一種基于ccd的液位測量裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及液位測量技術(shù)，特別是涉及一種基于C⑶的液位測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了測知物料的存貯量，便于對物料進行監(jiān)控，在工業(yè)生產(chǎn)中對物位進行的檢測和控制是監(jiān)控的重要環(huán)節(jié)。液位、界位和料位統(tǒng)稱物位。物位測量的目的在于測知容器中物料的容量。在大部分工業(yè)生產(chǎn)過程中，除常壓、常溫等一般情況外，還有可能遇到高溫、高壓、易燃易爆、強腐蝕性等特殊情況，那么對于物位的自動檢測和控制要求就更高了。
[0003]液位是指液體介質(zhì)在容器中的液面的高度，液位計是測量液位的儀表。在工業(yè)生產(chǎn)中，液位是一個很重要的參數(shù)，液位測量在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要地位，有的甚至直接影響到生產(chǎn)的安全。在實際的操作過程中，對液位測量的要求越來越多，應根據(jù)不同方面的要求來選用不同種類的液位計。根據(jù)液位計的工作原理，可分為直讀式、浮力式、電容式、靜壓式、聲學式、射線式、光纖式和核福射式。
[0004]而且液位測量不僅應用于工業(yè)上，在科學研究領域的應用也特別廣泛。例如在某些大科學裝置中，需要測量透明液漏管中液位高度，現(xiàn)有的技術(shù)手段無法滿足測量需求，特發(fā)明一種通過C⑶觀測的測量裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于CCD的液位測量裝置，結(jié)構(gòu)簡單，測量準確，精度高。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種基于CXD的液位測量裝置，包括被測液位管、設置于被測液位管一側(cè)的紅外光源及設置于被測液位管另一側(cè)的CCD圖像處理系統(tǒng)，所述CCD圖像處理系統(tǒng)由攝像頭及與攝像頭電連接的微處理器組成。
[0008]作為本實用新型的較佳實施例，本實用新型所述紅外光源緊靠被測液位管的一側(cè)設置，CCD圖像處理系統(tǒng)與被測液位管的另一側(cè)設置一距離D。
[0009]作為本實用新型的較佳實施例，本實用新型所述紅外光源的高度與寬度與被測液位管的高度與寬度一致。
[0010]作為本實用新型的較佳實施例，本實用新型所述距離D的值至少為被測液位管的高度。
[0011]作為本實用新型的較佳實施例，本實用新型所述紅外光源包括兩層玻璃外殼及N組并聯(lián)的分支光源，N組并聯(lián)的分支光源一端通過電源穩(wěn)壓模塊與24V的電源輸入電路連接，另一端通過電源穩(wěn)壓模塊與12V的電源輸出電路連接。
[0012]作為本實用新型的較佳實施例，本實用新型所述分支光源由7個LED發(fā)光二極管及一個電阻串聯(lián)組成。
[0013]作為本實用新型的較佳實施例，本實用新型所述12V的電源輸出電路一路連接攝像頭，另一路連接LED發(fā)光二極管。
[0014]作為本實用新型的較佳實施例，本實用新型所述攝像頭由CXD攝像頭0V7670組成，輸出端與微處理器電連接。
[0015]作為本實用新型的較佳實施例，本實用新型所述微處理器由STM32F407芯片組成。
[0016]作為本實用新型的較佳實施例，本實用新型所述CCD攝像頭0V7670的分辨率為640*480，為彩色攝像頭。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:通過在被測管的一側(cè)安裝紅外光源，對面另一側(cè)安裝攝像頭，因為光通過液體與非液體的分界面(液面)時因為折射率不同時，在攝像頭處看到的一條黑帶狀的線，此黑帶狀的即為液面，通過測量此液面相對于整個圖像中的位置，計算出液位高度，設置CCD圖像處理系統(tǒng)，提高測試精度，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0019]圖2為本實用新型的具體實施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本實用新型的紅外光源電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021]本實用新型的主旨在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于CCD的液位測量裝置，測量準確，精度高。下面結(jié)合實施例參照附圖進行詳細說明，以便對本實用新型的技術(shù)特征及優(yōu)點進行更深入的詮釋。
[0022]如圖1、2所示，一種基于CCD的液位測量裝置，包括被測液位管、設置于被測液位管一側(cè)的紅外光源及設置于被測液位管另一側(cè)的CCD圖像處理系統(tǒng)，所述CCD圖像處理系統(tǒng)由攝像頭及與攝像頭電連接的微處理器組成。所述紅外光源緊靠被測液位管的一側(cè)設置，CCD圖像處理系統(tǒng)與被測液位管的另一側(cè)設置一距離D。
[0023]本實用新型所述攝像頭由CCD攝像頭0V7670組成，輸出端與微處理器電連接，所述微處理器由STM32F407芯片組成，所述CCD攝像頭0V7670的分辨率為640*480，為彩色攝像頭。CCD圖像處理系統(tǒng)由CCD攝像頭0V7670和STM32F407組成，0V7670是分辨率為640*480的彩色攝像頭，負責完成圖像的拍攝，并向STM32F407提供一張分辨率為640*480的圖片進行分析。STM32F407根據(jù)CCD提供的圖像進行灰度轉(zhuǎn)換，二值化等處理后，識別出黑帶線。并計算出黑帶線在整個圖像中的縱向高度，進而得出液位高度，實現(xiàn)液位高度的測量。并通過串口發(fā)送出去。
[0024]本實用新型的原理圖如圖1所示，測量原理如下:在被測管的一側(cè)安裝紅外光源，對面另一側(cè)安裝攝像頭，因為光通過液體與非液體的分界面(液面)時因為折射率不同時，在攝像頭處看到的一條黑帶狀的線，此黑帶狀的即為液面，通過測量此液面相對于整個圖像中的位置，計算出液位高度。
