中；所述控制模块，用于启动气体增压泵，通过气体电磁阀向缓冲单元输送压缩气体、启动输送电磁阀，使清洁液通过输送管流入清洗管，并通过控制刮液电机，确保清洁头在清洗过程中按预定路径移动，形成多个扇形清洁区域，通过刮液头根据接收到的刮除指令，刮除残留液体，并清洗过程完成后，向气体增压泵、气体电磁阀、输送电磁阀分别发送关闭指令；所述检测与反馈模块，用于检测待清洗镜片清洗后的图像数据是否符合清洗标准，若是待清洗镜片清洗后的图像数据不符合清洗标准，则重复清洗步骤，并获取重复清洗后的待清洗镜片的图像数据进行再次检测，直至待清洗镜片清洗后的图像数据符合清洗标准；所述记录模块，用于将清洗过程中获取的液位值、压力值、清洁头位置数据、待清洗镜片的图像数据存储至数据库中。
6、进一步地，得到液位阈值的具体过程如下：获取历史待清洗镜片清洗过程中的液位数据，并进行数值识别分析，得到历史每次清洗所需的最小液位值；读取历史每次清洗所需的最小液位值并基于移动指数平均法进行均值分析，得到历史最小液位均值；基于历史最小液位均值以及历史每次清洗所需的最小液位值进行综合分析，得到由历史每次清洗所需的最小液位值的构成的最小液位数据的标准差；基于历史最小液位均值以及由历史每次清洗所需的最小液位值的构成的最小液位数据的标准差进行分析，得到液位阈值，其具体公式如下：；其中，为液位阈值，为历史最小液位均值，为由历史每次清洗所需的最小液位值的构成的最小液位数据的标准差，为预设的安全系数，为历史第次清洗所需的最小液位值，为历史第次清洗所需的最小液位值，为历史第次清洗所需的最小液位值的权重系数，为历史第次清洗所需的最小液位值的权重系数，，为获取的清洗次数。
7、进一步地，得到压力安全范围的具体步骤如下：获取设备最低工作压力预测值、设备最大工作压力预测值，并获取若干次的设备最低工作压力实际值、设备最大工作压力实际值；对于每次的设备最低工作压力实际值、设备最大工作压力实际值分别结合几何平均法、调和平均法进行均值分析，得到设备最低工作压力实际均值、设备最大工作压力实际均值；读取每次的设备最低工作压力实际值和设备最低工作压力预测值以及设备最低工作压力实际均值、每次的设备最大工作压力实际值和设备最大工作压力预测值以及设备最大工作压力实际均值进行综合分析，得到压力安全范围，其中，为压力安全范围下限，为压力安全范围上限，其具体公式如下：；其中，为获取的第次的设备最低工作压力实际值，为设备最低工作压力实际均值，为获取的第次的设备最低工作压力实际值，为获取的第次的设备最大工作压力实际值，为设备最大工作压力实际均值，，为获取的设备最低工作压力实际值、设备最大工作压力实际值的总次数。
8、进一步地，所述清洁头的当前位置数据具体为清洁头当前中心点的三维坐标以及预设的关键点的三维坐标，同时判断清洁头的当前位置数据是否符合预期位置，若是清洁头的当前位置数据不符合预期位置，则控制刮液电机进行调整具体为：读取清洁头当前中心点的三维坐标以及预设的关键点的三维坐标分别进行位置判别；若存在三维坐标不符合标准的位置点，则将对应三维坐标与标注三维坐标进行误差分析，得到坐标移动距离值，并以三维坐标所对应的位置点标记为起始点，对应的标准三维坐标的位置点标记为修正点；将坐标移动距离值、起始点、修正点发送至刮液电机对清洁头进行位置调整；其中，判别清洁头当前中心点的三维坐标的具体公式如下：；其中，为清洁头（302）当前中心点的三维坐标，为预设的清洁头（302）中心点的标准三维坐标，为预设的误差阈值。
9、进一步地，待清洗镜片清洗后的图像数据具体为待清洗镜片清洗后的图像中的每个像素点的像素值，检测待清洗镜片清洗后的图像数据是否符合清洗标准的具体通过预训练的支持向量机进行检测，其检测过程如下：读取待清洗镜片清洗后的图像数据并进行灰度处理，具体为对于待清洗镜片清洗后的图像中的每个像素点的像素值分别进行灰度处理；在支持向量机的特征提取层中对灰度处理后的待清洗镜片清洗后的图像数据进行特征提取，得到待清洗镜片清洗后的图像数据的边缘特征和纹理特征；将提取的待清洗镜片清洗后的图像数据的边缘特征和纹理特征输入至支持向量机的svm分类器中，进行清洗效果判断。
10、进一步地，得到待清洗镜片清洗后的图像数据的边缘特征的具体步骤如下：读取灰度处理后的待清洗镜片清洗后的图像中的每个像素点的像素值，并基于预设的水平方向和垂直方向的sobel算子进行卷积处理，得到水平方向的水平卷积梯度图像和垂直方向的水平卷积梯度图像，其中，，，为灰度处理后的待清洗镜片清洗后的灰度图像，表示卷积操作，为预设的水平方向sobel算子，为预设的垂直方向sobel算子，，；基于水平方向的水平卷积梯度图像和垂直方向的水平卷积梯度图像分析每个像素点的梯度方向和梯度幅值；基于设定的梯度阈值，将梯度幅值图转化为二值边缘图，并将二值边缘图视为待清洗镜片清洗后的图像数据的边缘特征，其二值边缘图具体为：；其中，为二值边缘图，表示灰度处理后的待清洗镜片清洗后的图像中的位于处的像素点的梯度幅值，为设定的梯度阈值。
