2017年我国空调产量高达18040万台,在提升人们生活舒适度的同时,空调带来的能耗问题也日益突出。提升空调的能效,对于减少能源消耗,应对气候变化具有重大意义。阀芯是空调阀中控制冷媒流量的关键零部件,对空调运行能耗的控制起着重要作用,其孔径加工精度误差需达±1um。为避免生产出的次品进入市场,需要对每个阀芯的孔径尺寸进行检测。目前企业用气动量仪测量阀芯微孔的气通量,然后通过人工目测气动量仪示值来判断合格与否,但即使在相同的判定标准下,由于每个工人的观测角度和工作状态不同,观测结果必然存在偏差,从而降低了阀芯的整体品质。结合企业目前测量方法存在缺陷以及机器换人的必然性,本文设计了基于机器视觉的空调阀芯微孔径在线检测系统。本文首先阐述了微孔径高精度测量的难点和测量方法,提出在一定气压下用气动量仪表测量微孔径的可行性。其次结合实际测量指标和需求,对机器视觉系统所必需的相机、光源以及镜头进行选型和搭配,并设计了一套完整的在线检测系统。空调阀芯微孔径在线检测系统主要包括阀芯运动和测量平台、电控系统硬件和软件、上位机软件以及图像处理算法。电控系统以STM32F103单片机为核心,控制步进电机和电磁阀进行阀芯的抓取、通气测量、分拣以及触发工业相机拍摄气压表和气动量仪的读数。上位机软件接收并处理图像数据,通过串口和电控系统通信。然后对图像处理算法进行了重点研究,主要包括气动量仪表浮标定位算法和气压表指针定位算法。在气动量仪表浮标定位算法中,用K-Means聚类算法对数字、浮标以及刻度进行分类和定位,提出了一种快速的数字识别方法,在此基础上确定每个刻度对应的数值,进而定位浮标;在气压表指针定位算法中,对Hough变换检测直线进行改进,使其可用于快速判定气压表指针位置。最后对所设计在线检测系统进行了测试,并人为设定四种非正常工作场景来全面检验整个系统的性能。测试结果表明:本系统具有较高的适应性和稳定性,能够满足长期工作要求,平均每个阀芯检测用时2.4秒,要快于熟练工2.5秒一个的检测速度;在检测精度上,正品误判率为0.00%,次品误判率为1.47%。