[0025]本實用新型的具體實施例示意圖如圖2所示，所述紅外光源的高度與寬度與被測液位管的高度與寬度一致，所述距離D的值至少為被測液位管的高度。具體的，系統(tǒng)由紅外光源、被測管、CCD處理系統(tǒng)組成，具體使用時，紅外光源和CCD圖像處理系統(tǒng)安裝在被測管的兩側(cè)，紅外光源的高與被測管一樣高為20cm，紅外光源的寬與被測管的直徑一樣為15cm。紅外光源緊貼在被測管安裝，CXD圖像處理系統(tǒng)與被測管距離20 cm。
[0026]本實用新型的紅外光源電路原理圖如圖3所示，本實用新型所述紅外光源包括兩層玻璃外殼及N組并聯(lián)的分支光源，_且并聯(lián)的分支光源一端通過電源穩(wěn)壓模塊與24V的電源輸入電路連接，另一端通過電源穩(wěn)壓模塊與12V的電源輸出電路連接。本實用新型所述分支光源由7個LED發(fā)光二極管及一個電阻串聯(lián)組成。本實用新型所述12V的電源輸出電路一路連接攝像頭，另一路連接LED發(fā)光二極管。
[0027]紅外光源是一個矩陣光源，由609只紅外二極管和兩片毛玻璃組成，紅外二極管發(fā)出波長為940nm的紅外光，紅外光經(jīng)過兩片毛玻璃后變?yōu)槿岷颓腋鼽c光強一樣的平行光。
[0028]光源電源用24V/1A的輸入，經(jīng)過電源穩(wěn)壓模塊后，分兩路輸出，一路為12V的用于給攝像頭供電；另一路輸出為8?12V給紅外LED。紅外光源主要由609個紅外LED(SIR-563ST3F)組成，其電路如圖3所示，7個LED和I個電阻串聯(lián)成一個組合，再由87組這樣的組合并聯(lián)而成。當每個紅外LED工作于0.2mA?5mA電流時，即能滿足CCD拍攝液位高度的光照需要。即整個電源的功耗為1401^~5200111￥。在設計應用時，將紅外1^0工作電流設定為0.511^(360mff)o
[0029]本實用新型工作原理如下:平行光經(jīng)過被測管后到達CXD圖像處理系統(tǒng)，因為光經(jīng)過被測液面時，液體與上面的氣體對光的折射率不同。從CCD圖像處理系統(tǒng)的一側(cè)看過去時，能看到液面(液體與氣體的分界面簡稱為液面)是一條黑帶線。那么只要測量出黑帶線相對于被測管底的高度即能計算液位高度。
[0030]通過以上實施例中的技術(shù)方案對本實用新型進行清楚、完整的描述，顯然所描述的實施例為本實用新型一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于CCD的液位測量裝置，其特征在于:包括被測液位管、設置于被測液位管一側(cè)的紅外光源及設置于被測液位管另一側(cè)的CCD圖像處理系統(tǒng)，所述CCD圖像處理系統(tǒng)由攝像頭及與攝像頭電連接的微處理器組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CCD的液位測量裝置，其特征在于:所述紅外光源緊靠被測液位管的一側(cè)設置，CCD圖像處理系統(tǒng)與被測液位管的另一側(cè)設置一距離D。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CCD的液位測量裝置，其特征在于:所述紅外光源的高度與寬度與被測液位管的高度與寬度一致。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CCD的液位測量裝置，其特征在于:所述距離D的值至少為被測液位管的高度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CCD的液位測量裝置，其特征在于:所述紅外光源包括兩層玻璃外殼及N組并聯(lián)的分支光源，_且并聯(lián)的分支光源一端通過電源穩(wěn)壓模塊與24V的電源輸入電路連接，另一端通過電源穩(wěn)壓模塊與12V的電源輸出電路連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于CCD的液位測量裝置，其特征在于:所述分支光源由7個LED發(fā)光二極管及一個電阻串聯(lián)組成。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于CCD的液位測量裝置，其特征在于:所述12V的電源輸出電路一路連接攝像頭，另一路連接LED發(fā)光二極管。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的基于CCD的液位測量裝置，其特征在于:所述攝像頭由CXD攝像頭0V7670組成，輸出端與微處理器電連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于CCD的液位測量裝置，其特征在于:所述微處理器由STM32F407芯片組成。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于CCD的液位測量裝置，其特征在于:所述CCD攝像頭0V7670的分辨率為640*480，為彩色攝像頭。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于CCD的液位測量裝置，包括被測液位管、設置于被測液位管一側(cè)的紅外光源及設置于被測液位管另一側(cè)的CCD圖像處理系統(tǒng)，所述CCD圖像處理系統(tǒng)由攝像頭及與攝像頭電連接的微處理器組成。本實用新型通過在被測管的一側(cè)安裝紅外光源，對面另一側(cè)安裝攝像頭，光通過液體與非液體的分界面（液面）時因為折射率不同，在攝像頭處看到的一條黑帶狀的線，此黑帶狀的即為液面，通過測量此液面相對于整個圖像中的位置，計算出液位高度，設置CCD圖像處理系統(tǒng)，提高測試精度，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
【IPC分類】G01F23/292
【公開號】CN205192571
【申請?zhí)枴緾N201521062380
【發(fā)明人】楊雷, 張志堅, 陳平平
【申請人】東莞理工學院
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月18日