随着工业生产技术及其自动化程度的不断提高,工业管网系统已经在工业生产中处于举足轻重的地位,而波纹补偿器作为一种补偿元件被广泛地应用在工业管道中,用来补偿管道因温度、振动、压力等因素引起的尺寸变化。但是波纹补偿器波纹管部分在进行管道补偿的时候很容易发生失稳变形,从而导致波纹补偿器损坏,一旦损坏轻则造成停工停产,重则引发爆炸,严重威胁工作人员生命安全。因此对于波纹补偿器进行工作状态的监测以及故障时故障位置的识别越来越重要,本文在分析图像处理技术的应用现状以及波纹补偿器传统故障排查方法的基础上,设计了一种基于图像处理的波纹补偿器故障识别系统,通过图像识别的方式来判断波纹补偿器的工作状态以及发生故障时故障的位置,来解决人为监测波纹补偿器工作状态的弊端。本系统主要研究内容包括工业相机的选型、相机的标定、图像灰度化、图像平滑、边缘检测、图像阈值化、边缘特征点检测、轴向尺寸计算以及用户端显示界面设计。系统工作过程是预先使用张正友相机标定法对相机进行标定,得到图像中像素坐标系到世界坐标系的转换关系,再通过工业CCD相机获取波纹补偿器图像信息,经ROI提取、灰度化处理后得到目标灰度图像,然后提出改进Canny边缘检测算子用于检测目标灰度图像的轮廓边缘信息,得到波纹补偿器二值化图像;对二值化图像进行概率Hough算子直线检测,得到拟合直线后,对图像水平校正;遍历校正后的二值化图像,寻取极限边缘特征点,从而计算出波纹补偿器的整体轴向尺寸以及相邻波纹间的轴向尺寸,通过系统计算出的尺寸数据来判断波纹补偿器的变形状况;最后,在显示界面显示波纹补偿器的工作状态以及故障位置。同时,为更好的提取波纹补偿器的边缘特征信息,本文提出了一种改进Canny边缘检测算子用于实现波纹补偿器的轮廓检测,该算子集混合滤波器去噪、Scharr算子四方向梯度计算、非极大值抑制、Otsu算子阈值分割于一身,相比于传统Canny算子所检测的边缘信息更加准确,极大地提高了波纹补偿器轴向尺寸检测精度。本文对正常波纹补偿器进行了压缩检测实验、对发生失稳变形的波纹补偿器进行了故障识别实验,实验结果证明,本系统能够较为精确的计算出波纹补偿器的整体轴向尺寸以及相邻波纹间的轴向尺寸,通过尺寸数据可以准确的判断出波纹间的变形状况。因此,本系统有效地完成了对波纹补偿器工作状态的监测,并当波纹补偿器发生失稳变形时,也能识别出局部故障位置,报警提醒工作人员及时采取维修措施,本系统对于保证波纹补偿器平稳工作,维护生产安全具有重要意义。