11、进一步地，得到待清洗镜片清洗后的图像数据的纹理特征的具体步骤如下：读取灰度处理后的待清洗镜片清洗后的图像中的每个像素点的像素值；对于每个像素点分别进行梯度分析，得到水平方向的水平梯度图像和垂直方向的垂直梯度图像，其中，，，为灰度处理后的待清洗镜片清洗后的灰度图像；基于水平方向的水平梯度图像和垂直方向的垂直梯度图像分别分析每个像素点的梯度方向和梯度幅值，其中，，；将灰度处理后的待清洗镜片清洗后的图像数据划分为若干个单元，且每个单元包含若干个像素点；对于每个单元内的像素点，分别基于梯度方向生成梯度方向直方图，并将梯度幅值作为权重；将若干个单元组合成图像块，并对每个图像块中的直方图分别进行归一化处理，并将归一化结果作为待清洗镜片清洗后的图像数据的纹理特征。
12、本发明具有以下有益效果：
13、（1）、该开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，通过自动化控制和实时监测，确保清洁液和压力始终处于最佳状态，控制单元能够根据实际情况自动调整清洁头的位置和压力，保证清洗过程高效且均匀，同时，检测与反馈模块通过预训练的支持向量机对清洗效果进行准确评估，确保每次清洗都能达到标准，这种全自动的清洗方式不仅节省了人工成本，还大幅提升了清洗效率和效果，保证了开路式温室气体分析仪的长期稳定运行。
14、（2）、该开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，通过数据获取和处理模块能够实时采集和分析清洁过程中的各种关键数据，如液位、压力、清洁头位置和图像数据等，通过智能化的数据处理和决策机制，系统能够根据历史数据和实时情况动态调整清洗策略，如基于历史最小液位均值和标准差计算液位阈值，确保液位安全；根据设备最低和最大工作压力的均值和实际值确定压力安全范围，防止过压或欠压，这种智能化的数据处理和决策能力有效提升了系统的可靠性和精度。
15、（3）、该开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，通过多种传感器和控制单元的协同工作，保证了系统在清洗过程中的稳定性和安全性。液位和压力监控系统可以及时发现并处理异常情况，如液位过低或压力过高，避免系统运行风险。清洁头位置和接触压力的实时调整确保清洁过程中不会对镜片造成损伤。检测与反馈模块的自动判断和重复清洗机制，进一步提高了系统的清洗可靠性。这些设计和功能不仅保证了系统的高效运行，还有效提升了设备的安全性和使用寿命。
16、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
1.一种开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，包括：开路式温室气体分析仪（4）和三角支架（5），且所述开路式温室气体分析仪（4）安装在三角支架（5）上，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，其特征在于，得到液位阈值的具体过程如下：
3.根据权利要求2所述的开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，其特征在于，得到压力安全范围的具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述的开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，其特征在于，所述清洁头（302）的当前位置数据具体为清洁头（302）当前中心点的三维坐标以及预设的关键点的三维坐标，同时判断清洁头（302）的当前位置数据是否符合预期位置，若是清洁头（302）的当前位置数据不符合预期位置，则控制刮液电机（305）进行调整具体为：
5.根据权利要求1所述的开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，其特征在于，待清洗镜片清洗后的图像数据具体为待清洗镜片清洗后的图像中的每个像素点的像素值，检测待清洗镜片清洗后的图像数据是否符合清洗标准的具体通过预训练的支持向量机进行检测，其检测过程如下：
6.根据权利要求5所述的开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，其特征在于，得到待清洗镜片清洗后的图像数据的边缘特征的具体步骤如下：
7.根据权利要求5所述的开路式温室气体分析仪窗口片自动清洁装置，其特征在于，得到待清洗镜片清洗后的图像数据的纹理特征的具体步骤如下：
